有效支持设计知识检索和重用的扩展的设计理性表示

设计理性是对产品设计过程的解释和记录,是一类重要的设计知识,其内容和表示对于有效支持设计知识的检索和重用起着关键作用.针对设计知识检索和重用的需要,提出一种基于本体的扩展的设计理性表示模型.通过分析需要检索和重用的设计知识,给出以IBIS表示为基础,结合FBS模型、产品层次模型和产品需求的设计理性扩展表示;并据此构建设计理性本体以及相关的语义规则,以有效地支持基于语义的设计知识的检索和重用.实验结果表明,文中模型具有良好的表达能力和可用性.     

面向机械产品概念设计的知识库设计研究

针对机械产品概念设计中设计知识功能语义定义模糊和隐形知识重用率低的问题, 研究了基于领域本体表示的知识库设计方法,支持设计知识的自助发布管理和语义信息检索等 功能。提出设计知识表示的本体模式和建模方法,建立领域本体;从概念设计方案需求粒度、 功能目标及企业知识自管理等方面考虑,建立多维设计知识分类体系;设计JSON 文件到OWL 文件的映射规则,实现设计知识的发布、维护、存储和检索。最终实现面向机械产品概念设计 的知识管理,为企业设计人员提供知识共享和重用,支持产品概念设计的方案创新。     

设计重用技术理论体系研究

围绕设计重用这一思想,首次提出设计重用技术,将重用的范围扩展到产品的广义设计领域。用系统和集成的观点对设计重用技术的理论体系及其系统的组成进行了研究。粗略地将设计重用技术的研究内容划分为3个方面:可重用集成设计单元建模技术;可重用集成设计单元的重用技术;设计重用技术实施策略和方法。介绍了设计重用涉及的技术领域及关键因素,提出了新的适应设计重用的产品设计信息流程。最后,从FTQCSE6个企业竞争力要素方面分析了设计重用技术对企业市场竞争力的影响。     

一种面向云制造的语义BOM知识集成框架

为克服传统BOM信息集成中存在语义知识集成的缺陷, 支持BOM知识在云制造企业间无缝传递、共享和重用, 提出一种面向云制造的语义BOM知识集成框架。该集成框架由语义BOM知识表示、知识映射、知识服务三个模块构成。知识表示模块融合本体论, 用owl DL进行语义BOM的形式化知识表示, 构建语义BOM知识本体模型; 知识映射模块基于语义BOM多视图映射方法, 形成云制造企业所需语义BOM视图; 知识服务模块以Web service为媒介, 将各语义BOM视图封装成知识服务, 通过服务注册、绑定、发现、组合等手段, 实现BOM知识的共享和重用。该框架能支持云制造企业按需在知识重用基础上快速重构BOM知识模型。     

公理化设计框架下产品设计知识重用的关键技术

针对具有层次性、多属性特点的复杂产品设计过程,对公理化设计框架下的产品设计重用技术进行了研究。通过建立公理化设计框架将复杂产品设计过程进行分解,形成产品设计的需求域、功能域、结构域与工艺域的Z形映射关系,提出一种基于实例的综合考虑设计域间和域内设计信息的知识重用方法,采用基于相似度的知识重用检索算法,获得符合设计要求的最佳重用对象,并以实例进行了验证。     

基于功能本体的设计知识共享平台

为弥补制造业中设计知识在共享和重用方面的缺陷,提出一种基于功能本体的设计知识共享策略。使用功能本体实现现有产品结构到其功能的映射,利用功能分解树表达产品的设计原理。首先,介绍了功能本体的基本框架;然后,分析了功能分解树在产品设计中的作用;最后,通过实现一个家电领域设计知识共享平台,验证所提出的共享策略的可行性。实验结果表明,该策略能有效实现制造业设计知识的信息检索、共享和重用,可以缩短产品的开发周期。     

基于KBE的电梯智能设计系统

开发了一个基于知识工程(KBE)技术的面向客户定制的电梯智能设计系统，通过对电梯产品所蕴涵的知识进行归类建库，实现知识的模块化管理；并综合参数化设计、特征建模和软件集成等技术，将产品的特征和产品中凝聚的知识、经验和规则一体封装，建立内容丰富的实例库，以支持并实现智能设计．使用该系统企业可避免大部分重复开发工作，实现大量既有知识的重用，显著提高企业快速响应市场的能力和新产品开发的效率．     

