[发明专利]智能道岔辅助设计系统

权利要求书

1.一种智能道岔辅助设计系统，其特征在于：包括零件图库与知识库模块、总布置图快速设计模块、部件设计图生成模块、BOM表生成模块和系统工作区；零件图库与知识库模块存储道岔设计用标准件、通用件、外购件、外协件、以往产品的图纸和零部件的属性和约束规则，总布置图快速设计模块根据输入的总布置图参数和约束规则计算导出总布置图，部件设计图生成模块读取总布置图参数，再结合输入的各部件参数生成对应的部件布置图，BOM表生成模块按照道岔生产文件要求生成零件的工艺路线表、外购件明细表、通用件明细表、整组产品的零件发送明细表，系统工作区将各模块集成于其中，包括设计人员参数交互界面、总体布置图设计界面、部件设计界面；

图形库与知识库模块包括零部件图形库、装配经验知识库和专家系统；零部件图形库中的数据表包括总部署图表、图形组件表、用料清单表、图组件约束规则表，装配经验知识库中的数据表包括事实表、规则表、结论表；零部件图形库定义了各种产品及其零部件的属性，用于存储、查询、筛选道岔设计用标准件、通用件、外购件、外协件及以往产品的数据和图纸，库文件供用户随时调用；零部件图形库预留了ERP接口，对文档数据进行统一集中式管理；装配经验知识库在零部件图形库的基础上，建立了知识图谱关联，并创建了贝叶斯网络数据结构描述知识库；专家系统根据用户的使用需求，利用零部件图形库和装配经验知识库，经过分析和比对，输出最优方案提供给用户。

2.根据权利要求1所述的智能道岔辅助设计系统，其特征在于：所述总布置图快速设计模块首先读取输入的道岔号数、轨距、钢轨型号道岔前端\后端长度参数值及约束规则，然后利用知识推理引擎在知识库中查询到合适的样例模板，利用RETE算法计算零部件约束关系，接着基于贝叶斯网络选择合适的装配模块，最后调用绘图函数绘制总布置图。

3.根据权利要求1所述的智能道岔辅助设计系统，其特征在于：所述部件设计图生成模块读取总布置图参数，结合输入的各部件参数整合各零部件的装配关系生成对应的部件布置图，其中部件包括转辙器、辙叉器、护轨直基本轨、曲基本轨、曲线尖轨、直线尖轨及连接部分；部件设计图生成模块还可以根据底板不同长度、铁座的不同位置，生成一系列的垫板图形，并实现轨距块、接头轨距块、滑床台、承轨台、弹片、夹板、限位器、销轴零部件的参数化设计及有关参数的管理；部件设计图生成模块首先以辙叉理论尖端为基准，根据跟端、趾端开口、跟端、趾端长度、咽喉宽度、底板宽生成辙叉的参数化图形，记录各约束关系的信息，然后记录护轨、基本轨的尺寸约束信息，生成护轨和基本轨；最后布置枕木，插入垫板，并在插入垫板时进行消隐处理，调用绘图函数生成最终的部件布置图。

4.根据权利要求1所述的智能道岔辅助设计系统，其特征在于：所述BOM表生成模块的自动生成功能由以下三部分实现：1.选择组合方式；模块根据岔道生产文件设计要求，以组件、零件、通用件为基础，选择需要的组合方式；2.文档关联；将组合方式和图纸技术文档关联；3.生成BOM明细表；按目前的生产文件要求生成零件的工艺路线表、外购件明细表、通用件明细表、整组产品的零件发送明细表,该功能通过综合数据库和总布置图中约束完成Excel格式的数据报表导出。

5.根据权利要求2所述的智能道岔辅助设计系统，其特征在于：基于RETE算法的推理机引擎，负责完成道岔关键部件的约束分析和约束求解；约束分析是对几何约束、拓扑结构约束和尺寸约束进行分析，以确定图形的先后次序和定位基准，指示图形中约束关系和正确的标注方法；约束求解是修改参数值，使图形按照新的参数和原始的约束集来重新生成图形的算法过程；对图形进行约束分析是实施约束求解的必备条件，约束分析的结果指示了约束求解的步骤；RETE算法基于正向链推理，给定一个规则 “P→C”，前提P表示一组约束，如果这组约束与相应的一个或多个事实对象匹配则规则得到激发从而结论C发生；RETE算法的使用主要分成两个阶段，第一阶段是规则编译阶段，首先通过高级规则语言定义规则，然后编译规则，分析词法语法，生成抽象语法树，最后在此阶段中生成RETE网络；第二个阶段是规则执行阶段，每个事实进入RETE网络并传播以进行模式匹配，直到它到终端节点并激发规则。