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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.知识驱动数字化产品开发发表时间：20088-9-119 屈福平 来来源：e-workks1、前言 知识工程程- Knnowleedge Basee Enggineeeringg是由美美国Feiigenbbaum教教授于19977年提提出。早期期主要用于于专家系统统及人工智智能以提供供知识获取取及基于知知识的推理理技术与方方法。现今今，具有知知识处理能能力的软件件系统已成成为新一代代专业软件件的重要指指针。所谓谓知识工程程其普遍的的共识及定定义为:以以知识为处
2、处理对象，即即用工程化化的思考模模式，并应应用人工智智能的原理理、方法及及技术以达达成设计、建建构及维护护知识系统统的一门科科学。 知识识工程的目目的是在研研究知识的的基础上，开开发智能系系统。因此此，知识的的获取、知知识的表达达及知识的的运用便构构成知识工工程的三大大要素。知知识工程的的研究主要要内容包括括:基础理理论的研究究、实用技技术的开发发、知识型型工具系统统及智能机机等相关课课题的研究究。其中，基基础理论的的研究主要要是研究基基本的理论论方法，包包括知识的的本质、知知识的表达达、推理、获获取及学习习的方法等等。实用技技术的开发发则主要研研究解决建建立知识系系统过程中中遇到的问问题，包
3、括括实用知识识的表达方方法，建立立知识获取取技术，实实用知识推推理方法、知知识库结构构系统及知知识系统体体系结构等等。建立知知识型系统统工具的主主要目的是是给系统的的开发提供供良好的运运用工具，以以提高系统统研制的质质量与缩短短系统研制制周期等。所所以，知识识系统能解解决专家等等级的问题题，能快速速的进行假假设及搜索索解答，即即系统具有有大量的基基础知识及及一般问题题的求解能能力，具自自动推理的的能力。 从从制造业的的技术来看看，知识工工程是一种种基于知识识的计算机机应用系统统，它着眼眼于自动的的、导引式式的方式帮帮助使用者者进行产品品的工程设设计，包括括产品的造造型、分析析、检测、制制造评估
4、及及工艺规划划等活动。并并且可以捕捕捉及再利利用与产品品开发有关关的优化设设计制造方方案知识与与良好的设设计经验。它它是与人工工智能、协协同设计、知知识库系统统、几何造造型系统及及信息技术术进行有效效整合的一一项工程技技术。 从本本质看，知知识工程的的目的是知识重用用，即将将知识创造造性的应用用到一个工工业产品的的设计开发发及生产制制造过程中中，充份利利用各种实实践经验、专专家知识及及其有关的的讯息，产产生以知识识驱动为基基础的工程程设计新思思路。现今今对知识的的建立，基基本上是应应用所定义义的计算机机语言(符符号)来架架构人类的的各种概念念及概念间间的关系，每每一种表示示方式实际际上是一种种
5、数据结构构。 知识识融合程序序语言-KKnowlledgee FussionSiemmens PLM软软件公司的的NX系统统提供自定定义开发且且符合工程程知识融合合需要的知知识融合程程序语言，以以有效描述述及整合工工程知识与与几何模型型间的关系系。 图图1.传统统KBE系系统与NXX/KF的的区别 知知识融合程程序语言是是高级语言言，因而可可以用比较较浅显的语语言文字描描述程序的的功能与运运作方式，可可用来表示示全新的对对象模型。因因此该语言言为面向对对象(Obbjectt oriienteed)的解解释性(IInterrpretted)语语言，在知知识融合程程序语言中中有类(CClasss)
6、及对象象(Objject)能够进行行多重继承承(Inhherennt)。类类是对象的的共同特征征的抽象描描述，其定定义方式如如图2所示示。 图图2.类(Classs)的定定义 用用户可以方方便的应用用此程序语语言在产品品模型中以以规则(RRule)的型式增增加工程知知识，图33 则是应应用规则控控制其知识识工程的应应用程序案案例，而此此规则为此此语言的基基本组件，其其直斜螺齿齿轮及螺旋旋斜齿轮与与加工方法法的决定是是由工程规规则决定，并并对具知识识的资料库库进行读写写的动作。 图图3.利用用规则控制制知识工程程的程序案案例另外，KFF程序中允允许用户以以任意顺序序定义属性性，将其视视为关键键词
7、，使使其可以需求驱动动(Demmand-drivven)方式取用用。此外，知知识融合语语言有能力力存取NXX系统以外外的知识资资源，如资资料库及电电子试算文文件等，且且有能力结结合其它分分析及优化化软件。KKBE系统统结构是对对象导向的的结构，这这也使得对对象属性具具有对象的的继承性。此此一结构具具有方便储储存几何尺尺寸及知识识推理的表表现形式。此此外，NXX的规则是是用于实现现过程的表表达式，而而面向对象象的系统与与规则的结结合，提供供用户可捕捕捉全生命命周期知识识(Liffecyccle kknowlledgee)。 2、知知识管理的的过程 近几几年来，KKBE技术术已经从理理论研究转转向
