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知識庫的智能緩沖包裝系統

發布日期:2012-02-27 07:49:19

信息數據庫模塊信息數據庫模塊為襯墊設計提供基本參數,通過進行各項包裝試驗,記錄和存儲大量的數據信息,并按照緩沖包裝設計的要求將數據分類管理。根據數據庫的實現目標和用戶需求將數據庫模塊分為數據信息庫和數據庫管理這2個功能單元。數據信息庫主要存儲緩沖包裝設計的數據資源的圖表,包括存儲不同運輸條件下產品的振動加速度、頻率值、傳遞率以及流通過程中的堆碼高度的流通環境數據庫,記錄緩沖襯墊設計時描述包裝件性能基本參數值(如脆值和跌落高度)的產品特性數據庫,記錄表征材料緩沖性能的緩沖特性曲線數據庫,包括:緩沖系數一最大應力(C一盯優)曲線,緩沖系數一應變率(c一£)曲線和最大加速度一靜應力(G—as)曲線[13等。

同時利用數據庫管理功能單元對數據信息進行調用、修改、查詢、動態數據訪問等,實現數據共享與資源更新。3.1.3智能分析模塊智能分析模塊是專家系統技術在包裝CAD系統中的運用。它通過建立包裝設計知識庫與相應的推理機構,構建分析模型,并借助分析決策知識對模型進行推理分析,充氣袋輔助設計人員的包裝設計過程,可以實現包裝設計的智能決策和優化設計。結合專家系統進行智能化的分析處理,可將多種設計計算方法進行比較計算,分析比較后,根據產品的特性值推薦合理方案?;诰彌_包裝CAD系統開發環境以及專家系統與設計主系統的應用接口問題,系統開發一個專用的緩沖包裝設計的專家系統,并將其結合到已開發的CAD設計系統中。

系統根據用戶的輸入數據和模塊的計算結果,進行分析推理。首先將這些信息數據轉換成初始設計對象模型,用規定的模型表示方法描述問題,以設計方案的形式輸出。然后借助分析決策知識對模型進行推理分析,確定采用何種設計方案。襯墊設計知識庫的構建是整個專家系統的核心,它是將各種包裝設計的理論知識與專家設計經驗知識按一定的邏輯結構和數據結構存放在計算機內,以便用戶隨機調用并修改。該庫主要存放進行緩沖包裝設計的流通環境分析知識以及襯墊設計計算中的分析知識、公理知識、集裝箱充氣袋設計知識、評價知識和分析決策知識[2]。智能分析結構圖如圖2所示?;緟递斎耄仍O計計算H方案評價H方案確定‘OOO分析知識公理知識分析決策知識圖2智能分析結構圖3.2圖形設計處理子系統圖形設計處理子系統是緩沖包裝CAD系統的圖形支持子系統。該子系統根據襯墊設計校核子系統計算得到的襯墊結構基本尺寸進行基于參數化特征建模技術的襯墊三維造型設計。

在該子系統中,用戶結合開發平臺所提供的設計造型手段和功能,利用該子系統所開發的襯墊特征庫,可以實現緩沖襯墊的快速造型設計。襯墊特征庫是圖形設計處理子系統的重要組成部分,是參數化特征造型技術在包裝造型設計過程中的具體體現。在完成襯墊特征庫的建立前,首先需要建立特征規范,來規范特征的建立和信息表述方式,保證該子系統襯墊特征信息模型的統一和信息交換機制的確立??紤]到襯墊結構的多樣性,還沒有形成模型標準化。因此在該模塊中將襯墊設計分為典型襯墊及專用襯墊這2個造型過程。其中專用襯墊是基于對常用家電類產品的襯墊模型庫,可以獲得不同類型產品襯墊的常用墊型特征模型。同時建立襯墊設計構造器,輔助模型設計,完成基本孔、腔和凸臺的快速建模實現造型優化。

圖形設計處理模塊結構圖如圖3所示。圖形設計處理模塊l崽型襯墊設計專用襯墊設計輔助功能上角棱襯常襯襯墊用實墊墊模構體維設設型造屬視性圖計計庫器圖3圖形設計處理模塊結構圖4緩沖包裝CAD系統的開發與實現4.1系統的開發環境與開發工具(1)襯墊校核子系統開發工具的選取。針對緩沖包裝設計的開發需求,開發平臺必須具有良好的用戶開發環境,強大的數據庫開發功能,提供多種數據表現形式,可以方便實現各種數據表單的萬方數據換頁32武漢理工大學學報?信息與管理工程版2006年8月生成等功能,筆者選用C++Builder6.0作為CAD設計校核系統的開發工具。C++Builder具備強大程序開發功能,貨柜充氣袋提供大量的用戶集成開發控件,開發環境方便友好,同時C++Builder編程環境具備數據庫支持功能,提供許多可視化的數據庫編程控件,可支持各種桌面數據庫系統[3]。

(2)圖形設計處理子系統開發工具的選取。襯墊三維結構造型采用特征建模技術建立統一的襯墊信息模型,如果采用直接開發CAD圖形軟件,必然使設計難度和工作量大大增加。因此考慮運用基于圖形軟件平臺的二次開發技術設計圖形設計處理子系統,實現襯墊的特征造型。UG不僅具有多種功能應用模塊的無縫集成,可滿足用戶的各種需求,同時UG具有良好的二次開發環境,可以方便實現各種用戶化定制。本系統利用UG軟件包中的UG/OpenAPI(提供一種直接編程接口到UG)可實現襯墊尺寸設計與圖形設計的接口。因此,基于UG二次開發進行緩沖包裝CAD系統的圖形處理子系統的開發是可行的,而且對于研究基于UG平臺的其他包裝CAD系統的應用也很有意義[4]。4.2系統的實現緩沖包裝CAD系統的信息流程圖如圖4所示。筆者基于C++開發語言,借助C++Builder開發工具,并利用VC對UG進行二次開發實現緩沖包裝CAD系統,所建立的緩沖包裝信息數據庫、襯墊模型庫、襯墊設計知識庫,能較好地完成機電類產品緩沖包裝設計,實現設計智能優化分析與設計方案管理,獲得襯墊的三維、二維構型圖。

 
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