基于KBE的履帶式車輛智能設(shè)計(jì)方法：技術(shù)、實(shí)踐與創(chuàng)新一、引言1.1研究背景與意義履帶式車輛作為一種具有特殊行駛方式的車輛，憑借其接地面積大、接地比壓小、附著性能好、爬坡能力強(qiáng)、轉(zhuǎn)彎半徑小以及跨溝越埂能力強(qiáng)等顯著特點(diǎn)，在眾多領(lǐng)域發(fā)揮著不可或缺的重要作用。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，履帶式拖拉機(jī)等車輛能夠在松軟的農(nóng)田中穩(wěn)定作業(yè)，不會(huì)因地面承載能力不足而下陷，有效提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率；在工程建筑領(lǐng)域，履帶式挖掘機(jī)、推土機(jī)等工程機(jī)械能夠適應(yīng)各種復(fù)雜地形和惡劣工況，承擔(dān)起土方挖掘、物料搬運(yùn)等繁重任務(wù)，是現(xiàn)代化建設(shè)中不可或缺的重要設(shè)備；在現(xiàn)代軍事領(lǐng)域，履帶式坦克、裝甲車等作戰(zhàn)裝備具備強(qiáng)大的越野性能和機(jī)動(dòng)性，能夠在戰(zhàn)場上快速部署，執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)，為國家的安全防御提供了堅(jiān)實(shí)保障。隨著科技的飛速發(fā)展和各行業(yè)對(duì)履帶式車輛需求的不斷增長，對(duì)其設(shè)計(jì)要求也日益提高。傳統(tǒng)的履帶式車輛設(shè)計(jì)方法主要依賴設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)和反復(fù)的試錯(cuò)，這種方式不僅設(shè)計(jì)周期長，而且成本高，難以滿足快速變化的市場需求和日益復(fù)雜的工況要求。在市場競爭日益激烈的今天，企業(yè)需要快速推出滿足用戶需求的新產(chǎn)品，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法顯然無法適應(yīng)這一形勢。知識(shí)工程（Knowledge-BasedEngineering，KBE）技術(shù)的出現(xiàn)為履帶式車輛設(shè)計(jì)帶來了新的契機(jī)。KBE技術(shù)是一種將領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的先進(jìn)技術(shù)，它能夠有效地獲取、表示和利用知識(shí)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的智能化和自動(dòng)化。通過KBE技術(shù)，可將履帶式車輛設(shè)計(jì)過程中的各種知識(shí)，如設(shè)計(jì)規(guī)范、計(jì)算方法、成功案例等，進(jìn)行系統(tǒng)的整理和存儲(chǔ)，構(gòu)建成知識(shí)庫。在設(shè)計(jì)新的履帶式車輛時(shí)，設(shè)計(jì)人員只需輸入相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)和要求，系統(tǒng)就能基于知識(shí)庫中的知識(shí)進(jìn)行推理和分析，快速生成設(shè)計(jì)方案，并對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化和評(píng)估。這大大縮短了設(shè)計(jì)周期，提高了設(shè)計(jì)效率，降低了設(shè)計(jì)成本，同時(shí)也提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，增強(qiáng)了產(chǎn)品的市場競爭力。將KBE技術(shù)應(yīng)用于履帶式車輛設(shè)計(jì)領(lǐng)域，對(duì)于推動(dòng)履帶式車輛行業(yè)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。一方面，能夠提高履帶式車輛的自主設(shè)計(jì)水平，打破國外技術(shù)壟斷，增強(qiáng)我國在該領(lǐng)域的核心競爭力；另一方面，有助于加快履帶式車輛的更新?lián)Q代，滿足各行業(yè)對(duì)高性能、個(gè)性化履帶式車輛的需求，促進(jìn)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。因此，開展基于KBE的履帶式車輛智能設(shè)計(jì)方法研究具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀KBE技術(shù)自誕生以來，在全球范圍內(nèi)得到了廣泛的關(guān)注和研究，其應(yīng)用領(lǐng)域也不斷拓展。在履帶式車輛設(shè)計(jì)領(lǐng)域，國內(nèi)外學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)都進(jìn)行了大量有價(jià)值的探索與實(shí)踐。國外方面，歐美等發(fā)達(dá)國家在KBE技術(shù)及其在履帶式車輛設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究起步較早，技術(shù)相對(duì)成熟。美國在軍事履帶式車輛設(shè)計(jì)中，深度融合KBE技術(shù)，利用其強(qiáng)大的知識(shí)處理和分析能力，對(duì)車輛的動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、行走系統(tǒng)等關(guān)鍵部件進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)與優(yōu)化。通過建立龐大的知識(shí)庫，涵蓋各種工況下的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、材料性能、制造工藝等知識(shí)，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行新車型設(shè)計(jì)時(shí)，系統(tǒng)能快速根據(jù)輸入的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)，提供多種可行的設(shè)計(jì)方案，并通過仿真分析對(duì)方案進(jìn)行評(píng)估和優(yōu)化，極大地提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，縮短了研發(fā)周期，增強(qiáng)了美軍裝備的先進(jìn)性和作戰(zhàn)效能。歐洲的一些國家，如德國、法國等，在民用和工業(yè)領(lǐng)域的履帶式車輛設(shè)計(jì)中積極應(yīng)用KBE技術(shù)。德國的工程機(jī)械制造企業(yè)在設(shè)計(jì)履帶式起重機(jī)、挖掘機(jī)等設(shè)備時(shí)，基于KBE技術(shù)開發(fā)了專用的設(shè)計(jì)系統(tǒng)。該系統(tǒng)集成了企業(yè)多年積累的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，能夠根據(jù)不同的施工需求和場地條件，快速生成個(gè)性化的設(shè)計(jì)方案。例如，在設(shè)計(jì)一款新型履帶式起重機(jī)時(shí)，設(shè)計(jì)人員只需輸入起重量、起升高度、工作半徑等關(guān)鍵參數(shù)，系統(tǒng)就能自動(dòng)從知識(shí)庫中調(diào)取相關(guān)知識(shí)，完成起重機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零部件選型以及力學(xué)性能分析等工作，確保設(shè)計(jì)方案既滿足用戶需求，又符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，提高了產(chǎn)品在國際市場上的競爭力。在國內(nèi)，隨著制造業(yè)的快速發(fā)展和對(duì)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)需求的不斷增加，KBE技術(shù)在履帶式車輛設(shè)計(jì)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用也取得了顯著進(jìn)展。眾多高校和科研機(jī)構(gòu)紛紛開展相關(guān)研究項(xiàng)目，針對(duì)履帶式車輛設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題，如總體布局設(shè)計(jì)、零部件設(shè)計(jì)、性能分析與優(yōu)化等，探索基于KBE的智能設(shè)計(jì)方法。一些高校通過對(duì)履帶式車輛設(shè)計(jì)知識(shí)的深入挖掘和整理，建立了知識(shí)模型和推理機(jī)制。運(yùn)用產(chǎn)生式表示法、面向?qū)ο蟊硎痉ǖ戎R(shí)表示方法，將設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、計(jì)算公式、設(shè)計(jì)規(guī)范等知識(shí)進(jìn)行形式化表達(dá)，存儲(chǔ)到知識(shí)庫中。在設(shè)計(jì)過程中，采用基于規(guī)則的推理和基于實(shí)例的推理等推理技術(shù)，根據(jù)用戶輸入的設(shè)計(jì)要求，從知識(shí)庫中獲取相關(guān)知識(shí)，進(jìn)行推理和分析，生成初步設(shè)計(jì)方案，并通過與CAD、CAE等軟件的集成，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行可視化建模和性能仿真分析，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。通過這種方式，提高了履帶式車輛設(shè)計(jì)的智能化水平，減少了對(duì)設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)的依賴，提高了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和可靠性。國內(nèi)的一些企業(yè)也逐漸認(rèn)識(shí)到KBE技術(shù)在履帶式車輛設(shè)計(jì)中的重要性，并積極引進(jìn)和應(yīng)用相關(guān)技術(shù)。例如，部分工程機(jī)械企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)過程中，引入KBE技術(shù)，對(duì)履帶式裝載機(jī)、推土機(jī)等產(chǎn)品進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)升級(jí)。通過建立企業(yè)級(jí)的知識(shí)庫和設(shè)計(jì)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)的共享和重用，提高了設(shè)計(jì)效率和協(xié)同性。在設(shè)計(jì)一款新型履帶式推土機(jī)時(shí)，不同部門的設(shè)計(jì)人員可以在統(tǒng)一的設(shè)計(jì)平臺(tái)上，根據(jù)各自的職責(zé)和需求，利用知識(shí)庫中的知識(shí)進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，大大縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期，降低了研發(fā)成本，同時(shí)提高了產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)了企業(yè)的市場競爭力。盡管國內(nèi)外在基于KBE的履帶式車輛智能設(shè)計(jì)方法研究方面取得了一定成果，但仍存在一些問題和挑戰(zhàn)。例如，知識(shí)獲取的難度較大，如何從大量的設(shè)計(jì)文檔、試驗(yàn)數(shù)據(jù)和專家經(jīng)驗(yàn)中準(zhǔn)確、高效地獲取知識(shí)，是需要進(jìn)一步解決的問題；知識(shí)表示的準(zhǔn)確性和通用性有待提高，目前的知識(shí)表示方法在處理復(fù)雜的設(shè)計(jì)知識(shí)時(shí)，還存在一定的局限性；KBE系統(tǒng)與其他設(shè)計(jì)軟件和制造系統(tǒng)的集成度還不夠高，數(shù)據(jù)共享和交互存在障礙，影響了智能設(shè)計(jì)的整體效果和應(yīng)用范圍。針對(duì)這些問題，未來需要進(jìn)一步深入研究，探索更加有效的解決方法，推動(dòng)基于KBE的履帶式車輛智能設(shè)計(jì)方法的發(fā)展和應(yīng)用。1.3研究目標(biāo)與內(nèi)容本研究旨在深入探索KBE技術(shù)在履帶式車輛設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，構(gòu)建一套完整、高效的基于KBE的履帶式車輛智能設(shè)計(jì)體系，實(shí)現(xiàn)履帶式車輛設(shè)計(jì)的智能化、自動(dòng)化和創(chuàng)新化，全面提升履帶式車輛的設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率。在知識(shí)獲取與表示方面，全面、系統(tǒng)地收集履帶式車輛設(shè)計(jì)領(lǐng)域的各類知識(shí)，包括設(shè)計(jì)規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)算方法、專家經(jīng)驗(yàn)、成功案例以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等。運(yùn)用先進(jìn)的知識(shí)表示方法，如產(chǎn)生式表示法、語義網(wǎng)絡(luò)表示法、框架表示法以及面向?qū)ο蟊硎痉ǖ?，將這些知識(shí)進(jìn)行合理的組織和形式化表達(dá)，構(gòu)建出層次清晰、結(jié)構(gòu)合理、易于維護(hù)和擴(kuò)展的履帶式車輛設(shè)計(jì)知識(shí)庫。確保知識(shí)的準(zhǔn)確性、完整性和一致性，為后續(xù)的知識(shí)推理和設(shè)計(jì)應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。例如，對(duì)于履帶式車輛的動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)，可采用面向?qū)ο蟊硎痉ǎ瑢l(fā)動(dòng)機(jī)的類型、功率、扭矩等屬性以及與其他部件的連接關(guān)系等知識(shí)封裝在一個(gè)對(duì)象中，便于管理和調(diào)用。研究設(shè)計(jì)知識(shí)推理機(jī)制與設(shè)計(jì)流程自動(dòng)化。針對(duì)履帶式車輛設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和需求，綜合運(yùn)用基于規(guī)則的推理（Rule-BasedReasoning，RBR）、基于實(shí)例的推理（Case-BasedReasoning，CBR）、基于模型的推理（Model-BasedReasoning，MBR）等多種推理技術(shù)，建立高效、準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)知識(shí)推理機(jī)制。當(dāng)輸入設(shè)計(jì)需求和參數(shù)時(shí)，推理機(jī)制能夠快速從知識(shí)庫中檢索和匹配相關(guān)知識(shí)，生成合理的設(shè)計(jì)方案。通過自動(dòng)化設(shè)計(jì)流程，實(shí)現(xiàn)從概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)到性能分析與優(yōu)化的全過程自動(dòng)化或半自動(dòng)化，減少人工干預(yù)，提高設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性。如在概念設(shè)計(jì)階段，利用基于實(shí)例的推理技術(shù)，從以往成功的設(shè)計(jì)案例中找到相似案例，快速生成初始設(shè)計(jì)方案；在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，運(yùn)用基于規(guī)則的推理技術(shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)方案進(jìn)行細(xì)化和完善?；贙BE技術(shù)開發(fā)履帶式車輛智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)。