一种基于多维集成知识驱动的开口协同设计方法与流程

本发明属于船体结构设计知识应用
技术领域：
，特别涉及一种基于多维集成知识驱动的开口协同设计方法。
背景技术：
：船舶设计过程中有成千上万的贯穿开口管理需求。目前开口从设计到最终完成开口的流程如下：系统设计师根据系统功能设计要求建立开口需求；结构设计师结合结构开口原则要求校核开口需求的合理性并在设计模型中执行开口操作和结构加强方案；待图纸发厂后，建造厂的工艺师需要确认实际开口和加强方案是否满足工艺要求，方可最终完成开口。简单的一个开口需要满足多方面的需求，任何一方的要求不能满足都需要重新协调修改，因开口修改造成的返工量也非常巨大，严重影响产品质量和研制周期。如果要求系统设计师在开口需求提出的同时能兼顾考虑结构设计要求和开口工艺要求，这对系统设计师提出了过高的要求，实际操作性较差。技术实现要素：有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于多维集成知识驱动的开口协同设计方法，该方法设计效率较高、实际操作性较强。为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种基于多维集成知识驱动的开口协同设计方法，具体过程为：步骤一：建立船体构件类型的分类知识库；步骤二：建立开口知识库，开口知识主要包括开口类型、开口原则约束和开口工艺约束；步骤三：建立结构构件类型与开口知识的关联关系；步骤四：基于所述关联关系建立多维集成知识驱动的开口设计工具，所述开口设计工具根据输入的开口信息进行约束检查，给出相应检查结果指导开口设计。进一步地，本发明所述步骤四中开口设计工具集成开口需求信息，包括可供选择的开口基本类型，及根据所选类型对应显示的开口形状和开口参数列表，还包括待输入和/或选择的开口中心位置、开口方向及开口所依附构件。进一步地，本发明所述步骤四根据开口需求信息依次检索相应的、存在关联关系的开口知识，并将不满足的开口知识进行显示。有益效果本发明提出的一种基于多维集成知识驱动的开口协同设计方法，能够实现在开口需求提出之初就进行校核检查，减少设计返工量，有利于提高产品设计效率；同时，该方法对于不满足要求的开口可以给出具体的提示信息，让系统设计师在设计过程中逐渐学习和掌握开口强度知识和工艺知识，内化为自己的知识，有利于提高设计质量，也可以培养多元化设计师。附图说明图1为实例一开口协同设计方法流程图；图2为实例二开口协同设计方法流程图；图3为开口基本类型知识模板。图4为规则匹配流程图；具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步的介绍。实例一：本发明一种基于多维集成知识驱动的开口协同设计方法，该方法能够实现在开口需求提出之初就结合多维知识完成开口的自查。如图1所示，具体过程为：步骤一：建立船体构件类型的分类知识库；步骤二：建立开口知识库，开口知识主要包括开口类型、开口原则约束和开口工艺约束；步骤三：建立结构构件类型与开口知识的关联关系；步骤四：基于所述关联关系建立多维集成知识驱动的开口设计工具，所述开口设计工具根据输入的开口信息进行约束检查，给出相应检查结果指导开口设计。由于本发明开口知识库集成开口原则要求(约束)和开口工艺要求(约束)，其可以在开口设计之初判断出所需设计的开口是否满足开口原则要求和开口工艺要求，因此可以提高产品的设计效率。实施例二：本发明一种基于多维集成知识驱动的开口协同设计方法，主要分为两大阶段。即：开口基础知识库建立阶段与开口知识应用阶段。开口基础知识库主要包括结构开口原则要求和开口工艺知识，对应下述第1～4步骤；知识应用主要是运用这些知识对设计人员提出的开口需求进行检查，对应第5～7步骤。本发明中的方法所需的输入是来自结构设计师和建造工艺师的开口知识，输出为开口是否满足要求的提示信息。如图2所示，具体步骤如下：(1)船体构件类型分类知识库创建，主要包括构件类型、构件编号等；构件类型如主横舱壁、主纵舱壁、轻围壁、外板等。本实例中船体构件类型分类知识包含结构构件类型编码表和结构构件类型编码与结构构件类型对应表，如表1所示；结构构件类型编码可表示为：k＝{(s1,t1),…,(si,ti),…,(sn,tn)}i∈(1,n)其中，ti表示构件通用名称，si表示构件类型编码。表1结构构件类型编码表构建类型编码通用名称0轻围壁1主横舱壁2主纵舱壁3甲板另外在船体构件建模过程中，动态记录每一个构件对应的构件类型，通过创建时选择构件类型来进行属性关联，产生一个结构构件类型编码与结构构件类型对应表，如表2所示。