本發(fā)明屬于船體結(jié)構(gòu)設計知識應用
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種基于多維集成知識驅(qū)動的開口協(xié)同設計方法。
背景技術(shù)：
：船舶設計過程中有成千上萬的貫穿開口管理需求。目前開口從設計到最終完成開口的流程如下：系統(tǒng)設計師根據(jù)系統(tǒng)功能設計要求建立開口需求；結(jié)構(gòu)設計師結(jié)合結(jié)構(gòu)開口原則要求校核開口需求的合理性并在設計模型中執(zhí)行開口操作和結(jié)構(gòu)加強方案；待圖紙發(fā)廠后，建造廠的工藝師需要確認實際開口和加強方案是否滿足工藝要求，方可最終完成開口。簡單的一個開口需要滿足多方面的需求，任何一方的要求不能滿足都需要重新協(xié)調(diào)修改，因開口修改造成的返工量也非常巨大，嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量和研制周期。如果要求系統(tǒng)設計師在開口需求提出的同時能兼顧考慮結(jié)構(gòu)設計要求和開口工藝要求，這對系統(tǒng)設計師提出了過高的要求，實際操作性較差。技術(shù)實現(xiàn)要素：有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于多維集成知識驅(qū)動的開口協(xié)同設計方法，該方法設計效率較高、實際操作性較強。為了達到上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種基于多維集成知識驅(qū)動的開口協(xié)同設計方法，具體過程為：步驟一：建立船體構(gòu)件類型的分類知識庫；步驟二：建立開口知識庫，開口知識主要包括開口類型、開口原則約束和開口工藝約束；步驟三：建立結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型與開口知識的關(guān)聯(lián)關(guān)系；步驟四：基于所述關(guān)聯(lián)關(guān)系建立多維集成知識驅(qū)動的開口設計工具，所述開口設計工具根據(jù)輸入的開口信息進行約束檢查，給出相應檢查結(jié)果指導開口設計。進一步地，本發(fā)明所述步驟四中開口設計工具集成開口需求信息，包括可供選擇的開口基本類型，及根據(jù)所選類型對應顯示的開口形狀和開口參數(shù)列表，還包括待輸入和/或選擇的開口中心位置、開口方向及開口所依附構(gòu)件。進一步地，本發(fā)明所述步驟四根據(jù)開口需求信息依次檢索相應的、存在關(guān)聯(lián)關(guān)系的開口知識，并將不滿足的開口知識進行顯示。有益效果本發(fā)明提出的一種基于多維集成知識驅(qū)動的開口協(xié)同設計方法，能夠?qū)崿F(xiàn)在開口需求提出之初就進行校核檢查，減少設計返工量，有利于提高產(chǎn)品設計效率；同時，該方法對于不滿足要求的開口可以給出具體的提示信息，讓系統(tǒng)設計師在設計過程中逐漸學習和掌握開口強度知識和工藝知識，內(nèi)化為自己的知識，有利于提高設計質(zhì)量，也可以培養(yǎng)多元化設計師。附圖說明圖1為實例一開口協(xié)同設計方法流程圖；圖2為實例二開口協(xié)同設計方法流程圖；圖3為開口基本類型知識模板。圖4為規(guī)則匹配流程圖；具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的介紹。實例一：本發(fā)明一種基于多維集成知識驅(qū)動的開口協(xié)同設計方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)在開口需求提出之初就結(jié)合多維知識完成開口的自查。如圖1所示，具體過程為：步驟一：建立船體構(gòu)件類型的分類知識庫；步驟二：建立開口知識庫，開口知識主要包括開口類型、開口原則約束和開口工藝約束；步驟三：建立結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型與開口知識的關(guān)聯(lián)關(guān)系；步驟四：基于所述關(guān)聯(lián)關(guān)系建立多維集成知識驅(qū)動的開口設計工具，所述開口設計工具根據(jù)輸入的開口信息進行約束檢查，給出相應檢查結(jié)果指導開口設計。由于本發(fā)明開口知識庫集成開口原則要求(約束)和開口工藝要求(約束)，其可以在開口設計之初判斷出所需設計的開口是否滿足開口原則要求和開口工藝要求，因此可以提高產(chǎn)品的設計效率。實施例二：本發(fā)明一種基于多維集成知識驅(qū)動的開口協(xié)同設計方法，主要分為兩大階段。即：開口基礎(chǔ)知識庫建立階段與開口知識應用階段。開口基礎(chǔ)知識庫主要包括結(jié)構(gòu)開口原則要求和開口工藝知識，對應下述第1～4步驟；知識應用主要是運用這些知識對設計人員提出的開口需求進行檢查，對應第5～7步驟。本發(fā)明中的方法所需的輸入是來自結(jié)構(gòu)設計師和建造工藝師的開口知識，輸出為開口是否滿足要求的提示信息。如圖2所示，具體步驟如下：(1)船體構(gòu)件類型分類知識庫創(chuàng)建，主要包括構(gòu)件類型、構(gòu)件編號等；構(gòu)件類型如主橫艙壁、主縱艙壁、輕圍壁、外板等。本實例中船體構(gòu)件類型分類知識包含結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型編碼表和結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型編碼與結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型對應表，如表1所示；結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型編碼可表示為：k＝{(s1,t1),…,(si,ti),…,(sn,tn)}i∈(1,n)其中，ti表示構(gòu)件通用名稱，si表示構(gòu)件類型編碼。表1結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型編碼表構(gòu)建類型編碼通用名稱0輕圍壁1主橫艙壁2主縱艙壁3甲板另外在船體構(gòu)件建模過程中，動態(tài)記錄每一個構(gòu)件對應的構(gòu)件類型，通過創(chuàng)建時選擇構(gòu)件類型來進行屬性關(guān)聯(lián)，產(chǎn)生一個結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型編碼與結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型對應表，如表2所示。