針對電牽引采煤機概念設計的相關研究

唐文凱

摘 要：電牽引采煤機的設計較為復雜，并且就現狀來看，在設計時，大部分還是以設計者的經驗為依據，在實際應用上還存在一定不足。在電牽引采煤機的概念設計中，需要根據屬性權重給出各屬性相似度和整體相似度的計算方法，選擇最為貼近的實例，在此基礎上進行修改，最終獲得最合適的設計方案。研究分析了電牽引采煤機的概念設計。

關鍵詞：電牽引采煤機；概念設計；設計流程；設計方案

中圖分類號：TD421.6 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.107

概念設計即設計工作的初級階段，設計的合理性在很大程度上決定了產品的最終性能，但同時受到外界各因素的影響也比較大，因此在電牽引采煤機概念設計中，必須做好對整個過程的管理。使用基于實例推理技術和規則推理技術集成的推理模式來模擬專家設計思路，并完成各項程序的編譯，實現電牽引采煤機總體技術參數的設計。

1 電牽引采煤機概念設計分析

概念設計，即由粗到精、由抽象到具體的過程。整個過程中存在很多不確定因素，并且受到多方面因素的限制，并不能很好地把握各類信息的模糊性與不完整性。概念設計時，需要控制好4個因素，即用戶需求分析、原理分析、控制約束和設計目標分析。工作人員需要在完成用戶需求分析的基礎上，結合原理分析和控制約束分析確定基本功能和輔助功能，確定電牽引采煤機的核心功能，最終完成設計目標分析，實現產品的設計。

2 基于實例推理采煤機概念設計分析

2.1 設計流程

電牽引采煤機概念設計以原始設計參數為依據，并從實例庫中檢索與修改，確定與實際需求最相符的設計方案。首先要收集不同廠家、不同型號電牽引采煤機的主要技術參數，按照一定數據結構組織成實例庫；然后用戶輸入設計要求，按照檢索策略進行屬性相似度計算和整體相似度計算，采取實例檢索的方式獲得相似度最高的實例；最后結合設計要求調整和修改相應參數，從而獲得最佳的方案，并將最終設計結果存入實例庫內。

2.2 開發工具

常用的開發工具有UG軟件，其具有比較強大的二次開發功能，因此可以完成電牽引采煤機的概念設計。利用UG/Open（API、MenuScript）工具可以完成菜單與交互式界面的設計，然后融入到UG中，將其與采煤機建模、采煤機參數化設計配套使用，達到人機交互的目的，提高操作的便捷性。VC++軟件是一個集成開發環境，提供了多種多樣數據庫訪問技術，例如MFC ODBC、ODBC API和ADO等。其中，SQL Server 2005數據庫管理系統具有安全、可靠的存儲功能，所有實例均可存儲在其中，這樣在設計時，可在VC++6.0中應用MFC編譯界面，通過ADO技術與SQL Server 2005數據庫進行連接，選擇合適的實例來完成推理。

2.3 實例推理

基于實例推理電牽引采煤機概念設計，需要確定2個主要目標，即檢索出實例，最大程度地減少檢索實例數目，檢索出的實例要最大程度地與目標匹配。在電牽引采煤機的概念設計中，輸入的參數主要包括采高H、煤質硬度Y、截深B、牽引力P、煤層傾角J和牽引速度V等，實例推理的步驟為：

第一步，根據用戶設計要求A，基于實例推理模型獲取實例Bi特征和實例總數n。A=（Ho，Bo，Yo，Jo，Po，Vo），B=（Hi，Bi，Yi，Ji，Pi，Vi）。

第二步，按照一定順序對用戶要求A和實例Bi特征參數進行對比，要求Hi，Bi，Yi，Ji，Pi，Vi均要大于Ho，Bo，Yo，Jo，Po，Vo，如果其中有任何一項不符合要求，則應重復進行第一步，提取實例Bi+1，直到i+1=n為止。

第三步，在滿足第二步條件的基礎上，根據屬性特征權重計算得出實例Bi與用戶要求A的屬性相似度，公式為Sim（Ai，Bi）=1-min（AiBi）/max（AiBi）

第四步，以實例B屬性相似度來計算實例整體相似度，計算公式為：

. （1）

第五步，比較實例相似度，選擇相似度最大的實例。如果此實例相似度在0.95以下，即可以通過規則推理來獲得最終合適的方案。

3 應用實例概念設計分析

用戶輸入原始參數為：采高4.3 m、煤質硬度4、截深0.8 m、牽引力35 kN、煤層傾角35°、牽引速度35 m/min，點擊實例推理，檢索相似度在98%以上的方案，獲得相應的設計數據。采煤機概念設計界面如圖1所示。

圖1 采煤機概念設計界面

對于檢索得到的實例，如果其中個別參數需要調整，設計人員可以結合以往實際經驗適當修改推理結果。此實例中以實際經驗為依據，將采煤機滾筒直徑由2.5調整到2.7，這樣就可以在調整后的滾筒直徑中輸入2.7，而不調整其他參數。調整完所有參數后，點擊“存入實例庫”，保存調整后的各項參數，最終將新的實例存入到數據庫中，實現對數據庫實例的更新，不斷提高實例推理的效率。

4 結束語

電牽引采煤機概念設計需要掌握整個設計流程，做好每個細節的管理，尤其是基于實例推理進行設計，需要做好實例檢索，并根據用戶設計要求調整、修改各項參數，獲得相似度最高的實例方案，爭取不斷提高設計效果。

參考文獻

[1]王劍.電牽引采煤機概念設計方法研究[J].煤礦機械，2015（04）：118-120.

[2]姚晶，楊兆建，丁華.基于實例推理的電牽引采煤機概念設計系統研究[J].煤礦機械，2011（03）：15-17.

〔編輯：王霞〕