基于KBE汽车覆盖件冲压工艺方案设计探究*

田 博

(西北工业集团有限公司，陕西 西安 710043)

1 前言

汽车覆盖件不仅存在形状复杂、外部轮廓相对大、原材料的厚度却相对小、关键尺寸大小要求严格、精确度高，而且零部件在制作成型时，由于毛料部分的变化很复杂，不容易把握，各种力分布没有规律，操作性要求十分严格，需要许多道的程序才能完成，制作难度高。因此，该方案的设计十分复杂，而且需要十分丰富的临床一线经验，在该方案的设计当中，会涉及大量的数据、图形、动态知识等因素的处理，这就使得对该工艺方案的要求十分严格，能够系统的处理多方面的复杂数据，并能综合这些数据，很好的表达出来。先进的知识工程，能够具有很高的计算能力，可以处理各种知识的表达，以及根据不同的情况，应用各方面的知识，进行严谨的推理决策，十分适合对覆盖件工艺方案的决策。

2 知识工程KBE在工艺方案设计上的应用

汽车覆盖件的工艺设计难度比较高，其过程十分复杂多变，存在模糊不清晰。需要根据零件全面的信息，包括几何数据信息、图样信息等，在工艺设计经验、专业知识以及其他具体条件的影响下，通过计算和判断，形成最合理的方案。

由于汽车行业的重要性，许多机构都投入了大量的人力物力解决相关的问题，在该工艺方案的问题上，华中科大和上海交大都取得了比较好的研究成果，在简化工艺设计方面有很好的帮助，但是对于工程的关键——决策，依然只能依靠专家的经验来完成，而且根据权威的研究显示，要解决复杂的图形知识和严谨的推理问题，任何单一的决策方法都不可靠，要想全面而有效的解决决策问题，必须依靠多样的知识表达模式以及更智能的决策技术。

知识工程KBE，是一种通过综合驱动、繁衍、应用知识，来解决实际工程问题的新型智能设计办法。可以在继承、综合、管理等方面很好的管理知识，对于设计知识来说，这些显得尤为重要，而且其开放性，可以及时、有效的处理各种领域的知识，使得大规模的知识处理，能在一个开发、集成性强的环境中运行。对于汽车覆盖件冲压工艺方案的设计，有十分明显的积极促进作用。

基于KBE的方案设计系统，需要许多关键的核心技术，具体包括:①完整、全面、标准化的冲压工艺方面知识的表达，以及工艺知识相关的模具技术，其中包括如何获取相关技术，如何表达知识，以及怎样构建知识模型等方面;②与冲压工艺相关的知识驱动的特点设计，包括定义相关的特点，将各种特点进行分类以及从设计特点到工艺特点的关键转变技术，以及其他;③全面准确处理各种知识的技术，以及关键工艺的方案设计，主要有综合知识方面的推理技术、知识的发展技术、对图形图像的推理能力以及最重要的方案决策技术等[1]。

3 知识的表达及工艺知识模型的建立

图1为覆盖件工艺知识模型图，很显然可知，在模型试图模拟完备的临场冲压工艺，通过充分利用各类信息和知识，并以此为基础，应用于知识工程，针对冲压工艺特点，通过结合不同的知识表达模式，在各模式之间实现相互配合和表达，完善该方案体系。

图1 覆盖件工艺知识模型图

4 基于KBE方面的工艺特征设计

图2表达的是基于KBE的设计特征到工艺特征的转换推理。

图2 基于KBE的特征设计

工艺特征在上述模型以及冲压工艺的设计当中，有重要的作用，是他们的基本单元，根据设计的各方面特点:形状、精确度、质量等，准确定位工艺特征的类型，以及相对应的具体知识。通过映射工艺特征，来获得相关的知识，从模型中获取一些具体的数据，再根据这些数据信息，推理转化相关知识，实现从模型到实例的转化。

5 基于KBE方面的工艺方案设计

该方案的设计过程如图3，以工艺特征模型为对象，经过逻辑化严谨的推理，以及其他对知识加工的工具，在模型和知识库的基础上，形成成型的工艺方案，在产品工艺路线、工序分工方面，都有系统的任务，到最后确定模具的规格式样等。由于在工艺特征的模型中，工艺的特征和相关的图形信息知识联系很紧凑，在生成确定的工艺路线时，同时实现对各个路线任务的分配工作，并且据此形成各工序的模型，有利于信息的同步以及对信息的处理。当然，根据不同的情况，还可以采取其他办法调整或修改方案，就像前面提到的，关键的决策技术，还是得依靠专业人员的一线经验，由此可见汽车覆盖件的冲压工艺方案，具有很大的复杂性和数据信息的庞大性。

图3 设计过程图

6 结语

应用KBE知识工程的办法来完善覆盖件冲压工艺方案的设计，逐步实现该工艺的智能化，使得知识能够进行多种描述和应用，有效解决工艺方案中关键的决策问题，提高了该方案设计的质量和效率，实现从经验到系统知识的转变。

[1]张永利.基于工艺过程的工艺知识建模方法研究[J].中国制造业信息化，2010(9):5－8.