塑料制品在工業和日常生活中的應用越來越寬泛。然而傳統的以經歷為主的試探法已不能滿足當前對注塑模具設計制造技術提出的高精度、短周期以及低本錢的要求。隨著計算機技術的開展，作為計算機集成制造技術的兩大重要組成部分的CAD技術和CAE技術都得到了飛速的開展，人們利用CAD技術可以完成復雜產品的建模，而利用CAE技術可以完成注塑模塑過程的活動、保壓、冷卻、翹曲等剖析。但在以往的產品設汁中，CAD技術和CAE技術根本上是兩個獨立的部分，二者不足必耍的信息交流，使CAE技術的作用沒有得到充分發揮，詳細表如今以下幾個方而：CAE技術的應用是事后補救式，即當試模不合格時才會用數值模擬軟件去尋找批改的措施，有時因設計不合理而招致模具無法修復，形成資料和工時的浪費。

　　劇烈的市場競爭要求縮短模具消費周期，而傳統的產品開發中，CAE剖析周期過長，不能適應當前模具交貨期短的狀況。這與前數值剖析軟件中前處置工夫過長有關。

　　CAE剖析僅僅作為對設計結果的驗證，而不足對設計任務的領導和決策現有的數值剖析軟件的后處置模塊逛以等高線、矢量、云圖、圖表以及表格等方式表現解析結果，但不足對數值剖析結果停止符號解釋和評價的功能。

　　以上幾點的處置都須要實現CAD/CAE二者的集成，使CAE技術貫通整個產品的開發過程，從設計驗證的位置進步―64―到設計領導和設計決策的位置，獨特實現“設計-評價-再設計”的自動化，以提篼設計的精度和效率。為此，我們提出一個如所示的智能設計環境丨DF.UmelligentDesign Environment），將知識系統、CAE剖析系統和特征外型系統集成在一個智能框架中，從而實現設計與剖析的自適應。

　　1基于特征和知識的產品建模技術特征外型技術是在線框外型、曲面外型以及實體外型的惡礎上開展起來的。特征外型引入工程語義信息和工程表達方式，直接反映了設計者的用意。特征外型既包含了底層的幾何信息，又為下游的剖析、加工提供了篼層語義信息，因此特正外型技術是實現CAD和CAE系統集成的橋梁之一。

　　構成注塑模或注塑件產品模型的特征可分為形狀特征、資料特征、精度特征以及技術管理特征。形狀特征主要包括幾何信息和拓撲信息，通常定義為具有一定拓撲關系的一組幾何元素構成的形狀實體。精度特征表達零件的精度信息，包括尺寸公差、形狀公差、位置公差以及外表粗趟度等。資料特征包括資料的品種、性能、熱處置要求等。技術管理特征包括技術管理文檔等方面的管理信息。這里重點探討與CAE剖析有親密關系的注塑件形狀特征和資料特征的建模、注塑模總體計劃設計以及設計知識的表示。

　　11形狀特征建模形狀特征用于描繪幾何形狀信息，作為其它非幾何特征信息的（如精度特征、資料特征）的栽體。根據注塑模和注塑產品的特點，形狀特征可以分為單個形狀特征和形式形狀特征。形式形狀特征包括圓形排列和矩形排列兩種。單個形狀基金項目：上海市青年科學基金贊助項目特征又分為根本形狀特征（主特征）和輔助形狀特征（輔特征），主特征用于構造零件的整體形狀構造，包括長方體、圓柱體、圓錐體以及自由曲面等；輔特征用于對主特征的部分修飾，并依附于主特征之上，包括參與體（如突起類）、減去體（如孔等）、過渡體（如角過渡）以及面域（如滾花）等。

　　形狀特征建模時，先建設主特征和輔特征庫，特征庫內的特征稱為啞特征。建設形狀特征模型的過程可以看作根據需耍調用啞特征，并賦予其形狀參數，經過拓撲操作構成復雜形狀特征的過程，這個過程可以表示為以下的映射：其中SMF表示形狀參數模型，VFS表示啞特征集，SPS表示形狀特征參數集，TCS表示拓撲關系約束集，/表示特征外型辦法。

