基于实例的协调路线规划技术研究

1、精品毕业设计基于实例的飞机协调路线规划技术研究摘要：本文研究了飞机协调路线的实例表示与重用，提出了一种以实例来确定配合件间以及配合件与工装间协调路线的方法。通过协调类型、协调方法、工艺装备等构成实例的表示模型，采用基于相似度的实例检索，得到最符合要求的协调路线实例。关键字：协调路线；工艺装备；相似度Case-based Coordination Route Planning Abstract: The paper studied the representation and reuse of coordination route, and presented a case - based me

2、thod for insuring the coordination relationship of fittings. By the model making up with the kind of coordinating object, the method of coordination and planning equipment, adopting the similarity based retrieving in case retrieval algorithm, we can get the best case. Key words: coordination route;

3、planning equipment; similarity0 引言在飞机制造中，由于飞机机体结构的大量零件、构件具有尺寸大、刚度低、形状和配合关系复杂等特点，用图纸、尺寸和一般公差配合关系无法表达或不能完全表达他的外型尺寸及其准确度要求。因此，采用着一套与一般机械制造不同的传递产品形状、尺寸以及保证产品制造准确度的方法。就是采用模线，样板、模胎、标准样件以及各类模具和型架等一整套专用工艺装备来控制工件的集合形状和尺寸，以保证制造过程中的协调，并满足某些工件的互换要求。飞机的协调路线是将机体上某一配合或对接部位中的一组或一个协调尺寸和形状传递到有关工艺装备上去的传递环节、传递关系和传递流程图。

4、是进行飞机准确度计算和容差分配的基础。飞机协调路线的确定受结合部位的类型、结合方式以及配合公差等因素的影响，有一定的规律可循，可把一些典型的做成实例，重复利用，以降低劳动强度，提高设计效率。1基于实例的飞机协调路线规划方法基于实例的协调路线设计旨在于充分利用以前的设计知识和设计经验，快速有效地设计出新的产品的协调路线。基于实例的协调路线规划流程如图1。问题实例是输入实例各属性值，根据问题实例通过实例检索机制得到一组相似的实例。如果这实例还不能满足设计要求，就对检索到的实例进行修改、优化，再对其进行准确度和容差计算，得到最优的协调路线。如改过之后与原实例有较大变化，可作为一个新的实例存入实例库中

5、，以供后用。本文主要研究协调路线的实例的表示以及如何进行实例的相似性检索。图1 基于实例的协调路线规划流程图2 协调路线实例的表示对产品或部件进行协调路线设计时需要借鉴以往和经验和成功的例子。把以往的经验和成功的例子进行结构化存储，形成协调路线实例。定义1 协调路线实例 协调路线实例是在满足特定设计要求条件下所获得的设计结果，它包括两部分，一部分是协调路线的基本属性，另一部分是具体的协调路线。其基本属性有协调类型、协调方法、工艺装备个数、配合间刚度和配合公差，其主要是相似检索时用，具体的协调路线则另外用文件的形式保存。其模型入图2。 图2 协调路线实例模型协调路线实例是具有特定数据结构的数据集

6、，为了在实例检索中使库中实例与设计问题具有可比性，将设计问题与协调路线实例的基本属性相对应的结构进行组织，形成问题实例。定义2 问题实例 问题实例是一组约束的集合，它反映了结合部位的设计要求，用数学公式可表示为：其中，表示问题实例；l表示问题实例包含的属性个数；是的属性，它可以表示为一个三元向量组，其中表示属性名（本文中属性名有协调类型、协调方法、工艺装备个数、配合间刚度和配合间隙），表示属性的权值（权值表示该属性的重要程度，权值越大，该属性越重要，且）,表示属性值。从上述定义可以看出：协调路线实例是设计结果的结构化组织，问题实例是设计要求的结构化组织；协调路线实例的基本属性包含n个属性，问题

7、实例包含l个属性，ln ；问题实例的每一个属性都有一个权值。3 协调路线实例的相似检索实例的检索通过比较问题实例与各协调路线实例的相似程度，相似程度由相似度来衡量。相似度越大表示越相似。定义3 相似度 相似度是指两实例的相似程度。设对象x、y的相似度用sim(x,y)来表示，sim(x,y)0,1,且满足条件：对称性：sim(x,y)=sim(y,x);自反性：sim(x,x)=1;非负性：sim(x,y)0。两个对象相似度的计算可分为以下几种：当x,y为确定的数字时，其相似度的计算公式为：，x,y, ,为x,y取值的下限和上限。当x,y为模糊值时，可以进行模糊值进行定量描述来求解相似度，其相

