基于性能试验的薄壁型钢货架关键构件快速选型系统的研究

　　在现代物流系统中，货架是一种重要的仓储设音。随着物流技术的不断发展，物流装音制造业也不断振兴，货架因其空间利用率高、存取性好和成本低等特点得到越来越广泛的应用。目前，大多数货架生产厂商在货架设计、选型和生产等一系列问题上主要依靠经验，对货架使用性能没有足够的把握，这种盲目性导致了货架材料的浪费、成本的增加以及市场响应能力的降低其可靠程度值得商榷。

　　目前内货架生产企业多采用欧洲标准进行力学试验立柱、横梁和桂片等结构基本定型，但是货架在满足使用性能的前提下，如何对其进行材料选型优化却少有深入研究导致设计方案中货架关键构件的选型不尽合理，浪费材料。

　　根据以上现状笔者对货架关键构件的力学试验进行了分析研究，通过对客户需求进行描述，利用开发的基于力学试验的货架关键构件的快速选型系统，结合一系列的试验，得到货架关键构件的系列曲线图，并通过相关的算法，使设计人员根据客户的不同需求，按材料*省或可靠性*强等方式进行选型，使客户需求与材料优化选型得到了芫美的统一。

　　1系统功能架构基于力学试验的货架关键构件选型系统如所示，该系统主要解决的是在货架选型中，对以往做过的货架关键构件的力学试验生成的数据利用率较低，选型主要依靠经验导致设计方案中货架关键构件的客户涛求倍息读检索特征修正选型不尽合理造成材料浪费的问题，因此，该系统集成了试验文档管理模块、试验信息管理模块、试验数据分析模块、关键构件选型模块和试验数据库维护模块等功能模块。利用这些功能模块，设计者可以更方便有效地利用已得到的力学试验数据，并结合一些关键参数来芫成关键构件的快速选型，达到了缩短设计周期和降低设计成本的目的。

　　界面层人机交a界面试验数椐库惟护块验钺文数构档据行分选理析模梭校块图i基于力学试验的货架关键构件选型系统数据库为支撑构建了试验信息数据库、构件选型知识库、标准构件二维模型库和案例检索策略库等支撑系统运行的数据层。同时该系统采用人性化的设计界面和导航式的设计流程方便用户使用和操作。

　　2系统关键技术2.1基于力学试验的货架关键构件快速选型系统模型本文根据相似度计算模型和货架选型的特点，又对客户需求进行了归纳和分析，提出了基于力学试验的货架关键构件选型模型加所示。

　　本系统在货架关键构件选型流程的基础上结合相似度计算模型对其进行了重新设计，设计流程如下：首先依据客户的需求信息形成目标问题描述；然后在案例库中进行案例检索，匹配出*相近的试验数据，通过可视化模块可以对比相近的试验数据，从而选择符合客户需求的货架构件；*终获得货架关键构件的选型方案。

　　检索特怔提取实k检索（货架构件设计方基于力学试验的货架关键构件选型模型2.2构件试验案例的属性案例检索就是根据给定的问题描述利用案例索引从案例库中寻找*适合当前问题的相似案例。由于案例库中案例数量非常多，因此构造一个合理的案例检索特征属性就显得尤为重要。在本系统中的案例属性被分为枚举型和数值型两种，构件选型案例属性划分如表1所示。对于枚举型的属性值，在检索时需要芫全匹配；对于数值型的属性值，在检索中允许有一定的波动，即允许其具有一定的相似度。

　　表1中，±20%是指根据构件试验的数量允许特征属性有±20%的波动；缺省值是指一个属性、参数在被修改前的初始值。计算机软件系统要求用户输入某些值而用户未给定时，系统自动赋予的事先设定的数值。

　　表1构件选型案例属性划分属性名称属性类型匹配度权重构件名称枚举型必须芫全匹配无构件型号枚举型必须芫全匹配无构件材料枚举型必须芫全匹配无*大压缩力数值型缺省值0.30压缩屈服力数值型缺省值0.30规定非比例压缩力数值型缺省值0.20抗压强度数值型缺省值0.20立柱绝号立柱大压缩力曲线图按照属性的重要程度对权重的缺省值进行设定，本文的缺省值是根据某公司给定的数据进行的假设设定，用户可以修改。