　　1.2資料特征建模塑料品種繁多，其性能指標包含多方面的要求，需停止全面的思考。在傳統的設計中設計人員依靠自己的經歷并查問有關的手冊和技術資料停止選擇，只能思考產品要求和資料性能的一些主要方面，因此傳統設計對設計者的經歷要求比較高，并且成效往往不夠理想。

　　基于知識的專家系統可以補救傳統設計的缺陷。歸納學習是通過給定的一系列的正例和反例總結出一個一般的概念描繪，其中Quinlan于1983年提出的ID3算法寬泛應用于規則的提取和決策樹的構造11.由于影響塑料性能因素的多樣性和含糊性，提出含糊fD3算法，通過8個因素作為塑料類型的選擇根據，每一個因素又可以含糊化為幾個因素水平，如沖擊強度一般，較高，篼，很高，極高。通過含糊ID3算法，得到一個關于塑料選擇的含糊決策樹。進而得到一組關于塑料選擇的規則集。如下面的一條規則：1F（透明性：=不透明AND活動性：=一般AND沖擊強度：=較高AND剛度：=較高AND耐熱性：=室溫）其中PVC對載荷類型、導電性以及化學環境3個因素沒有特殊要求，因此在規則中可以略去；CF為規則確實信度。

　　在選擇塑料的類型時，只耍輸入對塑料的性能要求便可利用RBR（Rule-basedReasoning）得到合適的塑料類型。

　　1.3模具總體計劃設計注塑模具的總體計劃設計包括注塑機類型的選擇、分型面確實定、模架的選擇、澆口類型的選擇、分流道類型的選擇等，是一個典型的強經歷、弱實踐的過程。一個智能設計系統應最大限度地幫忙設計人員完成此類經歷性的工作，以便使設計人員把更多的精神投入到創造性的工作中去。針對不同的問題采納不同的處置計劃，下而別離加以探討。

　　注塑機是注塑成型消費的主要設施，我們利用CBR（Case-basedReasoning）停止注塑機類型的選擇。CBR是一種類似推理辦法，其核心是利用過去的事例和經從來處置問題，包括創建事例庫、檢索事例、批改事例以及存儲事例|51.我們利用而向對象的框架構造來表示事例，每個事例包括注塑機名稱、型號以及設施參數（如注射量、合模力、注射行程等）。事例檢索的辦法采納最近鄰法。利用CBR設計人員便可以快速地選擇適宜的注塑機類型。

　　澆口是流道和型腔的連貫口，是潘注系統中關鍵的一段料流通道。通常澆口是整個燒注系統中最薄的中央，澆口與塑件的連貫方式不應使塑件發作變形或外表呈現損傷。澆口具有直澆口、側澆口、盤形澆口、點澆口以及埋伏澆門等，其類型的選擇往往根據塑件類型、型腔數、壓力損失、去澆口特性以及加工特點來選擇。我們采納基于含糊的多層前饋神經網絡對澆口設計規則停止提取，通過總結大量的設計事例作為訓練樣本對神經網絡停止訓練，使神經網絡具有聯想記憶功能，在遇到類似的設計問題可產生新的設計。由于設計知識本身的含糊性，我們引入含糊的概念，使之更加合乎人的思維過程。通過基于含糊的神經網絡建設設計規則知識庫，而后利用RBR技術便可得到適宜的澆口類型。

　　1.4設計知識的表示從上面的探討可以看出，不同的設計知識（基子符號的知識以及基于數值的知識）采納不同的知識獲取辦法，為了合理地表達這些知識，須要采納一種有效的知識表達辦法，可以盡可能分明和詳盡地表達已有的經歷，既能表達設計的整體概貌，又能表達出設計的細節特征及共互相間的關系。

　　框架表示法是一種比較接近人類思維形式的知識表示辦法，常被用來表示那些比較復雜且具有一定構造性的領域知識。框架的可嵌套性是構造框架檔次構造的礎，同時也體現了框架之間的繼承關系。

