唐文凱

摘 要：電牽引采煤機的設計較為復雜，并且就現(xiàn)狀來看，在設計時，大部分還是以設計者的經驗為依據(jù)，在實際應用上還存在一定不足。在電牽引采煤機的概念設計中，需要根據(jù)屬性權重給出各屬性相似度和整體相似度的計算方法，選擇最為貼近的實例，在此基礎上進行修改，最終獲得最合適的設計方案。研究分析了電牽引采煤機的概念設計。

關鍵詞：電牽引采煤機；概念設計；設計流程；設計方案

中圖分類號：TD421.6 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.107

概念設計即設計工作的初級階段，設計的合理性在很大程度上決定了產品的最終性能，但同時受到外界各因素的影響也比較大，因此在電牽引采煤機概念設計中，必須做好對整個過程的管理。使用基于實例推理技術和規(guī)則推理技術集成的推理模式來模擬專家設計思路，并完成各項程序的編譯，實現(xiàn)電牽引采煤機總體技術參數(shù)的設計。

1 電牽引采煤機概念設計分析

概念設計，即由粗到精、由抽象到具體的過程。整個過程中存在很多不確定因素，并且受到多方面因素的限制，并不能很好地把握各類信息的模糊性與不完整性。概念設計時，需要控制好4個因素，即用戶需求分析、原理分析、控制約束和設計目標分析。工作人員需要在完成用戶需求分析的基礎上，結合原理分析和控制約束分析確定基本功能和輔助功能，確定電牽引采煤機的核心功能，最終完成設計目標分析，實現(xiàn)產品的設計。

2 基于實例推理采煤機概念設計分析

2.1 設計流程

電牽引采煤機概念設計以原始設計參數(shù)為依據(jù)，并從實例庫中檢索與修改，確定與實際需求最相符的設計方案。首先要收集不同廠家、不同型號電牽引采煤機的主要技術參數(shù)，按照一定數(shù)據(jù)結構組織成實例庫；然后用戶輸入設計要求，按照檢索策略進行屬性相似度計算和整體相似度計算，采取實例檢索的方式獲得相似度最高的實例；最后結合設計要求調整和修改相應參數(shù)，從而獲得最佳的方案，并將最終設計結果存入實例庫內。

2.2 開發(fā)工具

常用的開發(fā)工具有UG軟件，其具有比較強大的二次開發(fā)功能，因此可以完成電牽引采煤機的概念設計。利用UG/Open（API、MenuScript）工具可以完成菜單與交互式界面的設計，然后融入到UG中，將其與采煤機建模、采煤機參數(shù)化設計配套使用，達到人機交互的目的，提高操作的便捷性。VC++軟件是一個集成開發(fā)環(huán)境，提供了多種多樣數(shù)據(jù)庫訪問技術，例如MFC ODBC、ODBC API和ADO等。其中，SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)具有安全、可靠的存儲功能，所有實例均可存儲在其中，這樣在設計時，可在VC++6.0中應用MFC編譯界面，通過ADO技術與SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫進行連接，選擇合適的實例來完成推理。

2.3 實例推理

基于實例推理電牽引采煤機概念設計，需要確定2個主要目標，即檢索出實例，最大程度地減少檢索實例數(shù)目，檢索出的實例要最大程度地與目標匹配。在電牽引采煤機的概念設計中，輸入的參數(shù)主要包括采高H、煤質硬度Y、截深B、牽引力P、煤層傾角J和牽引速度V等，實例推理的步驟為：

第一步，根據(jù)用戶設計要求A，基于實例推理模型獲取實例Bi特征和實例總數(shù)n。A=（Ho，Bo，Yo，Jo，Po，Vo），B=（Hi，Bi，Yi，Ji，Pi，Vi）。

第二步，按照一定順序對用戶要求A和實例Bi特征參數(shù)進行對比，要求Hi，Bi，Yi，Ji，Pi，Vi均要大于Ho，Bo，Yo，Jo，Po，Vo，如果其中有任何一項不符合要求，則應重復進行第一步，提取實例Bi+1，直到i+1=n為止。

第三步，在滿足第二步條件的基礎上，根據(jù)屬性特征權重計算得出實例Bi與用戶要求A的屬性相似度，公式為Sim（Ai，Bi）=1-min（AiBi）/max（AiBi）

第四步，以實例B屬性相似度來計算實例整體相似度，計算公式為：

. （1）

第五步，比較實例相似度，選擇相似度最大的實例。如果此實例相似度在0.95以下，即可以通過規(guī)則推理來獲得最終合適的方案。

3 應用實例概念設計分析

用戶輸入原始參數(shù)為：采高4.3 m、煤質硬度4、截深0.8 m、牽引力35 kN、煤層傾角35°、牽引速度35 m/min，點擊實例推理，檢索相似度在98%以上的方案，獲得相應的設計數(shù)據(jù)。采煤機概念設計界面如圖1所示。

圖1 采煤機概念設計界面

對于檢索得到的實例，如果其中個別參數(shù)需要調整，設計人員可以結合以往實際經驗適當修改推理結果。此實例中以實際經驗為依據(jù)，將采煤機滾筒直徑由2.5調整到2.7，這樣就可以在調整后的滾筒直徑中輸入2.7，而不調整其他參數(shù)。調整完所有參數(shù)后，點擊“存入實例庫”，保存調整后的各項參數(shù)，最終將新的實例存入到數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫實例的更新，不斷提高實例推理的效率。

4 結束語

電牽引采煤機概念設計需要掌握整個設計流程，做好每個細節(jié)的管理，尤其是基于實例推理進行設計，需要做好實例檢索，并根據(jù)用戶設計要求調整、修改各項參數(shù)，獲得相似度最高的實例方案，爭取不斷提高設計效果。

參考文獻

[1]王劍.電牽引采煤機概念設計方法研究[J].煤礦機械，2015（04）：118-120.

[2]姚晶，楊兆建，丁華.基于實例推理的電牽引采煤機概念設計系統(tǒng)研究[J].煤礦機械，2011（03）：15-17.

〔編輯：王霞〕