模块应用实验报告.docx

1、模块应用实验报告UG/KF模块应用实验报告 专 业： 学 号： 姓 名： 2014年01月12日一、实验任务在制造企业中通常要用到大量的标准件，因此建立标准件库是提高产品设计效率的重要途径。本实验运用UG/KF并结合UGOpen Menuscript和UGOpen UIStyler开发1-2个标准件库。二、实验原理2.1知识熔接技术知识熔接技术(Knowledge Fusion，简称KF)是一种响应知识工程(Knowledge Based Engineering,简称 KBE)技术并允许 UG利用工程知识库 驱动工程规则完成强有力的应用的高级技术，深层次地嵌入UG系统中。UG/Knowledg

2、e Fusion是在Intent之上建立的基于知识的工程语言，Intent是Heide公司开发的业界认可的KBE语言。使用KF语言建立的对象模型与使用UG建模系统建立的相同，这样就能把工程规则与UG系统的对象模型互相融合在一起，构成需要的三维几何实体，从而实现了用一种简单的方法描述三维设计的思想，增强CAX系统的按工程规则驱动的设计能力。KF语言是一种面向对象的解释性语言。在产品模型中KF语言以规则的形式来添加工程知识，规则是KF语言的基本单元。KF语言有存取UG系统外的知识资源的能力，如数据库和电子计算表格，有联合其他分析和优化软件系统的能力。工程知识是存储在KF语言的类中，类通过逻辑演算的

3、方式创建实例，从而建立UG系统中的几何对象模型。2.1.1知识表示在工程实际中许多知识和经验不可能用统一 的知识表示方法表示，从而限制了传统的专家系统的应用。而知识系统是从追求效果但不追求知识统一表示的目的出发，拓宽了传统的专家系统的应用范围。知识表示(Knowledge Representation)主要研究该用什么样的方法将解决问题所需的知识存储在计算机中，并便于计算机处理。知识表示的适当与否直接关系到一个知识系统的成败。常用的知识表示方法有：基于实例推理、面向 对象、规则、框架和神经网络表示等.面向对象是一种认知方法学，它的出发点是在分析、设计和实现某个复杂系统时，与认识客观世界的过程尽

4、可能一致。面向对象的方法提供了从一般到特殊的演绎手段(如继承)，又提供了从特殊到一般的归纳形成(如对象类)。对象指客观世界的所有事物，复杂对象由简单对象构成。对象的组合及相互作用就构成了要研究的客观系统。对象类指具有相同外部特性和内部实现的一组对象的抽象，类描述了该类对象的共性。对象类按照类、子类、超类形成一种层次结构，在这种层次结构中，下层对象类可以继承上层对象的属性及方法，并且这种继承具有传递性。实例是类的一个具体对象，因此可以说：对象=类+实例。2.1.2知识利用知识的利用就是从已经有的知识中推导出所需要的结论和知识，但需控制搜索过程，即确定知识库中规则的扫描顺序，决定在每个控制信息下要

5、触发的规则。KF的类是对象的一般描述，而实例是某一对象类的具体化。在KF中知识的使用方法就是用类创建实例，从而建立对象。UG系统中的基本对象 (如长方体、圆柱体等)由基本类定义，复杂类可以通过继承和编辑修改等方式由基本类派生出来。复杂对象或零部件既可以通过基本对象构建，也可以用复杂类创建实例的方式建立。已有的数据、信息、经验必须经过组织、归纳、学习、总结、提炼和抽象才能形成知识，同时还必须建立与CAX/ PDM系统的应用接口及应用方法。知识库用于储存领域专家的经验、知识以及已 知的事实和采用这些知识的规则，库中的知识数 据能够被推理机制采纳，并可以通过相应的软件来添加、修改和维护。推理机制的任

6、务是：1)知识的运用，即从已有的知识中推导出所需要的结论和知识；2)控制搜索过程，即确定知识库中规则的扫描顺序，决定在每个控制信息下要触发的规则。2.1.3知识获取知识的获取方式是多种多样的，其来源有：1)设计标准、手册、规范和专家经验等；2)从现有成熟和成功的国内外产品、科研实践中反求出来的。在知识熔接技术中知识的获取方式有创成方式和几何采用方式。创成方式是使用面向对象的知识熔接语言建立产品模型，也就是说最后生成的对象模型是直接来自于某个data文本文件，与 传统的 KBE系统主要依靠编程语言类似。用创成方式直接建立三维几何实体的过程比较复杂。几何采用方式指采用UG系统中建立好的几何对象，然