8、似度求解公式为sim(x,y)=1-|f(x)-f(y)|,式中的函数f为模糊值的定量转换函数。当求解函数确定数值x与一取值范围a,b的相似度时，其相似度求解公式为：。当x,y都为区间时，其相似度计算公式为：。两个实例的相似度等于实例所包含的各个对象的相似度乘以其权值的平方之和再开方，其公式为：，为问题实例与协调路线实例的相似度，为对象的相似度，为的权值。协调路线实例的检索算法描述如下： 步骤1 输入问题实例，并且定中各属性（在计算相似度的公式中把这属性看成是一个个对象）的权值。步骤2 从问题实例中选出几个必须满足的约束条件，即问题实例中权值较大的几个属性（一般为权值大于0.25的）。找出满足

9、这几个约束条件的所有协调路线实例。假设找到M个。步骤3 将分别与找出的M个实例进行相似度计算。以求解与M个实例中某个实例的相似度。先计算属性的相似度，再根据属性相似度来计算实例的相似度。依据相似度求解公式，计算的属性与中的对应属性的相似度,i=1，2，,l。重复上述操作，依次求出l个属性的相似度。采用加权球平均法求与的相似度：。步骤4 重复步骤3，分别求出问题实例与M个协调路线实例的相似度。步骤5 提取最佳的匹配实例。 比较各协调路线实例相似度的大小，找出相似度最大的实例，若，则协调路线实例就是问题实例的最佳匹配实例。根据这得到的协调路线名称到实例库中取出具体的协调路线文件。4 具体例子分析下

10、面以某机型的机翼和副翼的吻合为例，进一步详细描述实例检索过程。 输入问题实例，并设定各属性的权值，如表5所示。权值根据经验确定，属性值根据结合部位的要求来定。表1 问题实例的属性表属性 权值 属性值协调类型 0.3 外形协调协调方法 0.3 标准样件工装数量 0.2 5配合件刚性 0.1 高 配合公差 0.1 -0.7,+0.7(mm)表2 协调路线实例属性表序号 实例名 实例ID 协调类型 协调方法 工装数量 配合件刚性 配合公差 mm 1 协调路线1 123 交点协调 模线样板 4 中等 0，1.02 协调路线2 23 交点协调 标准样件 5 高 -1.0,+0.13 协调路线3 45 外

11、形协调 标准样件 4 较高 -1.2,+1.24 协调路线4 456 外形协调 标准样件 3 较低 -0.6,+0.65 协调路线5 78 外形协调 模线样板 5 中等 -0.2,+0.26 协调路线6 79 交点外形综合 标准样件 6 高 -0.8,+0.57 协调路线7 100 外形协调 标准样件 5 较高 -0.6,+0.6 从协调路线实例库中的“协调路线实例属性表”中选出满足必要条件:协调类型为外形协调和协调方法为标准样件的所有实例。满足这条件的有协调路线3、协调路线4和协调路线7。先对实例协调路线3与问题实例进行相似度计算：计算各属性值的相似度：前两项属性完全相同,所以 =1；工装数

12、量的取值上下限为10和0，所以其相似度=0.9；配合件刚性为模糊相似类型，函数f(x)的映射关系见表3，配合件刚性相似度=1-|1-0.75|=0.75；配合公差的相似度=0.74；与的相似度为：=0.473。表3 配合件刚度函数映射关系x 低 较低 中等 较高 高f(x) 0 0.25 0.5 0.75 1 重复前一步，分别算出问题实例与协调路线4（实例）和协调路线7（实例）的相似度。=0.456，=0.477。 比较的大小。，所以协调路线7为最佳的匹配实例。再根据协调路线7的ID号到协调路线实例表中得到具体的协调路线。5 结论本文采用基于实例的推理技术，提出一种基于实例的协调路线规划方法；构造实例的表示模型；采用基于相似性的检索方法，最终获得符合要求的协调路线。基于实例的协调路线规划方法，能充分利用已有的知识，有助于提高效率，并且能够扩充知识以备后续的利用。参考文献：1 蔡文沁, 彭培林,姜寿.航空产品知识的表示与重用技术研究.计算机集成制造系统,2004,10(1)：55-582 游永彬. 基于知识的计算机辅助飞机制造协调系统技术