外文翻譯--集成設計與制造中的的智能綜合系統(tǒng) 中文版.doc

集成設計與制造中的的智能綜合系統(tǒng)摘要智能綜合系統(tǒng)(IHS)已在集成設計和生產(chǎn)中的產(chǎn)品設計，概念設計，細節(jié)設計，流程計劃，成本預算及數(shù)控生產(chǎn)等各個階段得到廣泛應用。它將RBS（rule-basesystem），ANNs(artificial)，GA(geneticalgorithm)，HM(hypermedia)和CAD/CAE/CAM軟件包集成于一個操作環(huán)境中。設計與制造的技術將被RBS，ANN保留，而其它功能如：數(shù)字分析，工程制圖，數(shù)據(jù)運算等將又GA，HM和CAD/CAE/CAM實現(xiàn)。RBS作為整個過程的協(xié)調者，控制著整個過程。作為此方法的應用，用于機械動力傳動系統(tǒng)的智能綜合系統(tǒng)已發(fā)展起來。關鍵詞：人工智能，綜合系統(tǒng)，CAD/CAE/CAM，機械傳動，設計，生產(chǎn)1引言由于包含了多而復雜的階段，產(chǎn)品的設計與生產(chǎn)過程變得冗長而費時。為了降低成本及縮短上市時間，使用先進的電腦技術將整個過程綜合起來就變得十分必要。在這項研究中，智能綜合系統(tǒng)發(fā)展成為綜合設計與生產(chǎn)各階段的方法。通過把RBS，ANNs，GA，HM和CAD/CAE/CAM軟件包集成于一個操作環(huán)境中就能實現(xiàn)。無論是設計和生產(chǎn)的集成還是人工智能的運用都吸引著研究者的目光，但是，在設計與生產(chǎn)的整個過程中的復雜多樣的人工智能技術的綜合運用還未在文獻中發(fā)現(xiàn)。因此，智能綜合系統(tǒng)是一個新的研究。每個獨立的人工智能系統(tǒng)都有優(yōu)缺點。智能綜合系統(tǒng)綜合了它們的優(yōu)點，屏棄了它們的缺點，從而給人工智能的集成運用提供了強有力的工具。如今，許多CAD/CAE/CAM軟件包都被運用于工業(yè)生產(chǎn)中，但大多數(shù)情況下，它們都是獨立的。作為此方法的重要特征，它將上述軟件包集成在一個操作環(huán)境中。這對于工業(yè)者來說無疑是有效的方法，特別是中小型公司。在以下章節(jié)中，會首先對此方法作一個簡要的介紹，在主要結構，軟件技術關系，設計生產(chǎn)活動，及集成過程等方面會有一個概述。然后，會有智能綜合系統(tǒng)的主要特征的闡述，包括：RBS，ANN，GA，HM和CAD/CAE/CAM的綜合。此方法已應用于機械動力傳動系統(tǒng)的設計與生產(chǎn)。主要特征將與運用一起闡述。2概述智能綜合系統(tǒng)中的軟件技術及它們間的關系如Fig.1所示。把多種元素綜合于一個環(huán)境中的方法通過CONTROL實現(xiàn)。設計與制造的技術將被RBS，ANN保留，而其它任務如數(shù)字分析，工程制圖，數(shù)據(jù)運算等將用CAD/CAE/CAM軟件包實現(xiàn)。GA，HM用來處理設計及給用戶接觸和數(shù)據(jù)轉換提供有效方法。RBS作為整個過程的協(xié)調者，控制著整個過程。使用智能綜合系統(tǒng)時，以下動作將貫穿于設計與生產(chǎn)的整個過程。概念設計：產(chǎn)品設計的成型，概念的收集與評估。細節(jié)設計：分析，次裝配及元件設計，裝配，工程制圖，修改設計。生產(chǎn)：過程計劃，成本預算及數(shù)控生產(chǎn)。集成過程見Fig.2，它展示了RBS如何控制整個過程以及每個階段軟件的運用。應用于機械動力傳動系統(tǒng)的智能綜合系統(tǒng)將完成如下任務：a.產(chǎn)品設計成型.有12個要點，如輸入輸出軸的定位，生產(chǎn)成本等等。b.概念設計.通過以下順序在原形上建立概念：傳動級數(shù)：一，二或三級。輸入輸出軸的定位：平行，相交或正交。每個傳動級的元件：七種，包括齒輪，帶和鏈。c.細節(jié)設計.智能綜合系統(tǒng)能處理變速箱，帶傳動及兩者結合的細節(jié)設計，包括：齒輪強度分析，載荷的選擇，軸的設計，箱體設計，帶及滑輪的選擇，優(yōu)化設計，元件及裝配圖和元件參量設計。d.生產(chǎn).智能綜合系統(tǒng)能完成如下工作：成本分析，主要元件生產(chǎn)進程計劃及傳動軸生產(chǎn)的數(shù)控編程。Fig.1.SoftwareintergrationFig.2.Theintergratedprocess3系統(tǒng)控制如圖2所示，首先形成PDS，然后智能綜合系統(tǒng)會創(chuàng)建符合元件特征的一切概念并選擇最佳概念進行細節(jié)設計。