結(jié)合知識(shí)獲取、表示和推理的研究成果，利用先進(jìn)的軟件開發(fā)技術(shù)和工具，如VisualBasic（VB）、C++、Java等，開發(fā)出功能強(qiáng)大、界面友好、易于操作的履帶式車輛智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)具備良好的交互性，能夠方便設(shè)計(jì)人員輸入設(shè)計(jì)需求和參數(shù)，并直觀地展示設(shè)計(jì)結(jié)果和分析報(bào)告。實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）、計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃（CAPP）等軟件的無縫集成，充分發(fā)揮各軟件的優(yōu)勢，提高設(shè)計(jì)的協(xié)同性和效率。例如，通過系統(tǒng)與CAD軟件的集成，可直接將設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)化為三維模型，進(jìn)行可視化設(shè)計(jì)和分析；與CAE軟件集成，可對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行力學(xué)性能、動(dòng)力學(xué)性能等方面的仿真分析，為方案的優(yōu)化提供依據(jù)。在應(yīng)用驗(yàn)證與優(yōu)化方面，運(yùn)用開發(fā)的智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)，針對(duì)不同類型和用途的履帶式車輛，如履帶式拖拉機(jī)、挖掘機(jī)、坦克等，進(jìn)行實(shí)際的設(shè)計(jì)應(yīng)用驗(yàn)證。通過實(shí)際案例的設(shè)計(jì)實(shí)踐，檢驗(yàn)系統(tǒng)的功能完整性、性能可靠性以及設(shè)計(jì)結(jié)果的合理性。收集應(yīng)用過程中的反饋信息，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，不斷完善知識(shí)模型、推理機(jī)制和設(shè)計(jì)流程，提高系統(tǒng)的智能化水平和實(shí)用性。例如，在對(duì)某型號(hào)履帶式拖拉機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，運(yùn)用智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)生成設(shè)計(jì)方案，并通過實(shí)際制造和試驗(yàn)，驗(yàn)證方案的可行性和性能指標(biāo)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，使系統(tǒng)能夠更好地滿足實(shí)際設(shè)計(jì)需求。1.4研究方法與技術(shù)路線在研究過程中，將綜合運(yùn)用多種研究方法，確保研究的科學(xué)性、全面性和有效性。文獻(xiàn)研究法是開展本研究的重要基礎(chǔ)。通過廣泛查閱國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)期刊論文、學(xué)位論文、研究報(bào)告、專利文獻(xiàn)以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等資料，全面了解KBE技術(shù)的發(fā)展歷程、研究現(xiàn)狀、應(yīng)用成果以及履帶式車輛設(shè)計(jì)的相關(guān)理論和方法。梳理KBE技術(shù)在履帶式車輛設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)展，分析現(xiàn)有研究的優(yōu)勢與不足，明確本研究的切入點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)。例如，深入研究國內(nèi)外關(guān)于履帶式車輛設(shè)計(jì)知識(shí)表示和推理機(jī)制的文獻(xiàn)，為構(gòu)建高效的履帶式車輛設(shè)計(jì)知識(shí)庫和推理系統(tǒng)提供理論依據(jù)。案例分析法有助于深入理解實(shí)際應(yīng)用中的問題和解決方案。收集和分析國內(nèi)外典型的基于KBE技術(shù)的履帶式車輛設(shè)計(jì)案例，包括成功案例和失敗案例。對(duì)成功案例進(jìn)行詳細(xì)剖析，總結(jié)其在知識(shí)獲取、表示、推理以及系統(tǒng)集成等方面的成功經(jīng)驗(yàn)和關(guān)鍵技術(shù)；從失敗案例中吸取教訓(xùn)，分析可能存在的問題和原因，如知識(shí)獲取不全面、推理機(jī)制不合理、系統(tǒng)集成不完善等，為研究提供實(shí)踐參考。通過對(duì)某企業(yè)基于KBE技術(shù)設(shè)計(jì)新型履帶式挖掘機(jī)的案例分析，了解其在設(shè)計(jì)過程中如何運(yùn)用知識(shí)進(jìn)行方案生成和優(yōu)化，以及遇到的問題和解決方法，為本文的研究提供實(shí)際應(yīng)用層面的借鑒。理論與實(shí)踐相結(jié)合是實(shí)現(xiàn)研究目標(biāo)的關(guān)鍵方法。在理論研究方面，深入探討KBE技術(shù)的核心理論，如知識(shí)獲取、表示和推理的原理和方法，以及履帶式車輛設(shè)計(jì)的相關(guān)理論和規(guī)范。將這些理論應(yīng)用于履帶式車輛智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)實(shí)踐中，通過實(shí)際系統(tǒng)的開發(fā)和測試，驗(yàn)證理論的正確性和可行性。在實(shí)踐過程中，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)理論進(jìn)行完善和優(yōu)化。根據(jù)履帶式車輛設(shè)計(jì)知識(shí)表示的理論研究成果，開發(fā)相應(yīng)的知識(shí)表示模塊，并在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)反饋信息對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，使其更符合履帶式車輛設(shè)計(jì)的實(shí)際需求。本研究的技術(shù)路線圖如下：需求分析：全面調(diào)研履帶式車輛設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)BE技術(shù)的應(yīng)用需求，包括設(shè)計(jì)流程、知識(shí)類型、功能要求等方面。通過與企業(yè)設(shè)計(jì)人員、行業(yè)專家交流，了解他們?cè)趯?shí)際設(shè)計(jì)過程中遇到的問題和期望，為后續(xù)研究提供明確的方向。知識(shí)獲取與表示：運(yùn)用多種知識(shí)獲取方法，如專家訪談、文檔分析、數(shù)據(jù)挖掘等，收集履帶式車輛設(shè)計(jì)領(lǐng)域的各類知識(shí)。采用合適的知識(shí)表示方法，將獲取的知識(shí)進(jìn)行形式化表達(dá)，構(gòu)建履帶式車輛設(shè)計(jì)知識(shí)庫。推理機(jī)制設(shè)計(jì)：根據(jù)履帶式車輛設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和需求，設(shè)計(jì)基于規(guī)則推理、實(shí)例推理、模型推理等多種推理技術(shù)的混合推理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)需求到設(shè)計(jì)方案的智能生成。系統(tǒng)開發(fā)：利用先進(jìn)的軟件開發(fā)技術(shù)和工具，開發(fā)基于KBE的履帶式車輛智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的存儲(chǔ)、管理、推理以及設(shè)計(jì)流程的自動(dòng)化或半自動(dòng)化。系統(tǒng)集成：將智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)與CAD、CAE、CAPP等軟件進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交互，提高設(shè)計(jì)的協(xié)同性和效率。應(yīng)用驗(yàn)證：運(yùn)用開發(fā)的智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)，對(duì)不同類型的履帶式車輛進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用驗(yàn)證，收集反饋信息，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。成果總結(jié)：總結(jié)研究成果，撰寫研究報(bào)告和學(xué)術(shù)論文，為KBE技術(shù)在履帶式車輛設(shè)計(jì)領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展提供參考。通過以上研究方法和技術(shù)路線，本研究旨在深入探索基于KBE的履帶式車輛智能設(shè)計(jì)方法，為履帶式車輛設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展提供有力支持。二、KBE技術(shù)基礎(chǔ)理論2.1KBE技術(shù)概述KBE，即基于知識(shí)的工程（Knowledge-BasedEngineering），是一種將知識(shí)處理與工程設(shè)計(jì)相結(jié)合的先進(jìn)技術(shù)。它旨在利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、分析、制造等過程中的知識(shí)進(jìn)行有效的獲取、存儲(chǔ)、管理、推理和應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)的智能化、自動(dòng)化和創(chuàng)新化。英國考文垂大學(xué)認(rèn)為，KBE是一種存儲(chǔ)并處理與產(chǎn)品模型有關(guān)的知識(shí)、并基于產(chǎn)品模型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是促進(jìn)工程化、實(shí)用化產(chǎn)品開發(fā)的重要軟件方法；而美國華盛頓大學(xué)機(jī)械工程系則將其視為一種設(shè)計(jì)方法學(xué)，與下一代CAD技術(shù)緊密結(jié)合，運(yùn)用啟發(fā)式設(shè)計(jì)規(guī)則來開發(fā)構(gòu)件、裝配和系統(tǒng)。KBE技術(shù)的發(fā)展歷程可追溯到20世紀(jì)80年代，最初是為解決復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)問題而提出。彼時(shí)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的興起，工程師們開始嘗試將設(shè)計(jì)知識(shí)以數(shù)字化的形式存儲(chǔ)和應(yīng)用，以提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。早期的KBE系統(tǒng)主要基于專家系統(tǒng)技術(shù)，通過將領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗(yàn)和知識(shí)轉(zhuǎn)化為規(guī)則和邏輯，實(shí)現(xiàn)簡單的設(shè)計(jì)任務(wù)自動(dòng)化。隨著時(shí)間的推移，KBE技術(shù)不斷演進(jìn)。20世紀(jì)90年代，人工智能技術(shù)的發(fā)展為KBE注入了新的活力，機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識(shí)別等技術(shù)被逐漸應(yīng)用于KBE系統(tǒng)中，使得系統(tǒng)能夠自動(dòng)從大量的數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)和提取知識(shí)，進(jìn)一步提高了知識(shí)獲取的效率和準(zhǔn)確性。同時(shí)，CAD、CAE、CAM等計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的成熟，也為KBE技術(shù)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，KBE系統(tǒng)開始與這些技術(shù)深度集成，實(shí)現(xiàn)了從設(shè)計(jì)到制造的全過程智能化支持。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及和大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，KBE技術(shù)迎來了新的發(fā)展機(jī)遇。基于網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)庫和分布式計(jì)算技術(shù)，使得KBE系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)知識(shí)的共享和協(xié)同應(yīng)用，不同地區(qū)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)共享設(shè)計(jì)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，共同完成復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)任務(wù)。此外，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)與KBE的融合，進(jìn)一步拓展了KBE技術(shù)的應(yīng)用范圍和功能，使其能夠更好地適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展需求。經(jīng)過多年的發(fā)展，KBE技術(shù)已在眾多領(lǐng)域取得了顯著的應(yīng)用成果。在航空航天領(lǐng)域，KBE技術(shù)被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、衛(wèi)星、火箭等復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、優(yōu)化和決策過程。例如，在飛機(jī)設(shè)計(jì)中，利用KBE技術(shù)可以快速進(jìn)行飛機(jī)總體布局設(shè)計(jì)、機(jī)翼結(jié)構(gòu)優(yōu)化、發(fā)動(dòng)機(jī)選型等工作。通過建立飛機(jī)設(shè)計(jì)知識(shí)庫，將空氣動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料科學(xué)等多學(xué)科知識(shí)以及以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)存儲(chǔ)其中，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行新機(jī)型設(shè)計(jì)時(shí)，系統(tǒng)能夠根據(jù)輸入的設(shè)計(jì)要求，快速生成多種可行的設(shè)計(jì)方案，并通過仿真分析對(duì)方案進(jìn)行評(píng)估和優(yōu)化，大大縮短了設(shè)計(jì)周期，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低了研發(fā)成本和風(fēng)險(xiǎn)。在汽車工業(yè)中，KBE技術(shù)同樣發(fā)揮著重要作用。從車型設(shè)計(jì)、性能優(yōu)化到可靠性分析等各個(gè)環(huán)節(jié)，KBE技術(shù)都得到了廣泛應(yīng)用。在汽車車身設(shè)計(jì)中，運(yùn)用KBE技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)車身造型的快速設(shè)計(jì)和優(yōu)化。通過建立車身設(shè)計(jì)知識(shí)庫，將美學(xué)原則、人體工程學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)等知識(shí)融入其中，設(shè)計(jì)師可以根據(jù)市場需求和用戶反饋，快速生成多種車身造型方案，并利用仿真分析工具對(duì)方案的空氣動(dòng)力學(xué)性能、人機(jī)工程學(xué)性能等進(jìn)行評(píng)估和優(yōu)化，從而設(shè)計(jì)出既美觀又實(shí)用的汽車車身。