　　另外，在注塑模設計系統中，也存在一些可用實踐領導的模塊，如模架板式確實定子目的，——般與一模腔數和澆口形式有關：IF澆口這些規則可用產生式規則來表示。因此，若在知識框架中，嵌入產生式規則，運用框架-規則表示和推理，定會進步推理效率和速度，同時也可使設計工程師免去繁瑣的思考，集中處置制件的特殊性問題。

　　因此將事例推理和規則推理二者停止有機地聯合，建設基于框架-規則的系統可以提供工程設計系統良好的開發、調試和管理幫忙。在應用上，注塑模設計系統本身是建設于應用子領域的設計子系統之上，而后再綜合成為一個統一的系統，其中各個子領域的知識根本上互不干預，而且構造上完全不同，這些特點為建設基于框架-規則的智能系統提供了有益的應用根底。框架-規則表示的BNF范式如下：領域知識：：=框架；框架框架：：=框架名變量組規則組目的組父框架名子框架名框架名：：=字符串父框架名：：=字符串子框架名：：=字符串變量組：：=變量變量i變量：：=變量名變量類型變量值變量計算方式規則組：：=規則規則規則：：=丨F邏輯式邏輯式丨THEN邏輯式丨邏鉗式丨CF邏輯式：：=變量邏輯運算符變量值邏輯運算符：：=> 0標組：：=變量變量變量值：：=字符串|布爾量|整數值丨浮點數I變量變量類型：：=字符串型I布爾型I整型I浮點型I變量型變量計算方式：：=函數計算方式丨詢問方式I規則推理方式CF：：=浮點數2基于特征和知識的剖析建模技術設計模型和剖析模型是同一個對象的兩個不同的應用視闃，但從特征外型系統生成的設計模型不能直接用于CAE剖析，必需經過設計模型籠統化，刪除某些設計細節，降維表示為中面模型，以及網格劃分等步驟，最終能力轉化為剖析模型。在模型轉換的過程中，應充分利用設計特征提供的高層語義和低層的幾何信息，并借助人工智能技術，盡可能完成設計模型到剖析模型的自動轉換。這里我們重點探討剖析模型的簡化和中面模型的生成。

　　2.1剖析模型的簡化注塑產品外型設計師往往力求外型細致入微，準確表達實體，卻不利于得到有效的剖析模型，因此必需對設汁模型停止簡化。總體上講，模型簡化的根本原則：在對剖析結果準確度影響不大的前提下，應盡可能對剖析模型停止簡化。

　　針對不同的特征，可分為3種不同的簡化方式：疏忽簡化、對稱簡化和降維簡化。

　　由于我們采納基于特征的產品建模，因此剖析模型的疏忽簡化可從產品設計模型的主特征和輔特征思考。對輔特征的簡化包括對可疏忽的加強筋、小孔及小突起等的簡化。詳細簡化細則可表示為包含如下規則的規則集。

　　IF加強筋尺寸比較小且對整體注塑沒影響THEN加強筋特征可疏忽；IF凸臺尺寸較小且對整體注塑沒影響THEN凸臺特征可疏忽；IF單個孔尺寸比較小且對整體注塑沒影響且不會有熔接痕THEN孔特征可疏忽。

　　在建設剖析模型時，關于具有對稱性的設汁模型，可以取其一部分停止剖析，而后把結果推廣到整個模型。在基于特征的產品設計中，零件是由定義在特征庫中的形狀特征通過組合操作得到的，因此我們可以利用形狀特征的生成辦法及過程對形狀特征停止對稱簡化。許多注塑件的形狀特征是采納掃掠成形辦法，在掃掠表示法中記錄了掃掠成形所需的截面輪廊線和掃掠軌跡線，可以利用掃掠軌跡線的對稱性來判斷整個幾何特征的對稱性。另外，我們還可以直接利用高層的語義信息對低層的幾何形狀停止對稱性辨認。例如，幾何模型中若存在形式形狀特征，則可方便地判斷幾何形狀的對稱性。