在細節(jié)設計階段，將會涉及到兩種次系統(tǒng)：帶傳動及變速箱，從而形成動力傳動系統(tǒng)。同時，元件設計方面的問題，如齒輪，傳動軸和載荷等也將被解決。細節(jié)設計完成后，智能綜合系統(tǒng)將轉入到生產(chǎn)階段，屆時會進行數(shù)控，進程計劃和成本預算的工作。如果需要重新設計，無論何時智能集成系統(tǒng)都能實現(xiàn)。整個過程由系統(tǒng)控制器及二級控制器所控制。系統(tǒng)控制器通過與二級控制器的連接控制著整個過程，而二級控制器則控制著每個具體階段的活動。系統(tǒng)控制器及二級控制器都屬于RBS，它有兩種標準：控制標準和信息標準。控制標準包含著與設計過程相關的信息。這些標準使設計過程形成并控制它們的發(fā)展，同時形成推理過程及依據(jù)應用環(huán)境和設計過程激活信息標準。例：IF信息標準包含數(shù)值和設計特征形式的信息并激活能壓縮設計信息的方程。例：IF4.智能綜合系統(tǒng)中的人工系統(tǒng)網(wǎng)絡人工系統(tǒng)網(wǎng)絡在綜合過程中應用于兩個階段：（1）在概念設計階段有四個人工系統(tǒng)網(wǎng)絡用于創(chuàng)建概念；（2）在細節(jié)設計階段有四個人工系統(tǒng)網(wǎng)絡用于在齒輪原始數(shù)據(jù)中獲取設計特征。所有人工系統(tǒng)網(wǎng)絡都是基于反向傳播技術的快速多層感知器，也就是常說的反向傳播網(wǎng)絡。選擇這種網(wǎng)絡基于以下原因：固定的結構：能在設計系統(tǒng)中建立一個標準結構，使修改和信息升級更為簡單。善于樣品識別：對于整個過程中相似的應用程序，可提高它們的成功率。41概念設計的人工系統(tǒng)網(wǎng)絡圖3所示為一機械傳動系統(tǒng)，從圖上可知，通過將元件裝配到指定的位置可形成一個概念。四個人工系統(tǒng)網(wǎng)絡用于產(chǎn)生概念的過程：三個用于選擇元件，一個用于安排元件位置。411元件網(wǎng)絡三個網(wǎng)絡用于合并層次。每個網(wǎng)絡數(shù)據(jù)各不相同，其中有一或兩個輸出被設置為0。將它們設置為0可在維護標準網(wǎng)絡結構的過程中有效的去除不需要的。412排列網(wǎng)絡排列網(wǎng)絡在選擇過程中將PDS，每個階段的定位和數(shù)目合并。一系列的生產(chǎn)標準首先定義每個階段的數(shù)目。然而，在生產(chǎn)標準條件下的參量給出超過一個的結論時會產(chǎn)生一定程度的不確定。網(wǎng)絡結構會根據(jù)人工系統(tǒng)網(wǎng)絡輸入端的設計特征而定，只有當輸出端改變時才會改變。如圖4。順序數(shù)據(jù)為網(wǎng)絡準備好，而網(wǎng)絡是使用擁有合適的計算，并在0與1之間評定結果的EXCEL程序。結果與PDS相匹配，形成與下表相似的順序數(shù)據(jù)，它展示了網(wǎng)絡的三個輸入與四個輸出。Fig.3.ConceptconstructionFig.4.Fullyconnectednetworks.42用于確定齒輪初始尺寸的人工系統(tǒng)網(wǎng)絡首先，動力，傳動速度，齒輪斜率和中心距等信息將會在齒輪的細節(jié)設計階段確定。隨后，智能綜合系統(tǒng)會進入齒輪尺寸階段來確定包括模數(shù)，齒數(shù)，直徑和螺旋角等幾何參數(shù)。接下來，智能綜合系統(tǒng)會運行與額定接觸和彎曲強度有關的程序。在確定齒輪尺寸過程中，安全系數(shù)，精度及裝載系數(shù)等都將被確定。這些系數(shù)都來自與用于手動設計的圖表，而這些圖表的原始數(shù)據(jù)往往是不可獲得的，這就給裝入計算機帶來困難。然而，智能綜合系統(tǒng)的應用解決了這些問題。在這種情況下，四個智能綜合系統(tǒng)能直接使用從圖表獲得的數(shù)據(jù)，這就給將設計過程編入系統(tǒng)提供了合適的解決方案。5.智能綜合系統(tǒng)基礎運算法則的應用現(xiàn)在我們已經(jīng)可以看到諸如登山和NURTRONRAPHSON方法，但是由于研究涉及的面過于廣闊，造成耗時巨大。一種研究方法的出現(xiàn)提供了合適的解決方法，它可以在不分析所有要點的情況下覆蓋研究的內容。在智能綜合系統(tǒng)中有兩種運算法則：一種用于人工系統(tǒng)網(wǎng)絡結構的最佳化；一種用于尋找齒輪設計參數(shù)的最佳組合。由于篇幅所限，這里只討論前者。由于標準和指導的缺乏，反向網(wǎng)絡的設置是個困難的過程?；A運算法則正是用來解決這個問題。基于網(wǎng)絡性