在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中，KBE技術(shù)可以幫助工程師快速進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)優(yōu)化和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和可靠性。在船舶工程領(lǐng)域，KBE技術(shù)在船舶結(jié)構(gòu)、性能、推進(jìn)系統(tǒng)等方面的設(shè)計(jì)和優(yōu)化中得到了廣泛應(yīng)用。通過建立船舶設(shè)計(jì)知識(shí)庫，將船舶流體力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料科學(xué)等知識(shí)以及船舶設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)其中，設(shè)計(jì)人員可以利用KBE系統(tǒng)快速進(jìn)行船舶總體設(shè)計(jì)、船體結(jié)構(gòu)優(yōu)化、推進(jìn)系統(tǒng)選型等工作。在船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，運(yùn)用KBE技術(shù)可以根據(jù)船舶的使用要求和航行環(huán)境，快速生成多種船體結(jié)構(gòu)方案，并通過有限元分析等工具對(duì)方案的強(qiáng)度、剛度等性能進(jìn)行評(píng)估和優(yōu)化，確保船舶結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。在船舶推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，KBE技術(shù)可以幫助工程師根據(jù)船舶的航速、功率等要求，快速選擇合適的推進(jìn)器類型和參數(shù)，提高船舶的推進(jìn)效率。除了上述領(lǐng)域，KBE技術(shù)還在能源、電子、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到了應(yīng)用，為各種復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供智能化的決策支持。在能源領(lǐng)域，KBE技術(shù)可用于核電站、風(fēng)力發(fā)電站等能源設(shè)施的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，提高能源設(shè)施的安全性和效率；在電子領(lǐng)域，KBE技術(shù)有助于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜電路和系統(tǒng)的快速設(shè)計(jì)和優(yōu)化，提高電子產(chǎn)品的性能和可靠性；在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，KBE技術(shù)可應(yīng)用于醫(yī)療器械的設(shè)計(jì)和研發(fā)，為醫(yī)療設(shè)備的創(chuàng)新提供支持。KBE技術(shù)的廣泛應(yīng)用，不僅提高了各行業(yè)的設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低了研發(fā)成本，還推動(dòng)了各行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展，成為現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的重要支撐技術(shù)之一。2.2KBE關(guān)鍵技術(shù)解析2.2.1知識(shí)獲取知識(shí)獲取是KBE技術(shù)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，其目的是從各種來源收集和提取履帶式車輛設(shè)計(jì)所需的知識(shí)，并將其轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可處理的形式。知識(shí)獲取的來源廣泛，包括設(shè)計(jì)文檔、專家經(jīng)驗(yàn)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。設(shè)計(jì)文檔是履帶式車輛設(shè)計(jì)知識(shí)的重要載體，涵蓋了以往設(shè)計(jì)項(xiàng)目的方案、圖紙、計(jì)算書等。通過對(duì)這些文檔的深入分析和挖掘，可以獲取到諸如總體布局、零部件設(shè)計(jì)、性能計(jì)算等方面的知識(shí)。在分析某型號(hào)履帶式拖拉機(jī)的設(shè)計(jì)文檔時(shí)，能夠獲取到其動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、行走系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)參數(shù)和結(jié)構(gòu)形式，以及各系統(tǒng)之間的匹配關(guān)系等知識(shí)。專家經(jīng)驗(yàn)是履帶式車輛設(shè)計(jì)中不可或缺的知識(shí)來源。領(lǐng)域?qū)＜覒{借多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在解決設(shè)計(jì)問題時(shí)能夠迅速做出判斷和決策。通過與專家進(jìn)行深入的訪談、交流以及組織專家研討會(huì)等方式，可以獲取到他們?cè)谠O(shè)計(jì)過程中的經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)，如設(shè)計(jì)技巧、注意事項(xiàng)、故障診斷與排除方法等。例如，專家在履帶式車輛的懸掛系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，能夠根據(jù)不同的工況和使用要求，給出合理的懸掛參數(shù)和結(jié)構(gòu)形式建議，這些經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)對(duì)于提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率具有重要價(jià)值。試驗(yàn)數(shù)據(jù)是通過實(shí)際的試驗(yàn)測試獲得的，能夠真實(shí)反映履帶式車輛在各種工況下的性能表現(xiàn)。對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和總結(jié)，可以獲取到諸如動(dòng)力性能、行駛性能、可靠性等方面的知識(shí)。在履帶式車輛的耐久性試驗(yàn)中，通過對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，可以了解到車輛各零部件在長期使用過程中的磨損規(guī)律、故障發(fā)生概率等知識(shí)，為設(shè)計(jì)改進(jìn)和優(yōu)化提供依據(jù)。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范是履帶式車輛設(shè)計(jì)必須遵循的準(zhǔn)則，包含了大量的設(shè)計(jì)知識(shí)和要求。如國家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)履帶式車輛的安全性能、環(huán)保性能、尺寸規(guī)格等方面都有明確規(guī)定。通過對(duì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的研究和應(yīng)用，可以確保設(shè)計(jì)符合相關(guān)要求，同時(shí)也能獲取到其中蘊(yùn)含的設(shè)計(jì)知識(shí)和方法。為了實(shí)現(xiàn)高效的知識(shí)獲取，可采用多種方法和工具。專家系統(tǒng)是一種常用的知識(shí)獲取工具，它能夠?qū)＜业闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)以規(guī)則的形式存儲(chǔ)在知識(shí)庫中，通過推理機(jī)制解決問題。在履帶式車輛的故障診斷中，可利用專家系統(tǒng)將專家的故障診斷經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為規(guī)則，當(dāng)車輛出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)能夠根據(jù)故障現(xiàn)象快速診斷出故障原因。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)也是一種有效的知識(shí)獲取方法，它能夠從大量的數(shù)據(jù)中自動(dòng)發(fā)現(xiàn)潛在的模式和知識(shí)。在履帶式車輛的設(shè)計(jì)中，可利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)等進(jìn)行分析，挖掘出其中的規(guī)律和知識(shí)，為設(shè)計(jì)決策提供支持。通過對(duì)履帶式車輛在不同工況下的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，可發(fā)現(xiàn)車輛的油耗與行駛速度、負(fù)載等因素之間的關(guān)系，為優(yōu)化車輛的動(dòng)力系統(tǒng)和行駛性能提供依據(jù)。知識(shí)獲取是一個(gè)持續(xù)的過程，隨著履帶式車輛技術(shù)的不斷發(fā)展和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的積累，需要不斷更新和補(bǔ)充知識(shí)庫中的知識(shí)，以確保知識(shí)的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。2.2.2知識(shí)表示知識(shí)表示是將獲取到的知識(shí)以一種合適的形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，以便于知識(shí)的管理、推理和應(yīng)用。在履帶式車輛設(shè)計(jì)領(lǐng)域，常用的知識(shí)表示方法包括產(chǎn)生式表示法、面向?qū)ο蟊硎痉?、語義網(wǎng)絡(luò)表示法和框架表示法等，每種方法都有其特點(diǎn)和適用場景。產(chǎn)生式表示法是一種基于規(guī)則的知識(shí)表示方法，它將知識(shí)表示為“如果……那么……”的形式，即由條件和結(jié)論組成。在履帶式車輛設(shè)計(jì)中，可利用產(chǎn)生式表示法表示設(shè)計(jì)規(guī)則和經(jīng)驗(yàn)?！叭绻膸杰囕v的行駛速度要求較高，那么應(yīng)選擇功率較大的發(fā)動(dòng)機(jī)”，這樣的規(guī)則可以存儲(chǔ)在知識(shí)庫中，當(dāng)進(jìn)行設(shè)計(jì)推理時(shí)，系統(tǒng)可以根據(jù)輸入的設(shè)計(jì)要求匹配相應(yīng)的規(guī)則，從而得出設(shè)計(jì)結(jié)論。產(chǎn)生式表示法的優(yōu)點(diǎn)是表達(dá)直觀、易于理解和實(shí)現(xiàn)，推理過程清晰；缺點(diǎn)是規(guī)則之間的關(guān)系較為松散，難以處理復(fù)雜的知識(shí)結(jié)構(gòu)，而且當(dāng)規(guī)則數(shù)量較多時(shí)，推理效率會(huì)受到影響。面向?qū)ο蟊硎痉▽⒅R(shí)封裝在對(duì)象中，每個(gè)對(duì)象包含屬性和方法。在履帶式車輛設(shè)計(jì)中，可將每個(gè)零部件視為一個(gè)對(duì)象，其屬性包括尺寸、材料、性能參數(shù)等，方法則包括零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算、裝配方法等。以履帶式車輛的驅(qū)動(dòng)輪為例，可將其定義為一個(gè)對(duì)象，屬性有直徑、齒數(shù)、材料等，方法有強(qiáng)度計(jì)算、與履帶的嚙合計(jì)算等。面向?qū)ο蟊硎痉ǖ膬?yōu)點(diǎn)是具有良好的封裝性和繼承性，能夠有效組織和管理復(fù)雜的知識(shí)，提高知識(shí)的重用性和可維護(hù)性；缺點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，對(duì)系統(tǒng)的要求較高。語義網(wǎng)絡(luò)表示法用節(jié)點(diǎn)和弧線或鏈線來表示知識(shí)，節(jié)點(diǎn)表示事物、概念、事件等，弧線或鏈線表示它們之間的關(guān)系。在履帶式車輛設(shè)計(jì)中，可利用語義網(wǎng)絡(luò)表示零部件之間的裝配關(guān)系、功能關(guān)系等。用節(jié)點(diǎn)表示發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、驅(qū)動(dòng)輪等零部件，用弧線表示它們之間的連接關(guān)系和動(dòng)力傳遞關(guān)系。語義網(wǎng)絡(luò)表示法的優(yōu)點(diǎn)是能夠直觀地表示知識(shí)之間的關(guān)系，易于理解和擴(kuò)展；缺點(diǎn)是缺乏形式化的語義描述，推理過程相對(duì)復(fù)雜?？蚣鼙硎痉▽⒅R(shí)表示為一個(gè)框架，框架由若干個(gè)槽組成，每個(gè)槽又可包含若干個(gè)側(cè)面，每個(gè)側(cè)面都有一個(gè)值。在履帶式車輛設(shè)計(jì)中，可利用框架表示法表示設(shè)計(jì)方案、產(chǎn)品模型等。一個(gè)履帶式車輛的總體設(shè)計(jì)框架可包含車輛類型、用途、主要技術(shù)參數(shù)等槽，每個(gè)槽再包含具體的側(cè)面和值?？蚣鼙硎痉ǖ膬?yōu)點(diǎn)是能夠較好地表示結(jié)構(gòu)性知識(shí)，便于知識(shí)的組織和管理；缺點(diǎn)是不夠靈活，對(duì)于一些不確定性知識(shí)的表示能力較弱。在實(shí)際應(yīng)用中，單一的知識(shí)表示方法往往難以滿足履帶式車輛設(shè)計(jì)的復(fù)雜需求，因此常采用多種知識(shí)表示方法相結(jié)合的方式。將產(chǎn)生式表示法和面向?qū)ο蟊硎痉ㄏ嘟Y(jié)合，利用產(chǎn)生式表示法表示設(shè)計(jì)規(guī)則，利用面向?qū)ο蟊硎痉ū硎玖悴考闹R(shí)，這樣可以充分發(fā)揮兩種方法的優(yōu)勢，提高知識(shí)表示的效果和推理效率。在履帶式車輛的設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)具體的知識(shí)類型和應(yīng)用場景，選擇合適的知識(shí)表示方法或組合，能夠更好地實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有效管理和應(yīng)用，為智能設(shè)計(jì)提供有力支持。2.2.3知識(shí)推理知識(shí)推理是KBE技術(shù)的核心環(huán)節(jié)，它基于已有的知識(shí)和推理規(guī)則，從已知的事實(shí)出發(fā)，推導(dǎo)出新的結(jié)論或解決方案。在履帶式車輛設(shè)計(jì)中，常用的知識(shí)推理模式包括基于規(guī)則的推理（RBR）、基于實(shí)例的推理（CBR）和基于模型的推理（MBR）等，每種推理模式都有其獨(dú)特的工作原理和適用范圍?；谝?guī)則的推理（RBR）是一種基于產(chǎn)生式規(guī)則的推理方法，它將領(lǐng)域知識(shí)表示為一系列的“如果……那么……”規(guī)則。在履帶式車輛設(shè)計(jì)中，這些規(guī)則可以涵蓋設(shè)計(jì)規(guī)范、經(jīng)驗(yàn)公式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則等方面的知識(shí)。在確定履帶式車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)功率時(shí)，可依據(jù)“如果車輛的滿載質(zhì)量為M，行駛速度為V，行駛阻力系數(shù)為f，那么發(fā)動(dòng)機(jī)的最小功率P=M×V×f/η（其中η為傳動(dòng)效率）”這樣的規(guī)則進(jìn)行推理。當(dāng)輸入車輛的滿載質(zhì)量、行駛速度等事實(shí)后，系統(tǒng)可以通過匹配相應(yīng)的規(guī)則，計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)所需的功率。RBR的優(yōu)點(diǎn)是推理過程清晰、邏輯性強(qiáng)，易于理解和實(shí)現(xiàn)；缺點(diǎn)是規(guī)則的獲取和維護(hù)較為困難，當(dāng)規(guī)則數(shù)量增多時(shí)，容易出現(xiàn)規(guī)則沖突和組合爆炸等問題?；趯?shí)例的推理（CBR）是基于以往成功的設(shè)計(jì)案例進(jìn)行推理的方法。