公理化意图驱动的产品族配置建模技术

摘要：针对现今产品设计表达策略的弊端,运用公理化设计理论对大批量定制的创新设计意图进行分析,将产品概念开发过程中产生的知识分为4类,即设计域、曲折映射、独立性公理和信息公理.通过产品族配置模型的意图表示和信息映射机制,建立公理化意图驱动的产品族配置模型,通过该模型解决了产品开发过程中设计人员之间交互公理一致性的问题,并运用其表达产品设计意图和产品设计参数间的域映射关系,为设计者能在众多复杂的设计方案中快速做出正确的选择提供了工具.结合企业具体应用,将上述理论应用于电梯产品开发中,有效地提高了对客户需求的响应速度,取得了良好的经济效益.     

公理化意图驱动的产品族配置建模技术

针对现今产品设计表达策略的弊端,运用公理化设计理论对大批量定制的创新设计意图进行分析,将产品概念开发过程中产生的知识分为4类,即设计域、曲折映射、独立性公理和信息公理,通过产品族配置模型的意图表示和信息映射机制,建立公理化意图驱动的产品族配置模型,通过该模型解决了产品开发过程中设计人员之间交互公理一致性的问题,并运用其表达产品设计意图和产品设计参数间的域映射关系,为设计者能在众多复杂的设计方案中快速做出正确的选择提供了工具.结合企业具体应用,将上述理论应用于电梯产品开发中,有效地提高了对客户需求的响应速度,取得了良好的经济效益.     

锅炉设计计算案例管理的技术和方法

锅炉产品设计工作通常需要参考以往相似设计案例来完成,为此提出了锅炉设计计算案例管理的技术和方法.采用数据库技术建立设计计算案例库,实现了对锅炉制造企业内各种设计计算模型、计算结果以及锅炉运行后跟踪反馈信息的集中存储和共享.设计了以项目和方案为逻辑单位的案例库物理结构模型及相应的数据库模型.讨论了客户端与服务器之间的信息管理与同步问题,并研究了基于最邻近算法的相似参考案例检索方法.结果表明,这些技术和方法可以有效支持锅炉设计计算案例管理系统的研发,有助于锅炉制造企业积累产品设计知识和提高设计水平.     

基于知识进化的产品可重用设计方法

针对传统CAD系统在解决客户需求个性化带来的产品多样化方面存在的不足,结合工程产品设计的内在规律,在可重用设计过程中引入相似性理论,根据相似性分析的思想构造了基于知识进化的产品可重用设计方法,描述了语义知识相似性指标（相似度、满足度和重用度）计算方法,将产品可重用设计流程与产品设计的进化操作相结合,使语义知识的进化过程反映设计意图,并结合某制造企业具体应用,将上述理论应用于数控加工机床开发中,更有效地表示工程产品及其设计过程,对提高设计效率和设计质量具有很重要的意义.     

基于知识的高速主轴系统智能设计

为提高制造企业设计效率和设计水平,以高速主轴系统设计开发为研究对象,提出了一种基于知识的高速主轴系统设计框架.采用本体论的知识建模方法,实现知识的重用,并重点阐述了规则知识描述、实例知识描述、知识处理模板等关键技术在高速主轴系统平台设计中的应用.该系统集成了主轴设计的经验、知识和过程,实现了知识共享,能帮助设计人员快速有效地完成高速主轴系统的智能设计.     

工艺设计知识资源网络的元数据模型研究

由于知识载体形式的多样性和描述知识资源信息的异构性,不利于企业知识资源的共享、转移和利用,通过对企业工艺设计知识资源的现状分析,给出工艺设计知识网络的形式化定义,利用元数据技术,提出工艺设计知识资源网络(PPKRN)的元数据模型.该模型有助于实现企业知识资源的统一、透明、规范表示,促进工艺设计知识资源网络的有序化,并能够有效的构建知识之间的动态关联性.以国内某汽车发动机制造企业开发的工艺设计知识资源网络原型系统为例,进一步说明了所提出模型的可行性和有效性.     