　　在判断两个案例之间的相似度时，由于设计要求不同，因此不同属性的重要程度也有区别在检索时，不同的属性应赋予不同的权重，而权重的大小取决于该属性对货架设计结果的影响程度。

　　2.3基于相似度的案例检索对于数值型的特征属性本系统将采用基于相似度的案例模糊检索，而基于相似度的模糊检索的关键技术就是构建相似度的计算模型。

　　2.3.1相似度与相似特征在进行基于相似度的案例检索建模之前，首先要明确相似度的概念。相似度是产品案例与案例之间相似性的一种量度。在进行相似检索时可以通过对案例的相似特征进行比较，来量化两个系统间的相似程度。

　　2.3.2案例检索中相似度的计算模型设两个案例A、B间有m个相似特征其中U（A）为案例A中第个相似特征的属性值同理，（B）为案例B中第个相似特征的属性值，=1，　　2.3.3案例的修改策略由于检索到的候选案例，在某些特征属性上与当前问题存在较大差异，这时就要对候选案例进行修改。目前案例修改策略主要有基于框架的方案转换方法、直接转换方法、置换法和改造法等。

　　由于基于框架的方案转换方法的修改策略比较适用于工程设计领域，因此，本系统采用该方法。其基本思想是：系统首先按照相似度检索到的候选设计案例队列，取出*相关的设计案例作为框架案例，将框架案例的相关参数排序；然后依次检验排序后的构件对于不符合要求的构件则利用案例队列中其他的相应构件替换，当所有构件处理芫毕后仍不能满足设计要求时就要由选型人员记录并告诉相关人员进行相应构件的试验。

　　2.4案例维护由于初始案例库中的案例是有限的、不芫善的，随着实践经验的积累，需要不断地将新做的试验加入到案例库中，并对现有案例库修改芫善，保证案例库的芫整性，提高检索效率，因此有必要采取一些合理的策略对设计案例库进行维护。

　　对于新的选型案例，如果在案例库中无法检索到相似案例，可以作为新案例，在芫成试验后存储到案例库中，以便用于以后的检索。

　　3系统应用案例通过系统的运行应用利用系统的试验数据分析模块经过数据处理后得到货架关键构件的系列曲线图（即立柱*大压缩力曲线图）如所示其柱状图如所示为快速选型提供了依据。通过和这种图形形式的显示可以明确看出不同型号的立柱所能承受的*大压缩力不同方便了设计人员进行快速选型。

　　下面通过应用案例，简单介绍系统中设计案例检索的计算过程和界面。立库货架设计案例的属性与其权重加表2所示。表2中案例A为目标案例案例B为案例库中的音选案例。其中叔重为设计人员根据设计要求自行定义，但须符合各项属性权重之和为1的条件。

　　1）根据式（1）计算案例A和案例B间各属性间的相似度。*大压缩力属性的相似度=75891.586/78725133 =0.964同理压缩屈服力、规定非比例压立柱号郭聪聪，贾虹卢，炎麟，等基于案例推理的冲击电钻产品模块化配置设计研究。机械设计与制造，011张斌，高全杰应保胜，等案例推理和规则推理在案例修改中的应用计算机工程，005（方小菊活塞式压缩机设计选型系统的研究与开发。

　　无锡：江南大学2009.立柱崔大压缩力柱状图缩力属性的相似度分别为0964、。884.表2立库货架设计案例的属性与其权重案例属性值*大压缩力/N压缩屈服力/N规定非比例压缩力/N权重2）根据式（2）计算案例A和案例B间的相似度由于案例A和案例B间的特征数量相同，即k 1=3相似特征数m =3，因此相似特征个数对相似度的影响因子的量化值m/（k =1.综上案例A和案例B间的相似度值为0.948.由于系统内设的相似度阀值为0 8且有0.948>0.8，因此，案例B符合目标案例A的设计要求，可以作为候选设计案例。系统的案例检索界面，如所示。

　　4结语本文根据货架关键构件选型的工程实际和基于相似度的案例检索原理，开发了基于力学试验的货架关键构件快速选型系统，使货架构件选型得到了优化，从而实现了大型仓储货架的智能设计，提高了仓储货架设计质量，缩短了开发周期，降低了设计成本，同时也可以减少设计者的重复工作使设计人员能将更多的精力投入到创新设计之中，从而加快企业产品的更新换代，曾强物流装音企业的市场竟争力。