基于知识工 程的余热锅炉智能设计系统研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第1期(总第188期)机械工程与自动化NO．12015年O2月MECHANICAIENGINEERING8LAUTOMATIONFeb．文章编号：1672—6413(2015)01—0034—03基于知识工程的余热锅炉智能设计系统研究米夏仁康，仲梁雏，洪亮(上海理5-大学机械X-程学院，上海200093)摘要：为了实现对以往设计经验及知识的继承和重用，缩短产品开发周期，降低设计成本，将知识工程技术应用到余热锅炉的设计流程中。构建了基于知识工程的余热锅炉总体设计的结构框架，研究了基于

2、实例的推理和参数化设计技术，分析了系统的工作流程，以SolidWorks为平台开发了基于知识工程的余热锅炉智能设计系统，并结合实例验证了系统的有效性和可靠性。关键词：余热锅炉；知识工程；实例推理；参数化设计中图分类号：TK229．929：TP273．5文献标识码：A0引言包括实例库、模型库、规则库、设计知识库和数据库。余热锅炉(HeatRecoverySteamGenerator，用户界面HRSG)是一种复杂的热工机械，广泛应用于冶金、石化、机械、玻璃、造纸等行业中]。节能余热锅炉设计方案参数化知识用户是一项复杂繁琐

3、、可靠性和经济性要求很高的大型工设计设计管理管理模块模块模块模块程，目前普遍存在着对有经验的设计师依赖性大、设计周期长、知识重用性差等问题，能否快速开发出客户所需的新产品，关系到企业的生存和发展。本文将知识工程(Knowledge—BasedEngineering，KBE)的先进技i国国圄圄国术理念应用于余热锅炉的设计中，实现了对以往设计经验及知识的继承和重用[2]，综合利用基于实例的推图1余热锅炉智能设计系统框架1．2系统知识库的构建理、参数化设计等技术，结合知识库中存储的相关知余热锅炉智能设计系统知识库主要包括实

4、例识，开发出基于知识工程的余热锅炉智能设计系统。1基于KBE的余热锅炉智能设计系统库、规则库、设计知识库、模型库和数据库。构建知识库时，将这些知识进行收集、整理、归纳成可用于解决1．1余热锅炉智能设计系统框架设计问题的策略，以一定的形式放置在特定的文件或以三维设计软件SolidWorks2012为开发平台，数据库中，供用户检索和利用。本文主要研究余热锅通过AD()数据访问接口访问数据库sQLServer炉的机械本体部分，包括锅筒、省煤器、过热器、蒸发2008，采用VB．Net为开发工具，开发了余热锅炉智能器，其中省煤

5、器、过热器、蒸发器统称为受热面。余热设计系统。锅炉知识库结构如图2所示。图1为余热锅炉智能设计系统框架。该系统分为1．3系统开发的关键技术3层，分别为用户界面层、功能层和基础资源层。位于1．3．1基于实例的推理技术顶层的用户界面层搭建有良好的人机交互界面，可使基于实例的推理(CaseBaseReasoning，CBR)技用户能实时地与系统进行交流，从而引导用户完成整术是从以往的成功设计中检索出与当前问题最为接近个产品的设计过程；功能层主要包括方案设计模块、参的实例作为问题的初始解，经过对初始解实例的部分数化设计模块、

6、知识管理模块和用户管理模块，将知识修改，使之满足设计问题的要求【4]。在余热锅炉的设与方案设计模块和参数化设计模块进行融合，使各模计过程中，为了实现对新问题的求解，用户可通过输入块集成，实现以知识驱动产品设计的目的；基础资源层*上海市(教委)重点学科建设项目(J5O5O3)收稿日期：2014一O4—22；修订日期：2014—11—20作者简介：夏仁康(1991一)，男，江苏盐城人，在读硕士研究生，主要研究方向为CAD／CAM／产品快速设计研究。学兔兔www.xuetutu.com2015年第1期夏仁康，等：基于知识工

7、程的余热锅炉智能设计系统研究·35·相关特征知识与实例库中已有的旧实例进行匹配，如2基于KBE的余热锅炉设计流程结构形式、余热烟气量、余热烟气温度、额定蒸发量、额图3为基于KBE的余热锅炉设计流程，主要分为定蒸汽压力、燃料类型等。本系统采用灰关联分析方总体方案设计和锅炉本体结构设计。首先获取用户需法计算新旧实例之间的相似度]，具体步骤如下：求，然后进行余热锅炉的总体方案设计，方案设计流程(1)确定数据列。将旧实例的特征值作为参考数分为4个子过程，分别为方案创造、方案分析、方案评列X一{X()’一1，2，⋯，k}，新实

8、例的特征值作为价、方案调整[7]。其中方案创造是参考现有的成熟产比较数歹UX。一{X。()，一1，2，⋯，k}。品，构造出能够满足设计需求的初始设计方案；方案分析是通过热力计算、烟风阻力计算、水循环计算、汽水冈幽囡阻力计算、强度计算等系列过程，揭示当前方案的安全锅简设计实例卜+．1例}__—-}—__1则卜行业标准性、经济性、可靠性；方案评价是