基于模式语言的设计知识描述与发现方法研究

针对网络协同产品设计过程中知识表现形态的复杂性、多样性和不确定性特征,在对模式语言概念分析的基础上,应用信息论和模糊综合评价方法,提出一种基于模式语言方式设计知识描述方法与知识描述存储表结构,建立了基于模式语言的知识发现和知识综合模糊评价模型.以冲压模具的设计为例,验证了基于模式语言的设计知识描述和知识积累方法的可行性和实用性.     

基于知识工程的CAD 技术研究

产品开发过程是一种知识密集型的活动, 许多研究致力于将知识工程引入CAD 系统。智能CAD 技术, 运用知识库系统, 解决了产品设计中对知识的需求的问题;基于知识的设计, 实现CAD 和知识工程的结合;基于配置的设计以配置器为核心技术, 有效解决复杂推理问题;基于定制的设计, 满足客户个性化需求的敏捷产品设计;基于设计仓库的设计, 实现产品知识管理和案例管理;基于知识网络的设计, 利用XM L 技术, 为企业知识在Inte rnet上交流提供基础。     

知识驱动的产品设计情境

为进一步探讨情境在实际产品设计中的应用,提出了知识驱动的产品设计情境研究方法.将产品设计过程分为问题情境、求解情境和结果情境3个维度,通过知识驱动产品在原理、结构或组合方式上的创新,提出了基于产品开发设计流程的产品设计情境模型和知识驱动的产品设计情境模型.分析了显性知识与隐性知识在用户、设计师以及系统之间的传递与转化特征,提出了知识转移的交流模型和螺旋模型,并探讨了基于知识的产品建模技术、推理求解技术、感性意象评价技术和知识库技术.以眼镜造型设计为例,构建了眼镜产品族结构体系和计算机辅助眼镜造型系统软件,包括三维造型设计模块、感性意象评价模块和系统知识库模块.基于该系统可以实现眼镜产品设计的快速生成,构建设计知识库以及用户的感性意象评价,从而提高眼镜开发设计的效率,验证了知识驱动的产品设计情境理论体系.     

基于知识的高速主轴系统智能设计

为提高制造企业设计效率和设计水平,以高速主轴系统设计开发为研究对象,提出了一种基于知识的高速主轴系统设计框架。采用本体论的知识建模方法,实现知识的重用,并重点阐述了规则知识描述、实例知识描述、知识处理模板等关键技术在高速主轴系统平台设计中的应用。该系统集成了主轴设计的经验、知识和过程,实现了知识共享,能帮助设计人员快速有效地完成高速主轴系统的智能设计。     

面向数控机床工业设计的知识层级递进分类模型与构建方法

由于工业设计知识的复杂性及现阶段大部分数控机床企业对设计知识的无管理状态,大大影响了企业在新产品开发及旧产品改型中对于设计知识的有效利用。为解决此问题,实现工业设计知识的合理分类、便于知识的调用和重用,通过在动态网络环境下搭建知识资源共享平台,提出一种层级递进结构的数控机床工业设计知识分类描述模型。此模型应用于机床制造企业可对其积累的大量设计知识进行有效管理及合理循环利用,具有随着知识分类的细化而不断清晰完善的脉络结构和良好引导性的人机界面,在对知识的迅速检索、学习和应用、缩短产品的设计周期、提高生产效率从而带来更高经济效益等方面起到显著的作用。     

