Development of Expert System for Designing Power Transmission Gears (II)

동력전달용 치차설계 전문가 시스템 개발연구 II

An expert system is developed which can design the power transmission involute cylindrical gears on the basis of strength and durability. Bending strength, surface durability, scoring, and wear probability are considered as the basis. The basic components of the expert system are knowledge base, inference engine, and working memory. The knowledges in knowledge base are classified hierarchically into the knowledges used in selection of gear type, selection of materials, and determination of K factor and are represented by rules. In the inference engine two inference methods are implemented with the depth first search method. For-ward chaining method is introduced in the selection of gear type and materials and in the determination of K factor. Backward chaining method is introduced in the detailed design of module and face width in accordance with the validation of strength. And inference efficiency is achieved by constructing the part needing a lot of numerical calculations in strength estimation separately from inference mechanism. The working memory is established to save the results during inference temporarily. In addition, design database of past design results is built for consultation during design and knowledge acquisition facility, explanation facility, and user interface are included for the usefulness of user. This expert system is written with the PROLOG programming language and the FORTRAN language in numerical calculation part which interfaced with PROLOG and can also be executed on IBM-PC compatible computer operated by MS-DOS alone.

본 연구에서는 동력전달용 치차설계 전문가 시스템을 구축하기 위한 일단의 연구로서 먼저 동력전달용 치차의 치차파손의 원인과 대책의 진단을 위한 전문가 시스 템을 개발하였으며, 본 논문에서는 치차의 강도를 기준으로 삼아 원통치차를 설계할 수 있는 강도 기준 치차설계 전문가 시스템을 개발한다. 즉, 전문가 시스템은 치차 설계에 필요한 지식을 체계적으로 지식 베이스에 구축하며, 이를 이용하여 새로운 설 계안을 도출해 낼수 있는 추론엔진을 구성하고, 설계광정중에 변화하는 설계의 중간결 과 등을 저장하기 위한 임시작업영역을 기본요소로 구축한다. 또한 과거의 설계예를 데이터 베이스로 구축하여 설계시에 참조 할 수 있도록 하며, 새로운 치차의 설계뿐아 니라 설계되어 있는 치차의 강도평가도 할 수 있도록 한다. 전문가 시스템에 사용자 인터페이스, 설명기능, 지식획득기능 등을 추가함으로써 치차분야에 초심자라 할지라 도 개발된 전문가 시스템과의 문답식 대화를 통하여 손쉽게 치차를 설계할 수 있도록 한다.전문가 시스템을 기술하는 프로그램 언어는 PROLOG를 사용하여 퍼스널컴퓨 상 에서 구동될 수 있도록 하며, 강도평가시 많은 수치계산이 필요한 부분은 FORTRAN언어 를 사용하여 기술한 후 PROLOG와 연결(interface)함으로써 전체 전문가 시스템을 구축 한다.