它將過去的設(shè)計(jì)案例存儲(chǔ)在實(shí)例庫中，當(dāng)面臨新的設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)在實(shí)例庫中檢索與當(dāng)前問題相似的案例，并對(duì)其進(jìn)行調(diào)整和修改，以適應(yīng)新的設(shè)計(jì)需求。在設(shè)計(jì)一款新型履帶式挖掘機(jī)時(shí)，系統(tǒng)可根據(jù)新挖掘機(jī)的工作參數(shù)（如挖掘深度、斗容、作業(yè)環(huán)境等）在實(shí)例庫中查找相似的已設(shè)計(jì)成功的履帶式挖掘機(jī)案例，然后根據(jù)新的要求對(duì)該案例的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，如對(duì)工作裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化等，從而得到新挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)方案。CBR的優(yōu)點(diǎn)是能夠充分利用以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，快速生成設(shè)計(jì)方案，尤其適用于創(chuàng)新性要求不高但相似性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)任務(wù)；缺點(diǎn)是對(duì)實(shí)例庫的依賴較大，實(shí)例的檢索和匹配效率受實(shí)例庫規(guī)模和組織方式的影響較大，而且對(duì)于一些全新的設(shè)計(jì)問題，可能無法找到合適的實(shí)例進(jìn)行參考?；谀Ｐ偷耐评恚∕BR）是利用領(lǐng)域的模型知識(shí)進(jìn)行推理的方法，這些模型可以是數(shù)學(xué)模型、物理模型、仿真模型等。在履帶式車輛設(shè)計(jì)中，可通過建立動(dòng)力學(xué)模型、熱力學(xué)模型、結(jié)構(gòu)力學(xué)模型等對(duì)車輛的性能進(jìn)行分析和預(yù)測。在設(shè)計(jì)履帶式車輛的懸掛系統(tǒng)時(shí)，可利用動(dòng)力學(xué)模型分析車輛在不同路面條件下的振動(dòng)特性，通過調(diào)整懸掛系統(tǒng)的參數(shù)（如彈簧剛度、阻尼系數(shù)等），使車輛的行駛平順性和穩(wěn)定性達(dá)到最優(yōu)。MBR的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)υO(shè)計(jì)問題進(jìn)行深入的分析和預(yù)測，提供科學(xué)的設(shè)計(jì)依據(jù)；缺點(diǎn)是模型的建立和求解較為復(fù)雜，需要具備深厚的專業(yè)知識(shí)和較強(qiáng)的計(jì)算能力，而且模型的準(zhǔn)確性受假設(shè)條件和參數(shù)選取的影響較大。在實(shí)際的履帶式車輛智能設(shè)計(jì)中，往往需要綜合運(yùn)用多種知識(shí)推理模式，發(fā)揮它們各自的優(yōu)勢，以解決復(fù)雜的設(shè)計(jì)問題。在概念設(shè)計(jì)階段，可主要采用基于實(shí)例的推理模式，快速生成初步設(shè)計(jì)方案；在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，結(jié)合基于規(guī)則的推理和基于模型的推理，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行細(xì)化和優(yōu)化，確保設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和可靠性。通過合理運(yùn)用知識(shí)推理技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)從設(shè)計(jì)需求到設(shè)計(jì)方案的智能生成，提高履帶式車輛設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，推動(dòng)履帶式車輛設(shè)計(jì)向智能化方向發(fā)展。2.3KBE與CAD集成技術(shù)KBE與CAD的集成是實(shí)現(xiàn)履帶式車輛智能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，二者的有效集成能夠充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。KBE系統(tǒng)側(cè)重于知識(shí)的處理和推理，能夠提供智能化的設(shè)計(jì)決策支持；而CAD系統(tǒng)則擅長幾何建模和圖形處理，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)方案以直觀的圖形形式呈現(xiàn)出來。通過集成，KBE系統(tǒng)可以利用CAD系統(tǒng)的幾何模型信息進(jìn)行知識(shí)推理和設(shè)計(jì)優(yōu)化，CAD系統(tǒng)也可以借助KBE系統(tǒng)的知識(shí)和規(guī)則實(shí)現(xiàn)智能化設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)概念到詳細(xì)設(shè)計(jì)的無縫銜接。目前，KBE與CAD的集成方式主要有以下幾種：一是基于文件的集成，通過中間文件實(shí)現(xiàn)KBE系統(tǒng)與CAD系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。在履帶式車輛設(shè)計(jì)中，KBE系統(tǒng)生成的設(shè)計(jì)參數(shù)和方案可以保存為特定格式的文件，如XML文件，然后CAD系統(tǒng)讀取該文件，將參數(shù)應(yīng)用到幾何模型中，生成相應(yīng)的設(shè)計(jì)圖紙。這種集成方式實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡單，但數(shù)據(jù)交換的效率較低，且容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失或不一致的問題。二是基于接口的集成，通過開發(fā)專門的接口程序?qū)崿F(xiàn)KBE系統(tǒng)與CAD系統(tǒng)之間的通信和數(shù)據(jù)共享。在這種方式下，KBE系統(tǒng)和CAD系統(tǒng)各自保留獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序，但通過接口程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸和操作。例如，利用CAD系統(tǒng)提供的二次開發(fā)接口，開發(fā)與KBE系統(tǒng)交互的接口模塊，使得KBE系統(tǒng)能夠直接訪問CAD系統(tǒng)中的幾何模型數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行修改和更新?；诮涌诘募煞绞綌?shù)據(jù)交換效率較高，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)共享和交互，但開發(fā)成本較高，需要對(duì)CAD系統(tǒng)的接口有深入的了解。三是基于平臺(tái)的集成，將KBE系統(tǒng)和CAD系統(tǒng)集成在一個(gè)統(tǒng)一的軟件平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)功能的深度融合和數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。在這種集成方式下，KBE系統(tǒng)和CAD系統(tǒng)共享同一數(shù)據(jù)庫和用戶界面，用戶可以在同一環(huán)境下進(jìn)行知識(shí)推理、設(shè)計(jì)建模和分析優(yōu)化等操作。例如，一些大型的CAD軟件，如SolidWorks、CATIA等，通過集成KBE功能模塊，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)功能，用戶可以在軟件中直接利用KBE技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。基于平臺(tái)的集成方式集成度最高，能夠提供最便捷的設(shè)計(jì)體驗(yàn)，但對(duì)軟件平臺(tái)的要求較高，開發(fā)難度也較大。在履帶式車輛設(shè)計(jì)中，KBE與CAD集成技術(shù)具有顯著的優(yōu)化作用。在概念設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)師可以利用KBE系統(tǒng)的知識(shí)推理能力，根據(jù)設(shè)計(jì)需求和約束條件，快速生成多種可行的設(shè)計(jì)方案，并通過與CAD系統(tǒng)的集成，將這些方案以三維模型的形式直觀地展示出來，便于設(shè)計(jì)師進(jìn)行評(píng)估和比較。設(shè)計(jì)師輸入履帶式車輛的用途、作業(yè)環(huán)境、承載能力等設(shè)計(jì)要求，KBE系統(tǒng)基于知識(shí)庫中的知識(shí)進(jìn)行推理，生成不同的總體布局方案和關(guān)鍵部件選型建議，然后CAD系統(tǒng)根據(jù)這些方案生成三維模型，設(shè)計(jì)師可以從多個(gè)角度觀察模型，對(duì)方案的合理性和可行性進(jìn)行初步判斷。在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，KBE與CAD集成技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)的自動(dòng)化和參數(shù)化。通過將設(shè)計(jì)知識(shí)和規(guī)則嵌入到CAD系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)師只需輸入關(guān)鍵的設(shè)計(jì)參數(shù)，CAD系統(tǒng)就能根據(jù)預(yù)先設(shè)定的知識(shí)和規(guī)則自動(dòng)完成零部件的設(shè)計(jì)和裝配。在設(shè)計(jì)履帶式車輛的行走系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)師輸入履帶的長度、寬度、節(jié)距等參數(shù)，CAD系統(tǒng)結(jié)合KBE系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)知識(shí)，自動(dòng)完成驅(qū)動(dòng)輪、支重輪、托鏈輪等零部件的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行裝配，生成完整的行走系統(tǒng)模型。這種方式不僅提高了設(shè)計(jì)效率，還減少了人為錯(cuò)誤，保證了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和一致性。在設(shè)計(jì)變更和優(yōu)化階段，KBE與CAD集成技術(shù)也具有重要的作用。當(dāng)設(shè)計(jì)方案需要進(jìn)行變更時(shí)，設(shè)計(jì)師只需在KBE系統(tǒng)中修改相關(guān)的知識(shí)和參數(shù)，CAD系統(tǒng)就能自動(dòng)更新相應(yīng)的幾何模型和設(shè)計(jì)圖紙。而且，KBE系統(tǒng)還可以根據(jù)新的設(shè)計(jì)要求，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化分析，提供優(yōu)化建議，CAD系統(tǒng)再根據(jù)優(yōu)化建議對(duì)模型進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。在對(duì)履帶式車輛的動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，KBE系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能參數(shù)、車輛的行駛工況等知識(shí)，對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的匹配方案進(jìn)行優(yōu)化分析，提出改進(jìn)建議，CAD系統(tǒng)根據(jù)這些建議對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的三維模型進(jìn)行修改和完善，從而提高動(dòng)力系統(tǒng)的性能和效率。KBE與CAD集成技術(shù)在履帶式車輛設(shè)計(jì)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，通過合理選擇集成方式，充分發(fā)揮二者的優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)履帶式車輛設(shè)計(jì)的智能化、自動(dòng)化和高效化，為履帶式車輛的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和發(fā)展提供有力支持。2.4KBE設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)基于KBE的履帶式車輛智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)是一個(gè)復(fù)雜且精密的體系，主要由用戶界面、知識(shí)獲取模塊、知識(shí)庫、知識(shí)推理模塊、設(shè)計(jì)分析模塊、CAD/CAE集成模塊以及結(jié)果輸出模塊等多個(gè)關(guān)鍵部分組成，各部分相互協(xié)作，共同實(shí)現(xiàn)履帶式車輛的智能設(shè)計(jì)。用戶界面作為系統(tǒng)與設(shè)計(jì)人員交互的窗口，具有至關(guān)重要的作用。它的設(shè)計(jì)目標(biāo)是為設(shè)計(jì)人員提供便捷、高效的操作體驗(yàn)。通過簡潔直觀的圖形用戶界面（GUI），設(shè)計(jì)人員能夠輕松地輸入各種設(shè)計(jì)需求和參數(shù)，如車輛的用途、作業(yè)環(huán)境、性能指標(biāo)、尺寸要求等。在輸入履帶式拖拉機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)，設(shè)計(jì)人員可在用戶界面的相應(yīng)文本框或下拉菜單中，準(zhǔn)確輸入發(fā)動(dòng)機(jī)功率、最大牽引力、履帶接地長度、軌距等參數(shù)，系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式檢查和合理性驗(yàn)證，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。當(dāng)設(shè)計(jì)人員輸入的數(shù)據(jù)不符合預(yù)設(shè)的范圍或格式要求時(shí)，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)彈出提示框，告知錯(cuò)誤信息并指導(dǎo)修改。用戶界面還能以直觀的圖表、模型等形式展示設(shè)計(jì)結(jié)果和分析報(bào)告，幫助設(shè)計(jì)人員快速理解和評(píng)估設(shè)計(jì)方案，如以三維模型的形式展示履帶式車輛的外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以折線圖、柱狀圖等形式展示車輛的性能參數(shù)和分析結(jié)果。知識(shí)獲取模塊是系統(tǒng)知識(shí)的來源，負(fù)責(zé)從多個(gè)渠道收集和提取履帶式車輛設(shè)計(jì)所需的知識(shí)。該模塊采用多種方法，如專家訪談、文檔分析、數(shù)據(jù)挖掘等，從設(shè)計(jì)文檔、專家經(jīng)驗(yàn)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等來源獲取知識(shí)。在獲取專家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)時(shí)，知識(shí)獲取模塊會(huì)組織領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行深度訪談，詳細(xì)記錄專家在履帶式車輛設(shè)計(jì)過程中的經(jīng)驗(yàn)、技巧和解決問題的思路，然后將這些知識(shí)進(jìn)行整理和轉(zhuǎn)化，存儲(chǔ)到知識(shí)庫中。針對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，知識(shí)獲取模塊利用數(shù)據(jù)挖掘算法，從大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)中挖掘出潛在的規(guī)律和知識(shí)，如車輛性能與零部件參數(shù)之間的關(guān)系，并將其添加到知識(shí)庫中。