8、实际应应用，各主主要的PLLM厂商相相继在推出出了不同的的制造业领领域的KDDA(知识识驱动自动动化-Knnowleedge Drivven AAutommatioon)解决决方案，比比如：Siiemenns PLLM软件公公司的模具具工程向导导（Molld Wiizardd/Proogresssivee Diee Wizzard）、齿齿轮设计向向导(Geear WWizarrd)、汽汽车工程向向导(Viichiccle WWizarrd),达达索公司CCATIAA知识工程程专家KWWE，PTTC公司的的专家模架架系统EMMX等，相相信大家利利用NX系系统在日常常工程应用用中也有体体验到它对对
9、企业的实实际应用所所带来的价价值，本文文主要围绕绕Siemmens PLM软软件公司的的KF技术术在玻璃制制品及模具具领域的智智能化应用用开发展开开叙述。 22.1 在在利用KFF进行开发发的前期，首首先要对NNX/KFF开发及后后期管理过过程进行规规划，同时时还要深刻刻理解其开开发目标。 图图4. KKBE前期期开发的理理解 图图5. KKF知识管管理的过程程 22.2 其其次，在程程序设计过过程中，可可参考NXX/KF针针对的主要要开发对象象以灵活的的选择IDDE开发工工具的组合合(C+、MennuScrript、UUIStyyler)，同时还还包括NXX5版本中中的新增功功能Knoowl
10、eddge FFusioon ICCE，它能能更方便的的捕捉产品品的知识规规则以及优优化KF程程序。 图图6. NNX/KFF主要开发发对象NX提供的的MenuuScriipt和UUIStyyler两两个模块主主要用于开开发下拉菜菜单、应用用工具条和和人机交互互对话框，实实现NX二二次开发的的应用程序序界面化。MMenuSScrippt是UGG/OPEEN的一个个重要组成成部分，它它可以通过过编辑纯文文本的Meenu文件件（菜单脚脚本文件，文文件的扩展展名为*.men）创创建或修改改NX的主主菜单及下下拉菜单，而而不用编写写C语言程程序。在脚脚本文件中中，相应按按钮的ACCTIONNS为相应应
11、的DFAA文件，脚脚本文件的的格式如下下： 图7. 菜单与用用户UI NNX/Oppen UUIStyyler是是开发NXX对话框的的可视化工工具，其生生成的对话话框与NXX完全集成成，用户可可以方便、高高效地与NNX进行交交互操作，该该工具的使使用避免了了复杂的图图形用户接接口GUII编程，直直接将对话话框中的基基本控件进进行组合与与布局，可可以创建满满足不同功功能需求的的NX风格格对话框 33、知识管管理的挑战战与方法 33.1在传传统的玻璃璃制品及模模具设计开开发过程中中，通常的的制作工艺艺流程如下下图所示： 1.制作作木制模型型-2.利用测量量工具分层层测量主要要Secttion轮轮廓
12、数据-3.根根据原始数数据利用CCAD工具具逐一分层层绘制各轮轮廓-44.利用分分层轮廓线线编织外形形曲面-5.将外外形曲面转转换为产品品及模具实实体并进行行后续详细细结构设计计-6.进行产品品及模具零零部件试制制加工-7.通过过测量工具具对比分析析其偏差(如果偏差差过大再返返回3.进进行修改，从从而更新其其数字样机机) 应用挑挑战：从木木模的制作作- 数数字样机的的采样过程程中，主要要难度在于于CAD轮轮廓绘制过过程（整合合数据过大大）,模具具制造商深深知，通常常在绘制和和反复修改改CRT产产品的轮廓廓线大约需需要5天的的时间。而而一整套模模具的计划划开发时间间仅为710天，因因此为完成成这
13、一指标标，大多模模具厂商通通常选择提提前偷跑跑或超强强加班的方方式来完成成项目,因因此后续的的设计变更更也是意料料之中的事事, 而最最关键的其其模具质量量无法保证证，以至无无法实现量量产。 图图8. 木木模试制SSectiion数据据测量3.2 为为攻破上述述难关，只只能采用各各个击破的的方式，对对于开发过过程中面临临的最大挑挑战（整合合数据过大大）需要逆逆向迭代大大量历史数数据(如: 点坐标标-157705个、圆圆弧-100367条条、直线-14522条、相切切匹配-22904对对)，最终终通过对原原始Secctionn测量数据据的分析，可可利用NXX/KF中中Spreeadshheet功功
14、能将其特特征数据导导入(导入入规则如图图9所示)KBE系系统，通过过ODBCC分析数据据规则最终终将其迭代代为Claass AA Surrfacee特征参数数。 图图9. OODBC-Spreeadshheet导导入规则 33.3 前前期面临的的主要挑战战解决了(基于Cllass A Suurfacce的CRRT成型面面已成功),但后处处理过程中中的大量详详细结构的的设计工作作也不容忽忽视, 如如果将产品品或模具的的详细结构构部件并在在迭代过程程中同时通通过KF程程序完成,结果显然然不乐观。 在最后实实现的方法法是模仿NNX中最佳佳的KDAA实践经验验-WWizarrd 方式式,一步步步引导用