面向信息时代的机械产品现代设计理论与方法研究进展

在经济全球化的环境下,机械制造业的竞争实质上就是产品设计的竞争,如何快速地进行机械产品的开发是提高制造业市场竞争能力的一个关键问题,进行机械产品现代设计理论、方法和应用技术的研究是十分重要的一项基础性工作。在分析机械产品开发面临的变化和需要的基础上,提出了一种现代设计理论与方法体系结构的描述方法。通过分析网络环境下现代设计方法学的研究现状和特点,重点论述了智能设计、协同设计的概念、技术方法和关键研究内容,介绍了在设计知识表示方法、机械设计知识发现技术、知识仓库技术、机械产品知识仓库的功能体系结构、分布式协同设计原理、基于多智能体的协同设计技术等方面的研究进展。针对在我国“十一五”期间制造业发展的需要,指出进行智能设计技术、基于资源节约的设计方法、计算机辅助创新设计原理等八个方面的研究问题和发展趋势,对深入开展面向信息时代的现代设计理论和方法的研究具有理论指导意义。     

生产设备管理系统的分析与设计

在对生产设备管理系统功能描述的基础上,利用UML建模工具分别建立了系统用例图、类图和有关的动态模型,完成了系统从功能到实现的分析;同时,为了实现系统的设计,在企业局域网的基础上,设计了基于C/S模式的系统体系结构;提出并分析了包括用户管理和事务管理等6大模块的系统总体功能框架;最后从开发的角度介绍了系统主要功能的设计思路,实现了基于角色的用户管理、基于数据库的设备基础信息管理及其远程访问类的设计、基于数据挖掘的系统决策分析和用户定制维护计划的设备维护管理等功能。     

支持协同设计的知识管理研究

为了解决协同设计系统和知识管理系统功能单一的问题，建立了一个相互支撑的集成平台使得两者互相协调发展.从协同设计过程对知识管理的需求出发，综合考虑知识的实体化特点和过程性观点，提出了支持协同设计的知识管理系统功能模型及知识管理集成模型.应用知识资源的元数据技术和知识的业务视图技术，实现了知识资源与特定设计过程的集成.在以隐性知识活动管理为主的过程管理研究中，讨论了知识过程建模及其与协同设计过程的集成.以国内某汽车零部件企业开发的支持协同设计的知识管理系统为例，进一步对协同设计过程中的知识管理应用进行了阐述.     

Knowledge-reuse-oriented Product Modeling and Knowledge Management in Digital Design

1 Introduction Rapid changes in market requirements force enterprise to produce customized product withthe cost and de-livery ti me of mass production.Parametric modeling is a usual design approachin CADsystemand it is usefulwhen geometric model should be changed frequentlyin design process[1-4]. To a certain degree parametric tech-nique si mplifies design process and shortens development cycle . However parametric approachis difficult to de-scribe design knowledge .Currently CADtechnique m…     

物理模型使能的机械产品设计知识

传统CAD系统缺乏对工程约束的考虑，不能为设计师提供有效的工程分析计算手段，设计知识的获取和重用非常困难.通过物理模型将工程约束因素引入设计过程，建立物理模型与几何模型集成的设计机制.记录设计历史，经过数据挖掘，获取的设计知识分别由框架、QOC（Questions, Options and Criteria）等知识表达方式描述，建立知识管理系统进行存储，可供检索、浏览和重用.物理模型与几何模型的信息集成，使设计知识的积累、提取和重用变得非常便捷和自然.     

一个设计过程模型的研究

基于产品开发中的资源,提出了一个设计知识表示的资源模型,讨论了资源中可变部分与不变部分的性质,建立了资源间的运算关系模型．最后给出了描述设计过程的模型,讨论了其性质．     

物理模型使能的机械产品设计知识获取与重用

传统CAD系统缺乏对工程约束的考虑，不能为设计师提供有效的工程分析计算手段，设计知识的获取和重用非常困难，通过物理模型将工程约束因素引入设计过程，建立物理模型与几何模型集成的设计机制．记录设计历史，经过数据挖掘，获取的设计知识分别由框架、QOC（Questions，Optionsand Criteria）等知识表达方式描述，建立知识管理系统进行存储，可供检索、浏览和重用．物理模型与几何模型的信息集成，使设计知识的积累、提取和重用变得非常便捷和自然．