知識(shí)庫是系統(tǒng)的核心組成部分，用于存儲(chǔ)履帶式車輛設(shè)計(jì)的各類知識(shí)。它采用合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式，確保知識(shí)的高效存儲(chǔ)和快速檢索。知識(shí)庫中包含設(shè)計(jì)規(guī)則、經(jīng)驗(yàn)公式、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、設(shè)計(jì)實(shí)例等知識(shí)，這些知識(shí)以產(chǎn)生式規(guī)則、框架、語義網(wǎng)絡(luò)等多種形式進(jìn)行表示。關(guān)于履帶式車輛的動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)，可采用面向?qū)ο蟮谋硎痉椒ǎ瑢l(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等零部件的屬性、參數(shù)以及它們之間的關(guān)系封裝在一個(gè)對(duì)象中，存儲(chǔ)在知識(shí)庫中。在設(shè)計(jì)過程中，知識(shí)推理模塊可根據(jù)設(shè)計(jì)需求快速從知識(shí)庫中檢索和獲取相關(guān)知識(shí)，為設(shè)計(jì)提供支持。知識(shí)推理模塊是系統(tǒng)的智能核心，基于知識(shí)庫中的知識(shí)和設(shè)計(jì)人員輸入的需求，運(yùn)用多種推理技術(shù)，如基于規(guī)則的推理（RBR）、基于實(shí)例的推理（CBR）、基于模型的推理（MBR）等，進(jìn)行推理和分析，生成設(shè)計(jì)方案。在概念設(shè)計(jì)階段，知識(shí)推理模塊可采用基于實(shí)例的推理技術(shù)，根據(jù)輸入的設(shè)計(jì)需求，在實(shí)例庫中檢索相似的設(shè)計(jì)實(shí)例，并對(duì)其進(jìn)行調(diào)整和修改，生成初步設(shè)計(jì)方案。在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，運(yùn)用基于規(guī)則的推理技術(shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行細(xì)化和完善，確定零部件的具體尺寸、形狀和材料等。設(shè)計(jì)分析模塊對(duì)生成的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行多方面的分析和評(píng)估，包括性能分析、可靠性分析、成本分析等。該模塊利用專業(yè)的分析軟件和工具，對(duì)設(shè)計(jì)方案的動(dòng)力性能、行駛性能、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、可靠性、制造成本等進(jìn)行計(jì)算和評(píng)估。在對(duì)履帶式車輛的動(dòng)力性能進(jìn)行分析時(shí)，設(shè)計(jì)分析模塊會(huì)運(yùn)用動(dòng)力學(xué)原理和相關(guān)公式，計(jì)算車輛的加速度、最高車速、爬坡能力等性能指標(biāo)，并與設(shè)計(jì)要求進(jìn)行對(duì)比分析。通過有限元分析軟件對(duì)車輛的關(guān)鍵零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析，評(píng)估其在不同工況下的應(yīng)力、應(yīng)變情況，確保零部件的強(qiáng)度和可靠性。根據(jù)零部件的材料、加工工藝等信息，結(jié)合市場價(jià)格數(shù)據(jù)，對(duì)設(shè)計(jì)方案的制造成本進(jìn)行估算，為設(shè)計(jì)決策提供成本參考。CAD/CAE集成模塊實(shí)現(xiàn)了KBE系統(tǒng)與CAD、CAE軟件的無縫集成。該模塊能夠?qū)BE系統(tǒng)生成的設(shè)計(jì)方案導(dǎo)入到CAD軟件中，進(jìn)行三維建模和詳細(xì)設(shè)計(jì)，同時(shí)將CAD模型導(dǎo)入到CAE軟件中，進(jìn)行性能仿真分析。在設(shè)計(jì)履帶式車輛的行走系統(tǒng)時(shí)，KBE系統(tǒng)生成的設(shè)計(jì)方案可通過CAD/CAE集成模塊直接導(dǎo)入到CAD軟件（如SolidWorks、CATIA等）中，設(shè)計(jì)師利用CAD軟件的強(qiáng)大功能，對(duì)行走系統(tǒng)進(jìn)行三維建模，詳細(xì)設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)輪、支重輪、履帶等零部件的形狀和尺寸，并進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)。將CAD模型導(dǎo)入到CAE軟件（如ANSYS、ABAQUS等）中，進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析，模擬車輛在不同路面條件下的行駛情況，分析行走系統(tǒng)各零部件的受力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，為設(shè)計(jì)優(yōu)化提供依據(jù)。結(jié)果輸出模塊將設(shè)計(jì)分析的最終結(jié)果以直觀、易懂的方式呈現(xiàn)給設(shè)計(jì)人員，包括設(shè)計(jì)圖紙、性能報(bào)告、成本估算報(bào)告等。設(shè)計(jì)圖紙以標(biāo)準(zhǔn)的CAD格式輸出，可供制造部門直接使用；性能報(bào)告詳細(xì)闡述了設(shè)計(jì)方案的各項(xiàng)性能指標(biāo)和分析結(jié)果；成本估算報(bào)告則提供了設(shè)計(jì)方案的成本構(gòu)成和估算值。結(jié)果輸出模塊還支持報(bào)告的打印、保存和共享，方便設(shè)計(jì)人員與其他部門進(jìn)行溝通和協(xié)作。在完成履帶式車輛的設(shè)計(jì)后，結(jié)果輸出模塊可生成詳細(xì)的設(shè)計(jì)圖紙，包括總裝圖、零部件圖等，同時(shí)生成性能報(bào)告，對(duì)車輛的動(dòng)力性能、行駛性能、可靠性等進(jìn)行總結(jié)和評(píng)價(jià)，以及成本估算報(bào)告，列出各項(xiàng)成本明細(xì)，為后續(xù)的生產(chǎn)制造和成本控制提供參考。三、履帶式車輛設(shè)計(jì)知識(shí)建模3.1履帶式車輛設(shè)計(jì)知識(shí)分類與整理履帶式車輛設(shè)計(jì)知識(shí)豐富多樣，按照不同維度可進(jìn)行細(xì)致分類整理。從知識(shí)的來源維度出發(fā)，可分為理論知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)知識(shí)和試驗(yàn)知識(shí)。理論知識(shí)涵蓋機(jī)械原理、工程力學(xué)、材料科學(xué)等多學(xué)科的基礎(chǔ)理論，這些理論為履帶式車輛的設(shè)計(jì)提供了堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)。在設(shè)計(jì)履帶式車輛的傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，需要運(yùn)用機(jī)械原理中的齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)等知識(shí)，計(jì)算傳動(dòng)比、扭矩等參數(shù)，確保動(dòng)力的有效傳遞。工程力學(xué)中的靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)知識(shí)則用于分析車輛在各種工況下的受力情況，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供力學(xué)依據(jù)。經(jīng)驗(yàn)知識(shí)是設(shè)計(jì)人員在長期實(shí)踐中積累的寶貴財(cái)富，包含設(shè)計(jì)技巧、故障處理經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范的靈活運(yùn)用等。在設(shè)計(jì)履帶式車輛的懸掛系統(tǒng)時(shí)，經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)人員能夠根據(jù)不同的使用場景和用戶需求，快速確定合適的懸掛形式和參數(shù)范圍，避免在設(shè)計(jì)過程中走彎路。在處理履帶式車輛的行駛故障時(shí)，他們能夠憑借經(jīng)驗(yàn)迅速判斷故障原因，并提出有效的解決方案。試驗(yàn)知識(shí)是通過大量的試驗(yàn)測試獲得的，包括性能試驗(yàn)、可靠性試驗(yàn)、耐久性試驗(yàn)等。這些試驗(yàn)知識(shí)能夠真實(shí)反映履帶式車輛在各種工況下的性能表現(xiàn)，為設(shè)計(jì)改進(jìn)和優(yōu)化提供重要參考。通過性能試驗(yàn)，可獲取車輛的動(dòng)力性能、行駛性能等數(shù)據(jù)，了解車輛在不同條件下的性能極限?？煽啃栽囼?yàn)和耐久性試驗(yàn)則能揭示車輛在長期使用過程中的故障模式和壽命情況，為提高車輛的可靠性和耐久性提供依據(jù)。從知識(shí)的應(yīng)用階段維度劃分，可分為概念設(shè)計(jì)知識(shí)、詳細(xì)設(shè)計(jì)知識(shí)和性能分析知識(shí)。概念設(shè)計(jì)知識(shí)用于確定履帶式車輛的總體布局、主要技術(shù)參數(shù)和功能要求等，是設(shè)計(jì)的前期關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在概念設(shè)計(jì)階段，需要考慮車輛的用途、作業(yè)環(huán)境、用戶需求等因素，確定車輛的類型（如履帶式拖拉機(jī)、挖掘機(jī)、坦克等）、外形尺寸、承載能力、動(dòng)力源等。根據(jù)農(nóng)業(yè)作業(yè)的需求，確定履帶式拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率、最大牽引力、履帶接地長度等參數(shù)，以及車輛的整體布局，包括駕駛室、發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置等的位置和相互關(guān)系。詳細(xì)設(shè)計(jì)知識(shí)用于完成履帶式車輛各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)，包括尺寸設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇等。在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，需要運(yùn)用各種設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對(duì)每個(gè)零部件進(jìn)行精確設(shè)計(jì)。對(duì)于履帶式車輛的驅(qū)動(dòng)輪，需要根據(jù)傳遞的扭矩、履帶的節(jié)距等參數(shù)，設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)輪的直徑、齒數(shù)、齒形等尺寸參數(shù)，選擇合適的材料和熱處理工藝，確保驅(qū)動(dòng)輪具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性。還要設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)輪與輪轂、半軸的連接結(jié)構(gòu)，保證動(dòng)力的可靠傳遞。性能分析知識(shí)用于對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行性能評(píng)估和優(yōu)化，包括動(dòng)力性能分析、行駛性能分析、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析等。在性能分析階段，利用專業(yè)的分析軟件和工具，對(duì)設(shè)計(jì)方案的各項(xiàng)性能進(jìn)行計(jì)算和模擬。通過動(dòng)力性能分析，可評(píng)估車輛的加速性能、最高車速、爬坡能力等，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)的匹配是否合理。行駛性能分析則關(guān)注車輛的行駛穩(wěn)定性、平順性、轉(zhuǎn)向性能等，為懸掛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化提供依據(jù)。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析通過有限元分析等方法，計(jì)算車輛關(guān)鍵零部件在不同工況下的應(yīng)力、應(yīng)變情況，確保零部件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足要求。從知識(shí)的性質(zhì)維度來看，可分為確定性知識(shí)和不確定性知識(shí)。確定性知識(shí)是指具有明確的定義、規(guī)則和結(jié)論的知識(shí)，如設(shè)計(jì)公式、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等。在計(jì)算履帶式車輛的接地比壓時(shí)，可使用確定性的計(jì)算公式：接地比壓=車輛總重/履帶接地面積。這種確定性知識(shí)在設(shè)計(jì)中具有明確的指導(dǎo)作用，能夠保證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和一致性。不確定性知識(shí)是指存在一定模糊性、不確定性或主觀性的知識(shí)，如專家的經(jīng)驗(yàn)判斷、設(shè)計(jì)中的一些定性要求等。專家在判斷履帶式車輛的某一設(shè)計(jì)方案是否具有創(chuàng)新性時(shí)，往往基于自身的經(jīng)驗(yàn)和主觀判斷，這種判斷具有一定的不確定性。在設(shè)計(jì)中，對(duì)于車輛的外觀造型、人機(jī)工程學(xué)等方面的要求，也存在一定的主觀性和不確定性，不同的人可能有不同的看法和偏好。通過對(duì)履帶式車輛設(shè)計(jì)知識(shí)的多維度分類與整理，能夠更清晰地了解知識(shí)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，為后續(xù)的知識(shí)建模、知識(shí)推理以及智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)提供有力支持，提高履帶式車輛設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。3.2基于本體的知識(shí)模型構(gòu)建本體作為一種能在語義和知識(shí)層次上描述知識(shí)模型的有效工具，在履帶式車輛設(shè)計(jì)知識(shí)建模中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。本體通過對(duì)概念、屬性和關(guān)系的明確描述，能夠清晰地表達(dá)履帶式車輛設(shè)計(jì)領(lǐng)域的知識(shí)結(jié)構(gòu)和語義信息，為知識(shí)的共享、重用和推理提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。構(gòu)建基于本體的履帶式車輛設(shè)計(jì)知識(shí)模型，首先要確定本體的概念和范疇。履帶式車輛設(shè)計(jì)涉及眾多領(lǐng)域和專業(yè)知識(shí)，需全面梳理和分析，明確核心概念。以履帶式車輛的動(dòng)力系統(tǒng)為例，發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、傳動(dòng)裝置等是重要概念，每個(gè)概念又包含豐富屬性，發(fā)動(dòng)機(jī)的屬性有型號(hào)、功率、扭矩、排量、燃油類型等；變速箱的屬性有檔位數(shù)量、傳動(dòng)比范圍、換擋方式等。這些屬性精確描述了概念的特征和性質(zhì)，為后續(xù)的知識(shí)表示和推理提供了詳細(xì)信息。確定概念之間的關(guān)系是構(gòu)建本體的重要環(huán)節(jié)。在履帶式車輛設(shè)計(jì)中，概念間存在多種關(guān)系，如整體與部分關(guān)系、繼承關(guān)系、關(guān)聯(lián)關(guān)系等。