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塑性成型加工在工业生产中得到了广泛的应用,据统计,在汽车生产中70%以上的零部件都是利用金属塑性加工而成。模具是塑性成型加工方法的主要工艺装备,模具的设计与制造直接影响产品的质量以及生产效率。模具设计是一个知识驱动的创造性过程,它包含了对工程知识的继承和创新。
随着世界制造业竞争的加剧,创新产品的开发已成为竞争的关键,而创新产品的竞争优势在于其所拥有的知识含量。随着智能技术的发展与完善,如何将人类知识作为改造传统产业的原动力已成为重要的研究课题。在早期智能系统中,一般以设计型专家系统形式出现,但存在许多缺陷:缺乏对众多基于知识的工程及领域知识的集成;缺乏对多种任务和功能的集成,因而设计对象的规模和复杂性都受到限制。基于知识的工程(Knowledge-Based Engineering,KBE)正是面向现代设计要求而产生、发展的新型智能设计方法和设计决策自动化的工具,已成为促进工程设计智能化的重要途径。英国Warwick制造组的Chapman博士指出:到2010年,KBE对于企业的重要性,就如同CAD/CAE/CAM在20世纪90年代给工业界带来的变革同样重要;美国福特汽车公司也将KBE作为21世纪发展战略中信息领域的关键技术之一。
近年来,美国、日本和欧洲各国政府在KBE技术的开发与应用方面给予了有力的支持,许多跨国公司和著名大学纷纷开展研究,以提高产品开发的创新能力。如美国的波音、通用电气等公司,欧洲的英宇航公司、美洲虎汽车公司、萨伯公司、莲花公司等,日本的三菱、日立、宏达等公司,应用领域涉及航空、汽车、消费品、工业设备。KBE对工业界的影响是显著的,如美洲虎汽车公司采用KBE技术设计某车型发动机盖,设计时间由2个月减为2小时。上海交通大学模具CAD国家工程研究中心先后为瑞士Feintool公司开发了精密冲裁模具设计KBE系统,使设计效率提高了6倍;为青岛海尔模具公司开发了注塑模设计模架选择KBE系统,使设计效率提高了10倍。还为日本山中合金株式会社开发了冷锻模具设计KBE系统。
由于KBE技术的开放性,迄今为止,尚无一种公认、完备的定义。KBE的基本内涵是面向工程,以提高市场竞争力为目标,通过工程产品知识的继承、繁衍、集成和管理,建立工程产品的分布式开放设计环境,并获得创新能力的工程设计方法。由此可见,KBE的特点在于:
KBE不仅是一个知识的处理过程,包含知识放继承、繁衍、集成和管理,而且产品创新设计的重要使能技术。
KBE不仅能够表示多种形式的知识,而且能够处理多应用领域的知识,因而是集成化的大规模知识处理环境。
KBE是面向工程产品全生命周期的系统集成,是一种开放的体系结构,对不同领域具有不同的解决方案。
KBE系统涉及多领域、多学科知识范畴,是模拟和协助人类专家群体的决策活动,往往具有分布和分层式结构、并行处理的特点。
KBE技术在塑性成型领域的开发与实施具有重要意义:
(1)KBE技术的研究与实施,将有助于提高传统塑性成型技术的创新能力和竞争力,通过有效地组织和管理公共知识库体系,使之成为推动塑性成型技术发展的强大动力。
(2)基于以信息化带动塑性成型技术发展的战略,实施KBE技术,将建立相关企业、研究机构有效整理、继承、运用和形成知识资产的方祛,为知识积累和原创新能力的提高提供了有效的技术保证。
(3)KBE技术使计算机辅助技术充分集成了知识,充分模拟专家解决问题的思路,使复杂工程问题的求解方法更有效 |
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