表2結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型編碼與結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型對應表(2)開口知識搜集主要包括三方面的知識，具體為：常用基本開口類型知識、開口原則約束及開口工藝約束；其中，開口原則約束主要是結(jié)構(gòu)對開口的一些要求；開口工藝約束主要是開口建造可行性的一些要求。1)基本開口類型知識開口基本類型知識模板(ktpt，knowledgetemplateofpenetrationtype)是包含開口類型代號、開口形狀、描述、關(guān)鍵參數(shù)列表等知識的開口模板文件，可表示為：ktpt＝{c,s,d,p}其中，c為開口類型代號，s為開口外形圖例，d為開口形狀的描述，p為本開口類型對應的參數(shù)列表，且p＝{p1,…,pi,…,pn}。開口基本類型知識模板如圖3所示。如門開口，知識表達為{01,path1.01,門開口,{l,b,r}}，其中path1為圖例文件的存放路徑，門開口類型對應的唯一文件編號為01。2)開口原則約束知識通過協(xié)同設計工作平臺收集開口相關(guān)的知識，結(jié)合開口的一些標準規(guī)范及設計經(jīng)驗提出特定區(qū)域或者構(gòu)件上開口約束條件。如“t型材腹板上只允許開圓形或長圓形孔”；“t型材面板上不允許開孔”；“球扁鋼上不允許開孔”；“除了輕圍壁上門的開口，其余開口角隅都應倒圓，倒圓半徑不小于開口寬度的0.1倍”等等。3)開口工藝要求知識通過協(xié)同設計工作平臺收集建造工藝師對開口的要求，建造工藝師結(jié)合工藝規(guī)范和工藝條件提出哪些區(qū)域哪種類型的開口工藝上是做不到或者很難做到的。(3)開口知識表示將搜集到的開口知識，轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)化表達式。比如開口圓角約束知識“除了輕圍壁上門的開口，其余開口角隅都應倒圓，倒圓半徑不小于開口寬度的0.1倍”，該條知識可表達為：{ifpart_type<>"0"orpene_type<>"01",r≥0.1*min(p)}，在該表達式里part_type為構(gòu)件代碼，來自第1步創(chuàng)建的結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型編碼知識庫；pene_type為開口類型代碼，p為開口參數(shù)中除倒圓半徑外的參數(shù)列表，r為倒圓半徑，來自于第2步開口基本類型知識庫中對應的參數(shù)。(4)構(gòu)件類型與開口知識的關(guān)聯(lián)創(chuàng)建將第3步表達的每一條結(jié)構(gòu)化開口知識與第1步對應的開口構(gòu)件類型及第2步開口基本類型進行關(guān)聯(lián)。例如，“對于船體外板、主橫、主縱等船體結(jié)構(gòu)上門的開口，一般應設置門檻，門檻高度應不小于100mm”，應該將這條約束與主船體外板、主橫艙壁、主縱艙壁建立起關(guān)聯(lián)關(guān)系。例如將第3步轉(zhuǎn)換完成的開口知識{ifpart_type<>"0"orpene_type<>"01",r≥0.1*min(p)}(對應的知識描述為“除了輕圍壁上門的開口，其余開口角隅都應倒圓，倒圓半徑不小于開口寬度的0.1倍”)與第1步的構(gòu)件類型中除“輕圍壁”以外的所有構(gòu)件類型關(guān)聯(lián)，與開口類型中除“門開口”以外的所有開口類型關(guān)聯(lián)。(5)多維集成知識驅(qū)動的開口設計工具構(gòu)建構(gòu)建多維集成知識驅(qū)動的開口設計工具，該工具集成開口設計所需的開口基本類型(常用開口類型知識庫)、開口形狀(根據(jù)選擇的開口類型顯示)、para_list(根據(jù)選擇的開口類型顯示開口參數(shù)列表)、point(x、y、z)開口中心位置、direction(xy、yz、zx、user_d)開口方向(法向)、開口所依附結(jié)構(gòu)構(gòu)件選擇等開口需求信息，用戶在該集成工具中僅通過選擇和輸入?yún)?shù)即可進行基于知識模板的參數(shù)化設計。由于該工具中不僅集成了開口外形、尺寸、定位等功能需求，還包括開口依附的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，因此需要在協(xié)同設計環(huán)境中運行，需要調(diào)出船體結(jié)構(gòu)背景。如用戶選擇的開口類型為門開口，在para_list中填入的參數(shù)為(l＝1800，b＝800，r＝50)，選擇開口所在的結(jié)構(gòu)構(gòu)件編碼為zh_0005，開口編碼為030502-262。(6)規(guī)則匹配和約束檢查基于第5步完成的開口初步設計，系統(tǒng)按照圖4的流程進行規(guī)則匹配，首先通過第1步中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型編碼與結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型對應表確定編碼zh_0005的構(gòu)件對應的類型為主橫艙壁，系統(tǒng)通過檢索該開口所在的構(gòu)件類型關(guān)聯(lián)了規(guī)則{ifpart_type<>"0"orpene_type<>"01",r≥0.1*min(p)}(對應的知識描述為“除了輕圍壁上門的開口，其余開口角隅都應倒圓，倒圓半徑不小于開口寬度的0.1倍”)，r＝50<0.1*min(1000,800)，因此規(guī)則不滿足。(7)結(jié)果提交系統(tǒng)遍歷所有規(guī)則后，會將所有不滿足的規(guī)則展示給開口需求提交顯示，以便于及時修改，或由設計人員自行決定是否強制提交到下一步，如果強制提交則將提示消息自動附加在附注欄(因為有的條件可能是盡量滿足，不滿足會有一些特殊處理措施)。綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁1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