動(dòng)力系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等部件是整體與部分關(guān)系，發(fā)動(dòng)機(jī)是動(dòng)力系統(tǒng)的核心組成部分，變速箱則負(fù)責(zé)動(dòng)力的傳遞和變速；不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)，如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)等，與發(fā)動(dòng)機(jī)概念之間是繼承關(guān)系，它們繼承了發(fā)動(dòng)機(jī)的基本屬性和功能，并在此基礎(chǔ)上有各自的特點(diǎn)；發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間是關(guān)聯(lián)關(guān)系，它們通過傳動(dòng)軸等部件相互連接，協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的有效傳遞和車輛的正常運(yùn)行。在明確概念和關(guān)系后，需選擇合適的本體描述語言進(jìn)行知識(shí)表示。常用的本體描述語言有Web本體語言（OWL）、資源描述框架（RDF）等。OWL具有豐富的語義表達(dá)能力，能夠清晰描述概念、屬性和關(guān)系，支持邏輯推理，在履帶式車輛設(shè)計(jì)知識(shí)建模中應(yīng)用廣泛。以履帶式車輛的行走系統(tǒng)為例，可使用OWL定義行走系統(tǒng)的本體模型，包括履帶、驅(qū)動(dòng)輪、支重輪、托鏈輪等概念，以及它們之間的連接關(guān)系、運(yùn)動(dòng)關(guān)系等。在OWL中，可定義“履帶”類，包含“長度”“寬度”“節(jié)距”等屬性，以及與“驅(qū)動(dòng)輪”“支重輪”“托鏈輪”等類的連接關(guān)系，如“hasConnectionWith”表示履帶與其他輪子之間的連接關(guān)系。通過這種方式，能夠?qū)⑿凶呦到y(tǒng)的知識(shí)以形式化的方式表示出來，便于計(jì)算機(jī)理解和處理。為了確保本體模型的準(zhǔn)確性和完整性，還需進(jìn)行驗(yàn)證和完善?？赏ㄟ^與領(lǐng)域?qū)＜医涣鳌⒖枷嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、進(jìn)行實(shí)例驗(yàn)證等方式，對(duì)本體模型進(jìn)行檢驗(yàn)和修正。在構(gòu)建履帶式車輛的結(jié)構(gòu)本體模型后，邀請(qǐng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專家對(duì)模型進(jìn)行評(píng)審，檢查概念的定義是否準(zhǔn)確、關(guān)系的表達(dá)是否合理、屬性的設(shè)置是否全面等。通過對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)案例的分析，驗(yàn)證本體模型能否正確表示和推理設(shè)計(jì)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和完善。例如，在驗(yàn)證過程中發(fā)現(xiàn)，對(duì)于履帶式車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，原本體模型中對(duì)轉(zhuǎn)向方式和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的描述不夠詳細(xì)，導(dǎo)致在推理過程中出現(xiàn)一些不合理的結(jié)果。針對(duì)這一問題，進(jìn)一步細(xì)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的概念和關(guān)系，增加轉(zhuǎn)向方式的分類（如差速轉(zhuǎn)向、離合轉(zhuǎn)向等）以及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)各部件之間的詳細(xì)連接關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，從而完善本體模型。基于本體的履帶式車輛設(shè)計(jì)知識(shí)模型能夠有效整合和表示設(shè)計(jì)領(lǐng)域的知識(shí)，為后續(xù)的知識(shí)推理和智能設(shè)計(jì)提供了清晰、準(zhǔn)確的知識(shí)基礎(chǔ)，有助于提高履帶式車輛設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，推動(dòng)設(shè)計(jì)過程的智能化發(fā)展。3.3知識(shí)模型驗(yàn)證與優(yōu)化為了確?；诒倔w的履帶式車輛設(shè)計(jì)知識(shí)模型的準(zhǔn)確性和有效性，需進(jìn)行嚴(yán)格的驗(yàn)證工作。以某型號(hào)履帶式工程車輛的設(shè)計(jì)為例，將構(gòu)建的知識(shí)模型應(yīng)用于該車輛的總體布局設(shè)計(jì)、動(dòng)力系統(tǒng)選型以及行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在總體布局設(shè)計(jì)方面，輸入車輛的作業(yè)環(huán)境（如山地、濕地等）、功能需求（如挖掘、裝載等）以及主要技術(shù)參數(shù)（如整車質(zhì)量、外形尺寸限制等），知識(shí)模型依據(jù)本體中定義的概念、屬性和關(guān)系進(jìn)行推理。它會(huì)參考以往類似工況下成功設(shè)計(jì)案例的總體布局知識(shí)，以及相關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，生成多種可行的總體布局方案。通過與該型號(hào)車輛實(shí)際設(shè)計(jì)方案對(duì)比，發(fā)現(xiàn)知識(shí)模型生成的方案在滿足功能需求和空間布局合理性方面與實(shí)際方案高度一致，驗(yàn)證了知識(shí)模型在總體布局設(shè)計(jì)知識(shí)表示和推理的準(zhǔn)確性。在動(dòng)力系統(tǒng)選型時(shí)，知識(shí)模型根據(jù)車輛的功率需求、扭矩特性、燃油經(jīng)濟(jì)性要求等輸入信息，結(jié)合本體中關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等動(dòng)力部件的知識(shí)，包括不同型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能參數(shù)、適用工況，以及變速箱的傳動(dòng)比范圍、效率等屬性，進(jìn)行推理和匹配。推薦出適合該型號(hào)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱型號(hào)組合。將推薦結(jié)果與實(shí)際選用的動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)知識(shí)模型推薦的動(dòng)力系統(tǒng)在滿足車輛動(dòng)力性能要求的同時(shí)，在燃油經(jīng)濟(jì)性和可靠性方面也有較好的表現(xiàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證了知識(shí)模型在動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)方面的可靠性。對(duì)于行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)，知識(shí)模型根據(jù)車輛的行駛速度、承載能力、越野性能要求等，利用本體中關(guān)于履帶、驅(qū)動(dòng)輪、支重輪等行走部件的知識(shí)，如履帶的結(jié)構(gòu)形式、材料特性、接地比壓計(jì)算方法，驅(qū)動(dòng)輪的齒形設(shè)計(jì)、強(qiáng)度計(jì)算知識(shí)，以及支重輪的布置原則和承載能力計(jì)算等，進(jìn)行設(shè)計(jì)推理。生成行走系統(tǒng)各部件的設(shè)計(jì)參數(shù)和結(jié)構(gòu)方案。通過與實(shí)際行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)知識(shí)模型生成的方案在滿足車輛行駛性能和承載要求方面與實(shí)際方案相符，且在一些細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)上，如履帶板的形狀優(yōu)化、支重輪的間距調(diào)整等，知識(shí)模型提供了更合理的建議，體現(xiàn)了知識(shí)模型在行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)方面的有效性和實(shí)用性。通過對(duì)多個(gè)實(shí)際案例的驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)知識(shí)模型在某些復(fù)雜設(shè)計(jì)知識(shí)的表示和推理上仍存在不足。對(duì)于一些涉及多學(xué)科交叉的設(shè)計(jì)知識(shí)，如車輛在復(fù)雜地形下的動(dòng)力學(xué)性能分析，知識(shí)模型的推理結(jié)果與實(shí)際情況存在一定偏差。這是由于在構(gòu)建本體時(shí)，對(duì)多學(xué)科知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系表示不夠全面和深入，導(dǎo)致推理過程中信息缺失或不準(zhǔn)確。針對(duì)這些問題，提出以下優(yōu)化策略：一是進(jìn)一步完善本體的概念和關(guān)系。深入研究履帶式車輛設(shè)計(jì)領(lǐng)域的多學(xué)科知識(shí)，尤其是多學(xué)科交叉部分的知識(shí)，明確各學(xué)科知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)和相互作用關(guān)系。在本體中增加相關(guān)的概念和關(guān)系描述，以更全面、準(zhǔn)確地表示復(fù)雜設(shè)計(jì)知識(shí)。對(duì)于車輛動(dòng)力學(xué)與材料力學(xué)交叉的知識(shí)，明確在不同工況下車輛零部件的力學(xué)性能要求與材料選擇之間的關(guān)系，在本體中建立相應(yīng)的概念和關(guān)系，如“材料力學(xué)性能-車輛工況-零部件設(shè)計(jì)要求”的關(guān)聯(lián)關(guān)系。二是加強(qiáng)知識(shí)模型與仿真分析工具的集成。利用專業(yè)的仿真分析軟件，如ADAMS、ANSYS等，對(duì)知識(shí)模型生成的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行更深入的仿真分析和驗(yàn)證。通過仿真結(jié)果反饋，及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化知識(shí)模型。在車輛動(dòng)力學(xué)性能分析方面，將知識(shí)模型生成的設(shè)計(jì)方案導(dǎo)入ADAMS軟件進(jìn)行多體動(dòng)力學(xué)仿真，根據(jù)仿真結(jié)果中車輛的行駛穩(wěn)定性、振動(dòng)特性等指標(biāo)，對(duì)知識(shí)模型中關(guān)于車輛動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)知識(shí)進(jìn)行優(yōu)化，如調(diào)整懸掛系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)知識(shí)、優(yōu)化履帶與地面的接觸模型知識(shí)等。三是持續(xù)更新和維護(hù)知識(shí)模型。隨著履帶式車輛技術(shù)的不斷發(fā)展和新的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的積累，及時(shí)將新的知識(shí)和案例納入知識(shí)模型中。定期對(duì)知識(shí)模型進(jìn)行審查和更新，確保知識(shí)的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。關(guān)注新型材料在履帶式車輛上的應(yīng)用研究成果，及時(shí)將相關(guān)知識(shí)添加到知識(shí)模型中，更新材料選擇和應(yīng)用的知識(shí)，以適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需求。通過以上優(yōu)化策略的實(shí)施，不斷提高知識(shí)模型的質(zhì)量和性能，使其更好地服務(wù)于履帶式車輛的智能設(shè)計(jì)。四、基于KBE的履帶式車輛智能設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)4.1參數(shù)化建模技術(shù)4.1.1參數(shù)化設(shè)計(jì)原理與方法參數(shù)化設(shè)計(jì)作為現(xiàn)代設(shè)計(jì)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，在履帶式車輛零部件設(shè)計(jì)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。其核心原理是將設(shè)計(jì)對(duì)象的幾何形狀和特性通過一系列參數(shù)進(jìn)行描述和控制，這些參數(shù)既涵蓋尺寸、位置等幾何參數(shù)，也包含材料屬性、工藝要求等非幾何參數(shù)。設(shè)計(jì)人員只需調(diào)整參數(shù)的取值，計(jì)算機(jī)便會(huì)依據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù)關(guān)系和規(guī)則，自動(dòng)對(duì)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行更新和修改，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的快速生成與優(yōu)化。在履帶式車輛的零部件設(shè)計(jì)中，參數(shù)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用極為廣泛。以履帶式車輛的驅(qū)動(dòng)輪設(shè)計(jì)為例，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法需設(shè)計(jì)人員手動(dòng)繪制驅(qū)動(dòng)輪的二維圖紙，逐一確定每個(gè)尺寸參數(shù)，如齒頂圓直徑、齒根圓直徑、齒寬、齒數(shù)等，設(shè)計(jì)過程繁瑣且容易出錯(cuò)。而采用參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)人員只需在參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件中定義這些關(guān)鍵尺寸參數(shù)，并建立它們之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，如齒頂圓直徑=模數(shù)×（齒數(shù)+2），齒根圓直徑=模數(shù)×（齒數(shù)-2.5）等。當(dāng)需要設(shè)計(jì)不同規(guī)格的驅(qū)動(dòng)輪時(shí)，只需修改相應(yīng)的參數(shù)值，如模數(shù)、齒數(shù)等，軟件即可迅速自動(dòng)生成新的驅(qū)動(dòng)輪三維模型和二維工程圖紙，不僅大大提高了設(shè)計(jì)效率，還能確保設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和一致性?；诩s束的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法在履帶式車輛零部件設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛。這種方法通過定義一系列的約束條件來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整，約束條件可分為幾何約束和尺寸約束等。在設(shè)計(jì)履帶式車輛的懸掛系統(tǒng)時(shí)，可利用幾何約束來確保各個(gè)零部件之間的相對(duì)位置和連接關(guān)系正確。通過定義連桿與支架之間的鉸鏈約束，保證連桿能夠繞鉸鏈點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)；通過定義彈簧與支架、連桿之間的接觸約束，確保彈簧在工作過程中能夠正常發(fā)揮作用。利用尺寸約束來控制零部件的尺寸參數(shù)。定義懸掛系統(tǒng)中彈簧的長度、直徑等尺寸參數(shù)，并設(shè)置這些參數(shù)的取值范圍和公差，以滿足設(shè)計(jì)要求和制造工藝的限制。