7、后用简单或复杂的工程规则来驱动这些几何对象。这些规则和几何对象定义一起，可以被存储在类库中，将来的设计者可以通过创建实例使用这些规则，这种技术叫几何采用和知识再利用。由于KF语言是面向对象的解释性语言，用户可以自由修改被存储的文本文件而对设计做出改进，从而达到修改知识或增加新知识的目的。2.2 UG/KF的研究和应用现状知识工程KBE最早是由美国在1998年提出的，自从KBE的概念提出之后，工业化国家在工业领域内广泛引入了KBE技术，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，将其列为国家未来发展战略的重要核心技术。福特汽车公司的A, L, Clark提出了KBE技术

8、应用的实体模型服务体系；G. E. Kaiser等人提出了KBE环境下的数据库支持系统；R. E. Phillips应用KBE技术，用动态对象模型快速建立工程自动化系统，实现了企业间工程知识的共享。国内对KBE技术的研究刚刚起步，许多院校和科研院所投入到KBE研究中。上海交通大学模具CAD 国家工程研究中心，应用 KBE 技术在冲压工艺方面取得了很大的成就，并与同济大学先进制造技术研究所、日本中田制作所等单位合作 建立了KBE 应用技术研究中心。取得了丰硕的成果；河南安彩集团研究中心应用UG/KF在实现 玻壳模具的自动化设计上，取得一定的进展。吉林大学将UG/KF技术应用于汽车车身的设计过程中

9、，有效地提高了设计效率。我国国家科技部把KBE列入“十五”重大专项之内。三、实验方法3.1 开发环境的设置（1）在自定义目录下创建startup、application、dfa三个文件夹，startup文件夹用来放置菜单以及DLL文件，application文件夹用来放置对话框文件*.dlg，dfa文件夹用来存放知识规则。本实验以轴套为例，自定义目录为E:kbe，并在该文件夹下建立tartup、application、dfa三个子文件夹。（2）注册环境变量，在【我的电脑】上单机鼠标右键选择【属性】，在弹出的对话框里选择【高级】选项卡，在该选项卡里选择【环境变量】，出现环境变量窗口，在此窗口选择

10、【新建】，弹出新建用户变量窗口，在磁窗口中完成环境变量的注册，如图3.1。图3.1 注册环境变量3.2 菜单的建立在startup文件夹下，新建菜单文件（.men），制作过程先建立文本文件，然后另存为后缀为men的菜单文件。在本实验中，菜单文件名为app.men，具体内容如图3.2：图3.2 菜单程序启动UG，如图3.3所示。图3.3 系统主菜单 3.3 UG/Open UIStyler对话框设计启动UG，选择【开始】【所有应用模块】【用户界面式样设计编辑器】菜单选项，进入对话框设计界面，在此，可以完成对话框界面制作，如图3.4、图3.5、图3.6。图3.4 圆孔轴套对话框界面图3.5 对话框

11、的属性图3.6 对话框属性的定义最后，将制作完成的对话框另存为上述建立的application文件夹中，如图3.7所示。注意，语言选择C，圆孔轴套取名为shaft_sleeve.dlg，此时，在application目录下生成3个文件：shalf_sleeve.h、shalf_sleeve_template.c 、shalf_sleeve.dlg。图3.7 另存为（圆孔轴套）3.4 知识规则建立（1）新建一个文件，名称为shalft.prt。（2）选择【开始】【所有应用模块】【知识融合】，进入知识规则开发界面，如图3.8。图3.8 知识规则开发界面（3）在知识融合导航器的root上，单机鼠标右

12、键，选择【添加属性】菜单，在弹出的对话框，依次输入参数，并依次建立dia、hole_dia、Length、tutai_dia、tutai_height属性，如图3.9为建立hole_dia属性。图3.9 建立hole_dia属性（4）如图3.10，在知识融合导航器的root上，单击鼠标右键，选择【添加子规则】菜单。图3.10 建立子规则（5）依次输入参数，建立cyl_tutai、cyl_waiyuan、cyl_hole子规则，如图3.11、图3.12为建立cyl_tutai、cyl_waiyuan子规则。图3.11 建立cyl_tutai子规则图3.12 建立cyl_waiyuan子规则（6）

13、在知识融合导航器的root上，单击鼠标右键，选择【列规则】菜单，选择【文件】中【另存为】，将规则另存为shaft_sleeve.dfa，保存到E:kbedfa中。在重新打开shaft_sleeve.dfa文件，修改程序为：（7）启动UG，新建一个菜单，选择【标准库】中【圆孔轴套】，出现系统界面，输入必要的参数，单击确定，如图3.13。图3.13 系统主界面和轴套三维模型四、实验总结 针对通用 CAD 系统一般没有标准件库的实际情况，对运用 UG/KF 并结合 UGOpen Menuscript 和 UGOpen UIStyler 进行界面设计进而开发标准件库的方法和步骤进行了研究，并给出了应用实例。解决了标准件的系列化设计以及传统建库过程中无法加入经验控制规则、交互性差等问题，为企业进一步提高设计效率和质量提供了途径。