液压机本体CAD的现状及发展，开发了一套以专家系统为支撑、以现代设计理论和方法为手段、以AutoCAD为绘图平台的液压机本体设计CAD系统YYJCAD1.0。
1 国内外研究概况、水平及发展趋势
液压机因具有结构简单、工艺适应性强、环境污染小等其他设备不可替代的性能特点，被广泛应用于汽车制造、航空航天、国防、电力电子、塑料、机械、冶金和轻工等国民经济的各个领域。据不*统计，目前我国以液压机为主要产品的设计部门和生产厂已达百家之多，但CAD的应用情况却令人失望。液压机设计与制造业的整体技术水平远远落后于工业发达国家，使市场的激烈竞争和我国落后的设计水平这一矛盾日趋尖锐。具体表现在以下几方 面：
1.1 设计手段
国内液压机的主要设计单位，包括占主导地位的*重型机械集团公司设计院在内的一些大型设计院所，其设计工作仍然是以图板作业为主，设计工作的好与坏*取决于设计人员的技术素质和工作状态。因此，设计质量（包括结构设计的合理性、设计数据的准确性等）和设计效率低、设计周期长。同时，落后的设计手段也给报价工作带来了许多不便，如报价书编制时间长、报价偏差大等。所有这些，都在不同程度上影响着一个企业的竞争能力。
1.2 分析理论
近十几年来，虽然在某些有条件的设计院所，对液压机的关键零部件也能作一些有限元结构分析，但是由于设计手段落后，这些分析结果在设计中未能起到应有的作用。所以，液压机本体设计中的强度、刚度以及整体工作性能分析，仍然是以材料力学为依据，甚至仅凭经验和直觉。用材料力学解决这样复杂的实际问题，不得不把空间问题简化为平面问题，这样就极大地偏离了实际情况。为此，人们不得不把材料的许用强度降低，以牺牲结构的合理性来换取结构的安全性。由于科技含量相对低，所以与日本同类产品比较，就显得结构庞大、笨重，同样能力的设备，其重量一般都要高出10％～20％。且其成本竞争力也*处于劣势。
1.3 外观造形
设备外观造形问题，只是在zui近几年才引起人们的重视，刚刚在设计人员的头脑中形成了一种意识。由于缺乏造形手段，这种意识zui终也只能变成一种设计人员的个人行为。设计者各自为阵，各行其是，根本就谈不上以此来塑造一个企业的风格和特征。产品的外观造形缺少 科学与艺术方面的考虑，也是产品缺乏竞争能力的一个重要因素。
2 液压机本体CAD系统的意义
随着机械行业CAD推广应用工作的深化，绝大多数液压机设计院所及制造厂家在这方面也作了大量的工作，为实现真正意义上的CAD奠定了基础。不过就目前的CAD应用情况来看，尚存以下两个问题：其一，CAD工作进展缓慢，成果零散，难以发挥优势。几个大院所从国外购买的软件主要用于有限元分析，作为CAD平台开展二次开发工作的极少，开发的软件水平也不高，针对性太强，应用局限性很大。其二，现有的大多数CAD软件在用户界面方面存在着 交互困难、操作不便的问题，极大地限制了CAD技术的推广应用。
面向二十一世纪，企业要生存和发展，就必须有效地掌握*的生产力，树立强烈的市场、成本和效益意识。开发和设计产品，也必须满足用户对品种、批量、时间和质量等诸方面的要求。所以，根据工艺用途、制造成本、机器性能等技术经济指标，能够灵活修改设计方案，适时分析结构性能，准确评价整机或关键部分的功能和性态，优化结构参数，为制造提供高质量、高水平的成套技术资料，是现阶段机械制造行业孜孜追求的目标，是促进CAD技术蓬勃发展的动力源泉。今天，是否掌握CAD应用技术已经成为衡量一个企业能否迈入信息时代的重要标志。CAD已经被*为是提高企业参与竞争能力的有效技术和方法之一。
融合专家系统（ES）的CAD技术，依赖专家的知识和经验、以人类专家的水平解决本领域中 的技术设计问题，使设计过程智能化，无疑是对设计方法的一次革命。尽管把专家系统引入机械设计也只有短短十几年的历史，但是由于机械设计专家系统（MDES）可为现代化的机械设计提供详实、可靠、规范、的设计依据，所以已经激发了大批企业的应用热情。基于专家系统、面向微机的液压机本体CAD系统，可望把我国液压机本体设计技术从落后的 图板作业水平提高到现代设计的*水平。开发这项*的技术，对于改善我国液压机设计与制造业的落后局面，促进民族工业的进步，实现液压机产品的优化设计，缩短设计和开发周期，提高质量，增强企业在市场上的竞争能力，使我国液压机制造业逐步实现CAD/CA M一体化，具有极其重要的意义。
本论文的主要任务就是要实现液压机本体设计的智能化、参数化、数据标准化、应用商品化 ，并提供方便使用的全中文用户界面，出图率达到总图纸量的90％以上。
3 液压机本体CAD系统的实现
液压机本体设计CAD系统主要包括：本体设计专家系统YYJES1.0、本体离散优 化软件YKJU3.0和本体参数化绘图软件三大模块。
专家系统是人工智能的一个应用领域。为实现液压机本体设计CAD系统的智能化，就需要建 立液压机本体设计的专家系统。本体设计专家系统由知识库、数据库、人机接口和推理机组 成。其结构框图如图1所示。
图1 专家系统结构图
液压机本体部分优化设计的主要对象是液压机的两大梁，即上横梁和下横梁（底座）。优化设计的目的是使这些构件在满足强度、刚度等设计要求前提下，通过调整各板的厚度使其重量zui轻，采用的优化算法是SPG法。SPG法是将序列二次规划法（S）、罚函数法（P）和遗传算法（G ）有机结合的一种结构离散优化算法。SPG法能够较好地求解类似液压机本体这样大型结构的 离散化问题。
参数化绘图模块是以AutoCAD为平台，运用*的ADS技术进行的二次开发。能够输出立柱、 底座、上横梁、活动横梁零件图和本体外形图。
基于专家系统和离散优化的液压机本体CAD系统框图如图2所示。
图2 YYJCAD1.0流程图
YYJCAD1.0使用方便、操作简单，用户只需输入液压机的主要技术参数和形式参数，系统即 能自动完成本体优化设计，并可输出本体全部零部件图。
4 结束语
本文通过基于专家系统和离散优化的液压机本体CAD系统的研制，为实现液压机本体设计的 智能化和现代化奠定了基础。基本形成了一套以专家系统为支撑、以现代设计理论和方法为 手段、以AutoCAD为绘图平台的液压机本体CAD系统的框架。