通過這些約束條件的定義，當(dāng)某個(gè)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，其他相關(guān)參數(shù)會(huì)根據(jù)約束關(guān)系自動(dòng)調(diào)整，從而保證整個(gè)懸掛系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理性和穩(wěn)定性?；诔叽绲膮?shù)化設(shè)計(jì)方法則側(cè)重于通過定義關(guān)鍵尺寸參數(shù)來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)參數(shù)的調(diào)整。在履帶式車輛的車架設(shè)計(jì)中，車架的長度、寬度、高度等尺寸參數(shù)對(duì)車輛的整體性能和布局有著重要影響。采用基于尺寸的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)人員可以將這些關(guān)鍵尺寸參數(shù)定義為變量，并建立它們與其他零部件尺寸參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。車架的長度與軸距、車廂長度等參數(shù)相關(guān)，車架的寬度與輪胎寬度、懸掛系統(tǒng)寬度等參數(shù)相關(guān)。當(dāng)需要設(shè)計(jì)不同型號(hào)的履帶式車輛時(shí)，只需修改車架的關(guān)鍵尺寸參數(shù)，其他相關(guān)零部件的尺寸參數(shù)會(huì)自動(dòng)根據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行調(diào)整，從而快速生成滿足不同需求的車架設(shè)計(jì)方案。參數(shù)化設(shè)計(jì)原理與方法在履帶式車輛零部件設(shè)計(jì)中具有顯著優(yōu)勢，能夠提高設(shè)計(jì)效率、增強(qiáng)設(shè)計(jì)靈活性、減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，為履帶式車輛的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和快速開發(fā)提供了有力支持。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和設(shè)計(jì)軟件的不斷發(fā)展，參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)將在履帶式車輛設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。4.1.2基于KBE的參數(shù)化模型構(gòu)建實(shí)例以某履帶式車輛的行走系統(tǒng)中的支重輪為例，展示基于KBE的參數(shù)化模型構(gòu)建過程。支重輪作為履帶式車輛行走系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其性能直接影響車輛的行駛穩(wěn)定性和可靠性，因此，構(gòu)建精確的參數(shù)化模型對(duì)其設(shè)計(jì)和優(yōu)化至關(guān)重要。在構(gòu)建支重輪參數(shù)化模型時(shí)，首先要明確其設(shè)計(jì)參數(shù)。支重輪的設(shè)計(jì)參數(shù)眾多，包括輪體直徑、輪緣寬度、輪轂直徑、輪輻厚度、軸承型號(hào)、螺栓規(guī)格等。這些參數(shù)相互關(guān)聯(lián)，共同決定了支重輪的結(jié)構(gòu)和性能。輪體直徑和輪緣寬度影響支重輪與履帶的接觸面積和受力分布，進(jìn)而影響車輛的行駛穩(wěn)定性；輪轂直徑和輪輻厚度則關(guān)系到支重輪的強(qiáng)度和承載能力；軸承型號(hào)和螺栓規(guī)格決定了支重輪的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性和連接可靠性。接下來，利用三維建模軟件（如SolidWorks、CATIA等）進(jìn)行支重輪的三維建模。在建模過程中，充分運(yùn)用參數(shù)化設(shè)計(jì)功能，將設(shè)計(jì)參數(shù)與模型的幾何特征相關(guān)聯(lián)。在SolidWorks中，通過草圖繪制功能，繪制支重輪的二維輪廓草圖，在草圖中定義輪體直徑、輪緣寬度、輪轂直徑等尺寸參數(shù)，并添加幾何約束，如同心約束、垂直約束、相切約束等，以確保草圖的幾何形狀和位置關(guān)系準(zhǔn)確無誤。利用拉伸、旋轉(zhuǎn)、打孔等特征操作，將二維草圖轉(zhuǎn)化為三維模型，在特征操作過程中，同樣將相關(guān)尺寸參數(shù)與模型的特征參數(shù)相關(guān)聯(lián)，如拉伸長度、旋轉(zhuǎn)角度、孔的直徑和深度等。通過這種方式，建立起支重輪的初始參數(shù)化模型。為了使參數(shù)化模型具備智能化設(shè)計(jì)能力，將KBE技術(shù)融入其中。利用KBE技術(shù)的知識(shí)獲取和表示功能，收集和整理支重輪設(shè)計(jì)過程中的各種知識(shí)，如設(shè)計(jì)規(guī)范、經(jīng)驗(yàn)公式、材料屬性等。將這些知識(shí)以合適的形式存儲(chǔ)在知識(shí)庫中，如采用產(chǎn)生式規(guī)則表示法，將設(shè)計(jì)規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)公式表示為“如果……那么……”的規(guī)則形式?！叭绻е剌喌某休d能力要求為X，那么輪體材料應(yīng)選擇強(qiáng)度為Y的材料”。利用KBE技術(shù)的知識(shí)推理功能，建立參數(shù)化模型與知識(shí)庫之間的聯(lián)系。當(dāng)設(shè)計(jì)人員輸入支重輪的設(shè)計(jì)要求，如承載能力、行駛速度、工作環(huán)境等，系統(tǒng)能夠根據(jù)知識(shí)庫中的知識(shí)進(jìn)行推理和分析，自動(dòng)調(diào)整參數(shù)化模型的設(shè)計(jì)參數(shù)，生成滿足設(shè)計(jì)要求的支重輪設(shè)計(jì)方案。如果輸入的承載能力要求較高，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)知識(shí)庫中的知識(shí)，自動(dòng)增加輪體直徑、輪緣寬度、輪輻厚度等參數(shù)的值，同時(shí)選擇強(qiáng)度更高的材料，以確保支重輪的承載能力滿足要求。為了驗(yàn)證基于KBE的支重輪參數(shù)化模型的有效性，進(jìn)行性能分析和優(yōu)化。利用有限元分析軟件（如ANSYS、ABAQUS等）對(duì)生成的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行強(qiáng)度分析、疲勞分析等，評(píng)估支重輪在不同工況下的性能表現(xiàn)。通過有限元分析，可以得到支重輪在不同載荷作用下的應(yīng)力、應(yīng)變分布情況，以及疲勞壽命預(yù)測結(jié)果。根據(jù)分析結(jié)果，對(duì)參數(shù)化模型進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，進(jìn)一步提高支重輪的性能和可靠性。如果有限元分析結(jié)果顯示支重輪的某個(gè)部位應(yīng)力集中過大，可能導(dǎo)致疲勞破壞，那么可以通過調(diào)整參數(shù)化模型的相關(guān)參數(shù)，如增加該部位的厚度、優(yōu)化幾何形狀等，來降低應(yīng)力集中，提高支重輪的疲勞壽命。通過以上基于KBE的參數(shù)化模型構(gòu)建實(shí)例可以看出，將KBE技術(shù)與參數(shù)化建模技術(shù)相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)履帶式車輛零部件的智能化設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，為履帶式車輛的研發(fā)提供了一種高效、可靠的方法。4.2基于規(guī)則與實(shí)例的推理技術(shù)應(yīng)用4.2.1規(guī)則庫與實(shí)例庫的建立履帶式車輛設(shè)計(jì)規(guī)則庫是一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)則和知識(shí)的集合，這些規(guī)則和知識(shí)涵蓋了履帶式車輛設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，包括總體布局、動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等。在總體布局設(shè)計(jì)中，規(guī)則庫中可能包含“如果車輛的主要作業(yè)環(huán)境是山地，那么底盤的離地間隙應(yīng)不小于X毫米，以保證車輛的通過性”這樣的規(guī)則。在動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，有“如果車輛的滿載質(zhì)量為M，行駛速度要求為V，那么發(fā)動(dòng)機(jī)的最小功率P應(yīng)滿足公式P=M×V×f/η（其中f為行駛阻力系數(shù)，η為傳動(dòng)效率）”的規(guī)則。這些規(guī)則基于設(shè)計(jì)理論、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范以及專家經(jīng)驗(yàn)制定，是設(shè)計(jì)過程中必須遵循的準(zhǔn)則。建立規(guī)則庫時(shí)，首先要對(duì)履帶式車輛設(shè)計(jì)領(lǐng)域的知識(shí)進(jìn)行全面梳理和分析，明確設(shè)計(jì)過程中的關(guān)鍵因素和約束條件。通過與領(lǐng)域?qū)＜医涣?、研究相關(guān)文獻(xiàn)資料以及對(duì)以往設(shè)計(jì)案例的總結(jié)，獲取各種設(shè)計(jì)規(guī)則和知識(shí)。采用合適的知識(shí)表示方法，如產(chǎn)生式表示法，將這些規(guī)則表示為“如果……那么……”的形式，以便于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和處理。利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS），如MySQL、Oracle等，將規(guī)則存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，實(shí)現(xiàn)規(guī)則的有效管理和快速檢索。在MySQL數(shù)據(jù)庫中，可創(chuàng)建一個(gè)名為“tracked_vehicle_rules”的表，表中包含“rule_id”“condition”“conclusion”等字段，分別用于存儲(chǔ)規(guī)則的編號(hào)、條件和結(jié)論，將上述關(guān)于總體布局和動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的規(guī)則存儲(chǔ)在該表中，方便在設(shè)計(jì)過程中調(diào)用。履帶式車輛設(shè)計(jì)實(shí)例庫則是存儲(chǔ)以往成功設(shè)計(jì)案例的數(shù)據(jù)庫，每個(gè)案例包含了完整的設(shè)計(jì)信息，如設(shè)計(jì)需求、設(shè)計(jì)方案、性能參數(shù)、設(shè)計(jì)過程中的關(guān)鍵決策以及實(shí)際應(yīng)用效果等。一個(gè)履帶式挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)實(shí)例，應(yīng)包含挖掘深度、斗容、作業(yè)環(huán)境等設(shè)計(jì)需求，發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)、工作裝置等設(shè)計(jì)方案的詳細(xì)信息，整機(jī)的動(dòng)力性能、挖掘力、作業(yè)效率等性能參數(shù)，在設(shè)計(jì)過程中如何選擇發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)、確定液壓系統(tǒng)壓力等關(guān)鍵決策點(diǎn)，以及該挖掘機(jī)在實(shí)際工程應(yīng)用中的表現(xiàn)和用戶反饋等。建立實(shí)例庫時(shí)，需要收集大量的實(shí)際設(shè)計(jì)案例，對(duì)這些案例進(jìn)行整理和規(guī)范化處理，提取其中的關(guān)鍵信息和特征。根據(jù)案例的特點(diǎn)和屬性，選擇合適的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和索引方式，以便于快速檢索和匹配。可采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫或面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫來存儲(chǔ)實(shí)例庫。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，創(chuàng)建多個(gè)表來分別存儲(chǔ)案例的不同信息，如“cases”表存儲(chǔ)案例的基本信息，“requirements”表存儲(chǔ)設(shè)計(jì)需求，“solutions”表存儲(chǔ)設(shè)計(jì)方案，通過外鍵關(guān)聯(lián)這些表，形成完整的案例信息。為了提高檢索效率，可在表中建立合適的索引，如對(duì)“cases”表中的“vehicle_type”（車輛類型）字段建立索引，以便快速查詢特定類型履帶式車輛的設(shè)計(jì)案例。規(guī)則庫和實(shí)例庫是基于規(guī)則與實(shí)例的推理技術(shù)的基礎(chǔ)，它們的建立為履帶式車輛的智能設(shè)計(jì)提供了豐富的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)支持，使得設(shè)計(jì)過程更加高效、準(zhǔn)確和智能化。4.2.2推理過程實(shí)現(xiàn)與案例分析以某新型履帶式工程車輛的行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，展示基于規(guī)則與實(shí)例的推理過程及其在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用效果。在設(shè)計(jì)初期，設(shè)計(jì)人員將新車輛的設(shè)計(jì)需求輸入到基于KBE的智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，這些需求包括車輛的作業(yè)環(huán)境（如松軟沙地、泥濘濕地等復(fù)雜地形）、承載能力（預(yù)計(jì)最大載重為X噸）、行駛速度要求（最高時(shí)速為V公里）等關(guān)鍵信息。系統(tǒng)首先啟動(dòng)基于實(shí)例的推理（CBR）模塊，在實(shí)例庫中檢索與新車輛設(shè)計(jì)需求相似的過往設(shè)計(jì)案例。通過相似度計(jì)算算法，系統(tǒng)在實(shí)例庫中找到一個(gè)在作業(yè)環(huán)境、承載能力和行駛速度等方面與新需求較為接近的履帶式工程車輛行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例。該案例的行走系統(tǒng)采用了加寬履帶板，以增大接地面積，降低接地比壓，適應(yīng)松軟地面；選用了大直徑的驅(qū)動(dòng)輪和支重輪，提高了車輛的通過性和行駛穩(wěn)定性；同時(shí)，配置了高強(qiáng)度的懸掛系統(tǒng)，以承受較大的載荷。系統(tǒng)將檢索到的相似案例作為初始設(shè)計(jì)方案提供給設(shè)計(jì)人員參考，但由于新車輛的設(shè)計(jì)需求與案例存在一定差異，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)方案進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。此時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)基于規(guī)則的推理（RBR）模塊，根據(jù)規(guī)則庫中的知識(shí)對(duì)方案進(jìn)行進(jìn)一步完善。根據(jù)“在泥濘濕地環(huán)境下作業(yè)，履帶板的花紋應(yīng)采用深齒狀，以增強(qiáng)抓地力”的規(guī)則，對(duì)初始方案中的履帶板花紋進(jìn)行修改；依據(jù)“車輛承載能力增加時(shí)，懸掛系統(tǒng)的彈簧剛度和阻尼系數(shù)應(yīng)相應(yīng)增大”的規(guī)則，對(duì)懸掛系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。通過RBR模塊的推理和調(diào)整，使設(shè)計(jì)方案更符合新車輛的設(shè)計(jì)需求。為了驗(yàn)證優(yōu)化后的設(shè)計(jì)方案的性能，系統(tǒng)利用專業(yè)的分析軟件對(duì)行走系統(tǒng)進(jìn)行性能仿真分析。