　　降維簡化是利用具有高維屬性的低維實體來表示高維的實體，如可以利用具有厚度的平面來表示薄板，利用具有截而尺寸的直線來表示細長的圓柱，利用具有大小的點來表示二維的圓特征等。降維簡化不但有利子CAE前處置，還可降低CAE求解剖析的計算復雜皮。注塑模具的流道特征和冷卻特征均簡化為點特征和線特征。

　　2.2中面模型的生成在基于特征的注塑模CAD模塊中，注塑件和注塑模具的模型均采納三維實體外型，‘而在許多成熟的注塑模CAE軟件系統（如Moldflow，C-Mold等沖，思考到計算效率、計算精度以及計算本錢，一般采納具有一定厚度的面來近似表示一個實體模型，即用中面模型來停止剖析。目前一些大型化的CAD外型軟件中都內嵌有中面轉換模塊，如iDEAS的MIDSURFACE模塊、UG的Midsurface模塊等。

　　設計模型經過簡化處置得到簡化的設計模型，而后經過中面轉換模塊得到中面模型，中面模型經過IGES文件格式轉換在CAE中停止自動網格劃分，最終得到CAE剖析模型。

　　詳細剖析建模過程如所示。

　　3基于特征和知識的CAE結果反響目前大部分的CAE軟件采納圖形方式來顯示剖析結果，盡管很直觀，但不足對剖析結果的解釋和闡明，全憑設計者的經歷和知識來判斷和剖析。因此有必耍開發CAE結果反響系統，對剖析結果停止解釋和闡明，從而對設計停止評價和提出批改倡議。我們提出了基于知識和特征的CAE結果反響機制，包括結果的解釋和剖析、設計的評價和批改。

　　3.1CAE結果解釋和剖析經過注塑模CAE系統剖析得到的結果是甚于幾何的單元和結點檔次的，因此數據量是十分大的。怎樣從這些龐大的數據群中提取出重要的信息便成為一個十分ffi要的問題。為理解釋和剖析CAE結果，一個有效的系統必需至少具有以下3個功能nl：（1）從大量的信息中過濾出有用的音訊；（2）轉換特征信息，使之可用于推理；（3）在數據表達的根底上對對象的狀態（應變、應力、失效原則等）停止推理。

　　在數據的過濾中可采納基于特征檔次的數據提取，即建設設計模型中幾何特征和剖析模型中結點群的映射。在提取出有用數據后，用數值/符號轉換器生成可供推理的知識。

　　3.2設計評價和批改在對設計結果停止解釋和剖析以后，便可對設汁停止評價和批改。評價和批改的根底是建設有效的評價知識庫和批改倡議知識庫。評價和批改的對象主耍包括注塑件的形狀特征和資料特征以及注塑模的設計參數等。例如，一個薄壁的盒形件，在澆注完畢時，充模的百分比小于100%，經過評價知識庫評價后，提出以下的倡議：（1）適當加大注射壓力；（2）增加壁厚；（3）增加澆口。利用交互方式供用戶選擇。

　　特征的批改包括幾何特征的批改和非幾何特征的批改，詳細包括以下幾方面的內容：（1）刪除幾何特征；（2）增加幾何特征；（3）編輯幾何特征；（4）扭轉資料特征；（5）批改技術特征等。基于特征和知識的CAE結果反響過程如。

　　4完畢語本文探討了基于特征和知識的注塑模CAD/CAE集成框架及其實現技術，包括基于特征和知識的產品建模、剖析建模以及CAE結果反響，其核心思想是以特征技術作為橋梁、（下轉第16〗頁）時，協作效勞器才用一個HTTPGET懇求來檢查文檔是否須要從新獲取。

　　4實現細節6.0平臺上實現了DC-Apache系統。多數Web效勞器基于多線程模型或處置池模型來處置多客戶的并發懇求。我們實現的DC-Apache系統原型基于處置池模型，這是因為實現DC-Apache系統時還沒有多線程版本的Apache.思考在下一版本的DC-Apache系統中支持多線程模型。