表2结构构件类型编码与结构构件类型对应表(2)开口知识搜集主要包括三方面的知识，具体为：常用基本开口类型知识、开口原则约束及开口工艺约束；其中，开口原则约束主要是结构对开口的一些要求；开口工艺约束主要是开口建造可行性的一些要求。1)基本开口类型知识开口基本类型知识模板(ktpt，knowledgetemplateofpenetrationtype)是包含开口类型代号、开口形状、描述、关键参数列表等知识的开口模板文件，可表示为：ktpt＝{c,s,d,p}其中，c为开口类型代号，s为开口外形图例，d为开口形状的描述，p为本开口类型对应的参数列表，且p＝{p1,…,pi,…,pn}。开口基本类型知识模板如图3所示。如门开口，知识表达为{01,path1.01,门开口,{l,b,r}}，其中path1为图例文件的存放路径，门开口类型对应的唯一文件编号为01。2)开口原则约束知识通过协同设计工作平台收集开口相关的知识，结合开口的一些标准规范及设计经验提出特定区域或者构件上开口约束条件。如“t型材腹板上只允许开圆形或长圆形孔”；“t型材面板上不允许开孔”；“球扁钢上不允许开孔”；“除了轻围壁上门的开口，其余开口角隅都应倒圆，倒圆半径不小于开口宽度的0.1倍”等等。3)开口工艺要求知识通过协同设计工作平台收集建造工艺师对开口的要求，建造工艺师结合工艺规范和工艺条件提出哪些区域哪种类型的开口工艺上是做不到或者很难做到的。(3)开口知识表示将搜集到的开口知识，转换为结构化表达式。比如开口圆角约束知识“除了轻围壁上门的开口，其余开口角隅都应倒圆，倒圆半径不小于开口宽度的0.1倍”，该条知识可表达为：{ifpart_type<>"0"orpene_type<>"01",r≥0.1*min(p)}，在该表达式里part_type为构件代码，来自第1步创建的结构构件类型编码知识库；pene_type为开口类型代码，p为开口参数中除倒圆半径外的参数列表，r为倒圆半径，来自于第2步开口基本类型知识库中对应的参数。(4)构件类型与开口知识的关联创建将第3步表达的每一条结构化开口知识与第1步对应的开口构件类型及第2步开口基本类型进行关联。例如，“对于船体外板、主横、主纵等船体结构上门的开口，一般应设置门槛，门槛高度应不小于100mm”，应该将这条约束与主船体外板、主横舱壁、主纵舱壁建立起关联关系。例如将第3步转换完成的开口知识{ifpart_type<>"0"orpene_type<>"01",r≥0.1*min(p)}(对应的知识描述为“除了轻围壁上门的开口，其余开口角隅都应倒圆，倒圆半径不小于开口宽度的0.1倍”)与第1步的构件类型中除“轻围壁”以外的所有构件类型关联，与开口类型中除“门开口”以外的所有开口类型关联。(5)多维集成知识驱动的开口设计工具构建构建多维集成知识驱动的开口设计工具，该工具集成开口设计所需的开口基本类型(常用开口类型知识库)、开口形状(根据选择的开口类型显示)、para_list(根据选择的开口类型显示开口参数列表)、point(x、y、z)开口中心位置、direction(xy、yz、zx、user_d)开口方向(法向)、开口所依附结构构件选择等开口需求信息，用户在该集成工具中仅通过选择和输入参数即可进行基于知识模板的参数化设计。由于该工具中不仅集成了开口外形、尺寸、定位等功能需求，还包括开口依附的结构构件，因此需要在协同设计环境中运行，需要调出船体结构背景。如用户选择的开口类型为门开口，在para_list中填入的参数为(l＝1800，b＝800，r＝50)，选择开口所在的结构构件编码为zh_0005，开口编码为030502-262。(6)规则匹配和约束检查基于第5步完成的开口初步设计，系统按照图4的流程进行规则匹配，首先通过第1步中的结构构件类型编码与结构构件类型对应表确定编码zh_0005的构件对应的类型为主横舱壁，系统通过检索该开口所在的构件类型关联了规则{ifpart_type<>"0"orpene_type<>"01",r≥0.1*min(p)}(对应的知识描述为“除了轻围壁上门的开口，其余开口角隅都应倒圆，倒圆半径不小于开口宽度的0.1倍”)，r＝50<0.1*min(1000,800)，因此规则不满足。(7)结果提交系统遍历所有规则后，会将所有不满足的规则展示给开口需求提交显示，以便于及时修改，或由设计人员自行决定是否强制提交到下一步，如果强制提交则将提示消息自动附加在附注栏(因为有的条件可能是尽量满足，不满足会有一些特殊处理措施)。综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12