摩托车智能设计系统的研究与开发

谭永村

广州大运摩托车有限公司

摘要：随着科技的发展，以计算机网络为载体的人工智能已经被广泛地应用于各行各业中，将其应用到摩托车的设计中可以实现摩托车系统的智能化和专业化。同时，通过对摩托车设计系统的自主研发可以提高产品质量，从而为企业带来更大的经济效益。本文先对摩托车智能设计系统研究与开发的意义进行了分析，然后分别从摩托车智能设计系统的结构、摩托车设计知识库系统和参数化设计这三个部分入手探究了摩托车智能设计系统的研究与开发。

关键词：摩托车；智能；设计系统

1.摩托车智能设计系统研究与开发的的意义

目前，虽然我国摩托车生产量处于领先地位，但是摩托车生产技术处于落后的地位。摩托车行业中总体存在着自主创新和自主开发能力较弱的情况，这导致生产出的摩托车质量不高，无法适应市场的实际需求。同时，不重视将摩托车设计的有关知识用于实践、企业的相关技术人员不断流失等都是造成摩托车产品开发能力低下的重要原因。具体来说，我国摩托车开发过程中主要存在以下四个问题。第一，生产较为分散。生产场地很多，分散在全国各地，而且有很多生产企业的技术条件不够、资金不足、管理不善，加剧了摩托车生产分散的状况。第二，摩托车交易市场不规范。非法售卖组装车的现象严重，这严重影响到了摩托车整体的质量水平。第三，缺乏独立的产品开发能力和开发技术水平。我国摩托车开发通常是引起国外的技术，只能对摩托车的外部进行设计上的改造，无法自主研发出先进的摩托车。第四，企业经济效益不高。目前我国摩托车生产工业存在生产率低下的问题，这对摩托车行业的总体经济效益产生影响，导致企业缺乏下一步的资金投入。在这三个问题中，第三点缺乏独立的产品开发能力和开发技术是最重要的问题，如果解决了这个问题，那么其他三个问题也可以迎刃而解。

因此，将设计人才的经验与摩托车设计的相关专业知识进行系统性的归纳总结、使其为摩托车的实际开发服务是目前企业需要解决的问题。因此，研究和开发摩托车的智能设计系统具有十分重要的现实意义。具体来说，要运用现有的摩托车设计知识来帮助开发人员进行产品的设计，使开发人员不断开发出新的、智能化的设计系统。这对于提高企业的综合创新能力和经济效益都具有重要意义。

2.摩托车智能设计系统的结构

摩托车智能设计系统是对于摩托车进行整体设计的过程，要经过一系列的创新性推理，并将推理结果作为引导后续结构设计的重要依据。摩托车智能设计系统的结构与传统的结构相比更为复杂。对于摩托车总体设计的知识系统是由不同专业领域的专家共同总结、汇总而成的，然后在用户界面进行知识库的输入。推理机制通过应用一定的控制策略对输入知识库进行推理和运用，然后将输出的设计方案提交给参数化设计系统，在这里可以通过建立三维模型进行有限元的分析和验证，同时还可以通过相关参数对本次设计方案进行验证，并将验证结果保存进数据库当中。

在上述的结构流程中，总的来说，摩托车设计系统的结构包括专家系统、参数化设计和性能分析这几个部分。其中参数化设计是尤为重要的模块，它的工作原理是将专家系统推理得出的设计方案进行建模后进行有限元分析，尤其是对于设计方案中车架震动问题的分析。因此，专家系统是整个摩托车智能设计系统的的基础，这个系统包括知识获娶知识库、推理机制、解释器等众多的部分。其中知识获取部分是对于摩托车设计领域专家的经验和知识的获取，并经过自身的归纳和总结而形成的专业知识理体系。知识库则是专业知识的保存系统，通过储存所得知识为推理机制提供理论以及，因此知识库是整个智能系统的核心。推理机制可以根据用户的相关信息在内部通过一定的流程得到更多知识并最终通过检索得出结论，提供可以参考的设计方案。解释器主要作用是对推理过程中的问题进行针对性的解释。

3.摩托车设计知识库系统

3.1摩托车设计知识的表示方法

摩托车设计知识的特殊性主要包括以下两点。第一，部件之间是相互独立的，各个部件都可以被当做是不同的整体，因此对于不同零部件需要有不同的设计方案。第二，摩托车设计过程可以被划分为独立的层次，在不同层次上进行目标的设定。摩托车设计知识根据范围可以分为实例知识、规则知识、约束知识三种类型。实例知识主要是设计完成之后的摩托车产品；规则知识主要是指摩托车设计领域中的专业理论知识和经验，这些知识被保存到规则库中可以形成专家知识库专门解决设计过程中遇到的不同问题；约束知识主要是指几何约束知识和语产品相关的法律知识。

3.2摩托车设计知识库

摩托车设计知识库的重点是要根据摩托车设计的不同类型和设计知识的表示方法来决定设计专业知识和专家经验的保存方法。选择知识组织形式的目的是便与知识的保存和后续的使用。为了将摩托车设计过程中用到的所有设计案例都能被妥善保存，可以采用建模技术构建知识表达模型，并将这个模型的相关信息导入到关系数据库中，建立实例知识数据图形概念模型。

通过以上的方法可以得到设计知识库的层次结构图。摩托车知识库主要组成部分是实例库和规则库。其中实例库主要是由摩托车整车实例库、发动机实例库和车架实例库组成；规则库则主要由摩托车车型确定规则、发动机形式确定规则和车架类型确定规则组成。同时，为了管理知识库的知识，可以采用对元知识的控制方法，在管理的同时实现知识的搜索，提高设计效率。

4.参数化设计

摩托车的参数化设计主要是利用推理规则得出结果的过程。在这个过程，对车架、前后悬架、车轮等部分都进行了参数化建模。比如，目前车架主要是采用成型管件和冲压板件进行组合而成的。在对其进行最初的概念设计时，主要考虑车架的尺寸和其他零部件的位置关系，通过这些参数对车架的结构进行不断的修整和优化。在这之中，摩托车车架的参数化设计难度最大，原因是而不同种类之间差别较大，情况较为复杂。因此，以往传统的参数化设计方法无法实现参数化模型的建立。在这里要是用特征建模的方法，根据零件实体模型的形状特征、精度特征、材料特征作为产品定义模型的基本构造单元，并通过将产品特征集合进行参数化建模。

结语

总的来说，基于我国摩托车市场存在的诸多问题，设计符合我国摩托车生产条件的摩托车智能设计系统是解决问题的主要途径。摩托车智能设计系统的需要同时具备摩托车智能设计系统的结构、设计数据系统和参数化建模。在实际的设计开发中设计人员能够根据用户的不同需要实现采用推理方法得出与之相似的例子，并按照相似度进行排序。然后选取其中一个实例，得到最初的原始方案，对实例中不相符的部分进行规则推理，得到最终的方案。如果对于中间部件感到不满意，还可以进行修改，最终得到用户满意的设计方案。

参考文献

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