　　每個協作效勞器上都須要建設一個文檔圖。因為DC-Apache系統是基于處置池模型的，文檔圖和其他相關信息（例如協作效勞器和復制文檔的統計信息）應該被效勞器上所有的Apache進程共享。這些信息被存在共享內存中用信號燈來控制拜訪。每個文檔記錄都包含文檔名、外出超鏈接列表、BASE元素位置和領有該文檔的效勞器名等信息。塊表被用來索引共享內存塊并且指示這些塊的狀態（例如已初始化和已調配）。塊表的條目指示塊是否和進程相聯絡并且在進程私有地址空間上存儲塊的地址，它被用來把邏輯地址翻譯為進程私有內存空間地址。當一個文檔被懇求，DC- Apahce模塊用文檔名在共享內存中定位文檔記錄。Hash表被用來把文檔名翻譯為文檔記錄的邏輯地址。Hash表中的抵觸可以通過線性散列來處置。

　　5系統測試我們在由34臺IntelPentium工作站組成的群集上測試實現>的DC-Apahce系統。工作站上運行6.0版本的RedhatLinux.使用1.3.9版本的Apache，編譯進DC-Apahce模塊。

　　作為協作效勞器的工作站在1到8臺之間變遷，其他的工作站用來運行客戶程序。測試數據集包含560個gif圖像文件、1400個文本文件的測試站點，部分文本文件有很高的拜訪率。

　　3個主要的性能參數，它們是每秒連貫數（Cps）、每秒傳輸字節數（Bps）和往返工夫（RTT）。RTT是客戶發出懇求到收到響應的工夫距離，它包栝網絡開銷和效勞器處置工夫。這3個參數在客戶端測試，測試結果首先在客戶端記錄下來，而后集中起來計算均勻值。

　　5.1單一Apache效勞器性能測試測試結果顯示Web效勞器的性能隨客戶（負載）的增多而逐漸變壞。當負載輕的時候（客戶數目少），Apache效勞器的性能在進程少的狀況下比進程多的狀況下要好，因為隨著效勞器進程的增加，高下文切換和進程調度的開銷增加；當負載重的時候，Apache效勞器的性能在進程少的狀況下隨著客戶的增加迅速惡化，因為客戶的連貫懇求不能被很快處置，招致保護很大數目TCP連貫狀態的開銷加。

　　5.2可伸縮性和有限存儲空間下復制的測試測試結果顯示，即使存在著頻繁拜訪的頁面，隨著協作效勞器數目的增加，效勞器響應工夫線性減少，DC-Apache系統性能線性增加。這闡明我們實現的DC-Apache系統有很高的近似線性可伸縮性。

　　為測試協作效勞器上有限磁盤空間對效勞器性能的影響，我們把一個效勞器指定為所有文檔的家區效勞器，其他效勞器作為協作效勞器。實驗結果顯示，當磁盤配額被設為的時候，因為沒有協作效勞器分擔工作負載，DC-Apache系統就成為單一效勞器的狀況。假如磁盤配額足夠大以復制整個數據集，DC-Apache系統表現出最好的性能，而與存儲管理的辦法無關。

　　6小結基于動態操作嵌入在Web文檔中的超鏈接以在一組協作效勞器間分派客戶懇求的思想，我們設計并且實現了DC-Apache系統的原型。DC-Apache系統基于ApacheWeb效勞器，通過編譯進新的模塊加強了Apache效勞器的功能，使獨自的Web效勞器能互相協作，分擔工作負載。DC-Apache系統支持無縫的文檔復制，可以堅持文檔一致性，提供了處置有限存儲空間下文檔復制問題的辦法，實現了效勞器間的負載均衡。

　　測試結果標明，DC-Apache系統能有效地在——組協作效勞器間均衡工作負載。文中設計并且實現的DC-Apache系統是提供篼性能、可伸縮的Web效勞器以處置Web上一直增長的通信量的一種有效辦法。