针对电牵引采煤机概念设计的相关研究

唐文凯

摘 要：电牵引采煤机的设计较为复杂，并且就现状来看，在设计时，大部分还是以设计者的经验为依据，在实际应用上还存在一定不足。在电牵引采煤机的概念设计中，需要根据属性权重给出各属性相似度和整体相似度的计算方法，选择最为贴近的实例，在此基础上进行修改，最终获得最合适的设计方案。研究分析了电牵引采煤机的概念设计。

关键词：电牵引采煤机；概念设计；设计流程；设计方案

中图分类号：TD421.6 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.107

概念设计即设计工作的初级阶段，设计的合理性在很大程度上决定了产品的最终性能，但同时受到外界各因素的影响也比较大，因此在电牵引采煤机概念设计中，必须做好对整个过程的管理。使用基于实例推理技术和规则推理技术集成的推理模式来模拟专家设计思路，并完成各项程序的编译，实现电牵引采煤机总体技术参数的设计。

1 电牵引采煤机概念设计分析

概念设计，即由粗到精、由抽象到具体的过程。整个过程中存在很多不确定因素，并且受到多方面因素的限制，并不能很好地把握各类信息的模糊性与不完整性。概念设计时，需要控制好4个因素，即用户需求分析、原理分析、控制约束和设计目标分析。工作人员需要在完成用户需求分析的基础上，结合原理分析和控制约束分析确定基本功能和辅助功能，确定电牵引采煤机的核心功能，最终完成设计目标分析，实现产品的设计。

2 基于实例推理采煤机概念设计分析

2.1 设计流程

电牵引采煤机概念设计以原始设计参数为依据，并从实例库中检索与修改，确定与实际需求最相符的设计方案。首先要收集不同厂家、不同型号电牵引采煤机的主要技术参数，按照一定数据结构组织成实例库；然后用户输入设计要求，按照检索策略进行属性相似度计算和整体相似度计算，采取实例检索的方式获得相似度最高的实例；最后结合设计要求调整和修改相应参数，从而获得最佳的方案，并将最终设计结果存入实例库内。

2.2 开发工具

常用的开发工具有UG软件，其具有比较强大的二次开发功能，因此可以完成电牵引采煤机的概念设计。利用UG/Open（API、MenuScript）工具可以完成菜单与交互式界面的设计，然后融入到UG中，将其与采煤机建模、采煤机参数化设计配套使用，达到人机交互的目的，提高操作的便捷性。VC++软件是一个集成开发环境，提供了多种多样数据库访问技术，例如MFC ODBC、ODBC API和ADO等。其中，SQL Server 2005数据库管理系统具有安全、可靠的存储功能，所有实例均可存储在其中，这样在设计时，可在VC++6.0中应用MFC编译界面，通过ADO技术与SQL Server 2005数据库进行连接，选择合适的实例来完成推理。

2.3 实例推理

基于实例推理电牵引采煤机概念设计，需要确定2个主要目标，即检索出实例，最大程度地减少检索实例数目，检索出的实例要最大程度地与目标匹配。在电牵引采煤机的概念设计中，输入的参数主要包括采高H、煤质硬度Y、截深B、牵引力P、煤层倾角J和牵引速度V等，实例推理的步骤为：

第一步，根据用户设计要求A，基于实例推理模型获取实例Bi特征和实例总数n。A=（Ho，Bo，Yo，Jo，Po，Vo），B=（Hi，Bi，Yi，Ji，Pi，Vi）。

第二步，按照一定顺序对用户要求A和实例Bi特征参数进行对比，要求Hi，Bi，Yi，Ji，Pi，Vi均要大于Ho，Bo，Yo，Jo，Po，Vo，如果其中有任何一项不符合要求，则应重复进行第一步，提取实例Bi+1，直到i+1=n为止。

第三步，在满足第二步条件的基础上，根据属性特征权重计算得出实例Bi与用户要求A的属性相似度，公式为Sim（Ai，Bi）=1-min（AiBi）/max（AiBi）

第四步，以实例B属性相似度来计算实例整体相似度，计算公式为：

. （1）

第五步，比较实例相似度，选择相似度最大的实例。如果此实例相似度在0.95以下，即可以通过规则推理来获得最终合适的方案。

3 应用实例概念设计分析

用户输入原始参数为：采高4.3 m、煤质硬度4、截深0.8 m、牵引力35 kN、煤层倾角35°、牵引速度35 m/min，点击实例推理，检索相似度在98%以上的方案，获得相应的设计数据。采煤机概念设计界面如图1所示。

图1 采煤机概念设计界面

对于检索得到的实例，如果其中个别参数需要调整，设计人员可以结合以往实际经验适当修改推理结果。此实例中以实际经验为依据，将采煤机滚筒直径由2.5调整到2.7，这样就可以在调整后的滚筒直径中输入2.7，而不调整其他参数。调整完所有参数后，点击“存入实例库”，保存调整后的各项参数，最终将新的实例存入到数据库中，实现对数据库实例的更新，不断提高实例推理的效率。

4 结束语

电牵引采煤机概念设计需要掌握整个设计流程，做好每个细节的管理，尤其是基于实例推理进行设计，需要做好实例检索，并根据用户设计要求调整、修改各项参数，获得相似度最高的实例方案，争取不断提高设计效果。

参考文献

[1]王剑.电牵引采煤机概念设计方法研究[J].煤矿机械，2015（04）：118-120.

[2]姚晶，杨兆建，丁华.基于实例推理的电牵引采煤机概念设计系统研究[J].煤矿机械，2011（03）：15-17.

〔编辑：王霞〕