15、户户完最终的的复杂结构构设计，如如下图示为为结构设计计各阶段的的交互向导导界面。 图图10. CRT结结构设计向向导(Prrocesss Wiizardd) 生生成CRTT制品与模模具成型面面数据逆向向的KF源源程序如下下示(仅供供参考) # KKF源程序序头 #! UG/KKBE 117.0 DDefCllass: Conne (uug_baase_ppart); (Nuumberr Parrametter MModiffiablle) aanglee: ; .# ODBBC入口 (导入原原始*.eexcell数据文件件) (Sttringg Parrametter MModiffiabll
16、e) ddata_filee: ; # 对导入入的Secctionn长/短轴轴数据进行行分析 (LList Modiifiabble) readd_datta_seectioon: $a ug_exceel_oppen_ffile(dataa_fille:, readd); $shheet_indeexuug_exxcel_get_workksheeet_inndex( $a, Shheet11); $bbugg_exccel_rread_rangge($aa,$shheet_indeex,-11,-1,-1,-1); ugg_exccel_cclosee_fille($aa,Fallse);
17、 $b; ; # 对导导入的Paath对角角轴数据进进行分析 (Listt Moddifiaable) reaad_daata_ppath: $aa uug_exxcel_openn_fille(daata_ffile:, reead); $sheeet_inndexug_exceel_geet_woorkshheet_indeex( $a, Sheeet2); . ; # 按ODDBC 定定义的原则则对Secctionn长/短轴轴数据进行行迭代 (LList Modiifiabble )readd_datta_seectioon_liist: loopp withh $liine_nnumb
18、eer iss nthh(4, readd_datta_seectioon:); FFor $i frrom 00 to ($liine_nnumbeer-2)*12 by 112; . ; # 按ODDBC 定定义的原则则对patth对角轴轴数据进行行迭代 (Listt Moddifiaable) reaad_daata_ppath_listt: looop wwith $linne_nuumberr is nth(4, readd_datta_paath:); Forr $i fromm 0 tto ($linee_nummber-2)*88 by 8; . ; # 按按Secttion长
19、长/短轴CCurvee特征排列列数据 (Chilld Liist) secttion_listt: CClasss, ntth(1, nthh(2,nnth(cchildd:inddex:,readd_datta_seectioon_liist:); . ; # 按Patth对角轴轴Curvve特征排排列数据 (Chiild LList) patth_liist: Claass, nth(1,ntth(2,nth(chilld:inndex:,reaad_daata_ppath_listt:); quuantiity, lenggth(rread_dataa_patth_liist:); .
20、; . # 将将Secttion长长/短轴CCurvee逐一串联联 (Chhild Listt) Jooin_ssectiions: Cllass, ug_curvve_jooin; QQuanttity, ntth(1,lastt(reaad_daata_ssectiion_llist:); . ; # 将将Pathh对角轴CCurvee逐一串联联 (Chiild LList) Joiin_Paaths: Claass, ug_ccurvee_joiin; Quaantitty, nth(1,laast(rread_dataa_patth_liist:); Proofilee, Looop
21、. ; # 利利用曲面MMesh编编织CRTT制品及模模具成型面面 (Chiild) Surfface_Meshh: CClasss; ugg_currve_mmesh; Primmary; Looop Foor $aa in Joinn_secctionns:; Coollecct FForwaard, $a; ; CCrosss; Looop Forr $a in JJoin_Pathhs:; Colllect Forrwardd, $aa; ; Emphhasiss; Booth; BBody_Typee; Shheet; Toleerancces; ; 4、结结论 企企业创新绝绝非偶然，通通过KBEE技术,可可以将企业业知识和经经验固化，以以最终实现现知识驱动动数字化产产品的开发发。通过最最佳的行业业实践经验验，可以毫毫不夸张的的说，KBBE技术使使知识和流流程重用成成为现实，为为产品的开开发带来了了新的革命命性变革。