在ADAMS軟件中，建立行走系統(tǒng)的多體動(dòng)力學(xué)模型，模擬車輛在不同工況下的行駛情況，分析行走系統(tǒng)各部件的受力、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及車輛的通過性、穩(wěn)定性等性能指標(biāo)。通過仿真分析，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后的方案在滿足設(shè)計(jì)需求的同時(shí)，還存在一些潛在問題，如在高速行駛時(shí)，懸掛系統(tǒng)的振動(dòng)較大，影響車輛的舒適性和行駛穩(wěn)定性。針對(duì)仿真分析中發(fā)現(xiàn)的問題，設(shè)計(jì)人員再次利用基于規(guī)則和實(shí)例的推理技術(shù)，對(duì)方案進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。通過檢索實(shí)例庫，找到一些在解決懸掛系統(tǒng)振動(dòng)問題方面的成功案例，借鑒其經(jīng)驗(yàn)，在懸掛系統(tǒng)中增加了減震器，并對(duì)減震器的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。根據(jù)規(guī)則庫中的知識(shí)，調(diào)整懸掛系統(tǒng)的布局和連接方式，以提高其減震效果。經(jīng)過多次迭代優(yōu)化，最終得到一個(gè)滿足設(shè)計(jì)需求且性能優(yōu)良的履帶式工程車輛行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。通過這個(gè)案例可以看出，基于規(guī)則與實(shí)例的推理技術(shù)在履帶式車輛設(shè)計(jì)中具有顯著的應(yīng)用效果。它能夠充分利用以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，快速生成設(shè)計(jì)方案，并通過規(guī)則推理和仿真分析對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化和驗(yàn)證，提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，減少了設(shè)計(jì)過程中的試錯(cuò)成本，為履帶式車輛的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了有力支持。4.3多學(xué)科協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)4.3.1多學(xué)科協(xié)同設(shè)計(jì)框架搭建履帶式車輛作為一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，如機(jī)械工程、材料科學(xué)、動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)、電子工程等。搭建多學(xué)科協(xié)同設(shè)計(jì)框架，旨在整合各學(xué)科的知識(shí)和資源，打破學(xué)科壁壘，實(shí)現(xiàn)各學(xué)科之間的高效協(xié)作，從而提高履帶式車輛的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。在機(jī)械工程學(xué)科方面，主要負(fù)責(zé)履帶式車輛的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零部件設(shè)計(jì)以及機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析。確定車輛的總體布局，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、工作裝置等部件的位置和連接方式。設(shè)計(jì)各零部件的形狀、尺寸和材料，確保其滿足強(qiáng)度、剛度和可靠性要求。通過動(dòng)力學(xué)分析，研究車輛在行駛過程中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和受力情況，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。在設(shè)計(jì)履帶式車輛的車架時(shí)，機(jī)械工程師需要根據(jù)車輛的用途、載荷要求和行駛工況，選擇合適的材料和結(jié)構(gòu)形式，進(jìn)行強(qiáng)度和剛度計(jì)算，確保車架在各種工況下都能安全可靠地工作。材料科學(xué)學(xué)科在履帶式車輛設(shè)計(jì)中起著關(guān)鍵作用，主要負(fù)責(zé)材料的選擇和性能優(yōu)化。根據(jù)車輛各部件的工作環(huán)境和性能要求，選擇合適的材料，如高強(qiáng)度鋼、鋁合金、復(fù)合材料等。研究材料的性能特點(diǎn)，如強(qiáng)度、硬度、耐磨性、耐腐蝕性等，通過材料的改性和表面處理等技術(shù)，提高材料的性能，滿足車輛的設(shè)計(jì)需求。對(duì)于履帶式車輛的履帶板，需要選擇具有高強(qiáng)度、高耐磨性和良好韌性的材料，通過熱處理等工藝，提高履帶板的使用壽命。動(dòng)力學(xué)學(xué)科主要研究履帶式車輛的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和動(dòng)力性能，包括車輛的行駛動(dòng)力學(xué)、轉(zhuǎn)向動(dòng)力學(xué)、制動(dòng)動(dòng)力學(xué)等。通過建立動(dòng)力學(xué)模型，分析車輛在不同工況下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和受力情況，為車輛的性能優(yōu)化提供理論支持。研究車輛的動(dòng)力系統(tǒng)匹配，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、驅(qū)動(dòng)輪等部件的匹配，提高車輛的動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性。在設(shè)計(jì)履帶式車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)時(shí)，動(dòng)力學(xué)工程師需要考慮車輛的轉(zhuǎn)向半徑、轉(zhuǎn)向力、轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性等因素，通過優(yōu)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，提高車輛的轉(zhuǎn)向性能。熱力學(xué)學(xué)科在履帶式車輛設(shè)計(jì)中主要關(guān)注車輛的熱管理，包括發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱、液壓系統(tǒng)的油溫控制等。通過熱力學(xué)分析，研究車輛在工作過程中的熱量產(chǎn)生和傳遞規(guī)律，設(shè)計(jì)合理的散熱系統(tǒng)，確保車輛各部件在正常的溫度范圍內(nèi)工作。研究發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率，通過優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程和冷卻系統(tǒng)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率，降低燃油消耗。在設(shè)計(jì)履帶式車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)時(shí)，熱力學(xué)工程師需要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、工作環(huán)境和散熱要求，選擇合適的散熱器和冷卻風(fēng)扇，確保發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下都能保持正常的工作溫度。電子工程學(xué)科在現(xiàn)代履帶式車輛設(shè)計(jì)中越來越重要，主要負(fù)責(zé)車輛的電子控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、傳動(dòng)控制系統(tǒng)、行走控制系統(tǒng)、工作裝置控制系統(tǒng)等。通過電子控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛各部件的精確控制，提高車輛的智能化水平和操作性能。研究車輛的傳感器技術(shù)和通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車輛狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測和數(shù)據(jù)傳輸，為車輛的故障診斷和維護(hù)提供支持。在設(shè)計(jì)履帶式車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)時(shí)，電子工程師需要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和性能要求，設(shè)計(jì)合理的控制策略和算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油噴射、點(diǎn)火timing等參數(shù)的精確控制，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和可靠性。為了實(shí)現(xiàn)各學(xué)科之間的協(xié)同工作，需要建立有效的協(xié)同機(jī)制。明確各學(xué)科的職責(zé)和分工，制定詳細(xì)的設(shè)計(jì)流程和規(guī)范，確保各學(xué)科之間的工作有序進(jìn)行。建立跨學(xué)科的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，成員包括各學(xué)科的專家和技術(shù)人員，通過定期的溝通和交流，及時(shí)解決設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題。利用協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)各學(xué)科之間的數(shù)據(jù)共享和交互，提高設(shè)計(jì)效率和協(xié)同性。在協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)上，各學(xué)科的設(shè)計(jì)人員可以實(shí)時(shí)查看和修改相關(guān)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)和分析。多學(xué)科協(xié)同設(shè)計(jì)框架的搭建，能夠充分發(fā)揮各學(xué)科的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的共享和集成，提高履帶式車輛設(shè)計(jì)的科學(xué)性和創(chuàng)新性，為履帶式車輛的發(fā)展提供有力的技術(shù)支持。4.3.2協(xié)同設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)交互與沖突解決在履帶式車輛多學(xué)科協(xié)同設(shè)計(jì)過程中，數(shù)據(jù)交互是實(shí)現(xiàn)各學(xué)科協(xié)同工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于各學(xué)科使用的軟件工具和數(shù)據(jù)格式不同，數(shù)據(jù)交互面臨著諸多挑戰(zhàn)。機(jī)械工程學(xué)科常用的CAD軟件生成的三維模型數(shù)據(jù)，與動(dòng)力學(xué)學(xué)科使用的多體動(dòng)力學(xué)分析軟件所需的數(shù)據(jù)格式存在差異；材料科學(xué)學(xué)科的材料性能數(shù)據(jù)，在與其他學(xué)科進(jìn)行交互時(shí)，也需要進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)映射。為了解決數(shù)據(jù)格式不一致的問題，采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和接口規(guī)范是必要的。建立通用的數(shù)據(jù)交換格式，如STEP（StandardfortheExchangeofProductmodeldata）標(biāo)準(zhǔn)，它能夠定義產(chǎn)品數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和語義，實(shí)現(xiàn)不同軟件系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。開發(fā)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，將各學(xué)科軟件生成的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的格式，以便在協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)上進(jìn)行共享和交互。利用專業(yè)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具，將CAD軟件生成的模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為多體動(dòng)力學(xué)分析軟件能夠識(shí)別的格式，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。數(shù)據(jù)更新與同步也是協(xié)同設(shè)計(jì)中需要關(guān)注的重要問題。在設(shè)計(jì)過程中，一個(gè)學(xué)科對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的修改可能會(huì)影響到其他學(xué)科，因此需要及時(shí)更新和同步數(shù)據(jù)，以保證各學(xué)科使用的數(shù)據(jù)一致。建立數(shù)據(jù)版本管理系統(tǒng)，對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的每一次修改進(jìn)行記錄和管理，方便追溯和恢復(fù)。采用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步技術(shù)，當(dāng)一個(gè)學(xué)科的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，及時(shí)將變化通知到其他學(xué)科，并自動(dòng)更新相關(guān)的數(shù)據(jù)。利用云計(jì)算和分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)同步和共享，確保各學(xué)科在任何時(shí)候都能獲取到最新的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。然而，在協(xié)同設(shè)計(jì)過程中，由于各學(xué)科的設(shè)計(jì)目標(biāo)、約束條件和設(shè)計(jì)思路不同，難免會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)沖突。在機(jī)械工程學(xué)科追求結(jié)構(gòu)緊湊和輕量化設(shè)計(jì)時(shí)，可能會(huì)與材料科學(xué)學(xué)科對(duì)材料強(qiáng)度和可靠性的要求產(chǎn)生沖突；動(dòng)力學(xué)學(xué)科對(duì)車輛動(dòng)力性能的優(yōu)化，可能會(huì)影響到熱力學(xué)學(xué)科對(duì)車輛熱管理的設(shè)計(jì)。針對(duì)這些設(shè)計(jì)沖突，需要建立有效的沖突解決策略。首先，通過溝通與協(xié)商，讓各學(xué)科的設(shè)計(jì)人員充分交流各自的設(shè)計(jì)意圖和約束條件，尋求共同的利益點(diǎn)和解決方案。在出現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊與材料強(qiáng)度的沖突時(shí)，機(jī)械工程師和材料工程師可以共同探討，尋找一種既能滿足結(jié)構(gòu)緊湊要求，又能保證材料強(qiáng)度的設(shè)計(jì)方案，如采用新型材料或優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。引入優(yōu)化算法也是解決沖突的有效手段。通過建立多目標(biāo)優(yōu)化模型