可重用集成设计单元模型研究

设计重用技术的核心是可重用对象的建模问题。该文提出可重用集成设计单元,用它来表达、组织和管理可重用的信息。首先给出了可重用集成设计单元的定义,分析了它的特点;然后建立了可重用集成设计单元的信息模型;随后讨论了可重用集成设计单元的建模技术———面向对象技术及元数据(Meta-data)管理技术。接着提出了两种建立可重用集成设计单元的方法:有目的地建立可重用集成设计单元和从已有资源中挖掘提取可重用集成设计单元。最后,阐述了在PDM系统上通过出版/订阅(Publish/Subscribe)方式建立可重用集成设计单元库的具体实现方法。     

面向设计重用的工程零件设计特征模型构建

随着CAD技术的蓬勃发展和广泛引用,设计重用受到了越来越多的关注,然而由于缺乏有效的底层模型表征,现有的三维CAD模型检索算法普遍存在难以支持设计重用的问题.针对设计重用需求,提出一种设计特征模型的表征结构及构建方法.通过扩展特征树的设计模型表征结构,准确地刻画设计模型中不同粒度、不同形式的特征及特征间的关联关系,有效地捕捉模型中包含的设计语义;通过人工交互定义主形状特征和辅形状特征、系统自动建立特征间关系的方式构建设计特征模型,确保模型表征的唯一性及稳定性.实验结果表明,文中提出的设计特征模型表征结构及构建方法能够有效地捕捉工程零件中包含的设计语义,进而支持面向设计重用的检索.     

基于语义的三维CAD模型可重用区域自动提取

针对产品设计中的局部检索重用需求,提出一种基于语义分析的可重用区域自动提取方法。通过采用扩展特征树表征三维CAD模型,准确刻画设计模型中不同粒度、不同形式的特征及特征间的关联关系,有效捕捉模型中包含的设计语义;通过分析局部区域的设计重用性,提出局部区域可重用性度量函数,并以扩展特征树的表征结构为输入,依据局部区域的可重用性自动提取候选可重用区域;通过进一步评价候选可重用区域的重用率确定最终可重用区域,以确保可重用区域的有效性及合理性。实验结果表明,依据本方法提取获得的可重用区域符合设计重用语义,能有效支持产品设计阶段的局部检索重用。     

面向汽车覆盖件的拉延模快速设计及其实现

覆盖件的设计与生产是汽车制造业的重要组成部分,以覆盖件拉延模的快速设计为 研究目标,具体产品为导向,在设计模板的基础上,智能化修改与替换部分关键组件而形成新的 设计方案,以达到最小化工作量的目的。首先根据汽车覆盖件拉延模的实际模型和工艺,对拉延 模组成零件进行合理分类并建立嵌入设计知识的模板,新的设计替换模板中关键组件,系统自动 根据需要加入工艺信息,修整模型曲面以适应实际需要。实践证明,该方法可以有效地重用既往 设计经验,减少设计错误,提高设计质量。     

操作系统形式化设计与验证综述

对操作系统的形式化设计和验证的概念进行介绍,描述其框架和基本方法。比较和分析操作系统宏内核和微内核结构,调查多个设计和验证项目,阐述项目的验证目标、方法、优缺点和进展情况。在总结研究现状的基础上,分析和展望操作系统形式化设计和验证的发展趋势,从操作系统模型设计、验证工具、代码实现和验证重用等方面给出形式化设计和验证的思路。     

基于本体的设计原理信息提取

重用已有设计必须理解设计原理，从各种文档中提取设计原理信息，但其完整性和一致性很难得到保证，文中提出一种基于本体的设计原理信息提取方法，该方法以设计原理的知识模型为 基础，通过查询驱动的用户界面,动态地预测设计人员所关心的问题，并给出相应的回答。在文献综述和案例分析的基础上，文中建立了设计原理的本体，并以铁路货车转向架设计为例说明了智能信息提取的实现,初步研究表明，与文档 管理和关键字搜索相比，这种基于本体的设计原理信息提取方法具有 完整性和一致性等优点，可以作为KBDSS（Knowledge-Based Design Support System）的技术基础之一。     

基于草图界面的设计方案复用研究

当前的CAD工具缺乏对构思活动中各种设计知识的有效建模,造成设计方案难以在后续工作中灵活、快速地复用.采用基于草图界面的自然交互方式,通过对设计过程中草图信息的分析与建模实现对设计过程的描述;在复用过程中向用户提供推荐方案,支持设计意图的自然表达和方案的灵活复用,从而降低用户认知负担.实验结果表明,这种基于草图信息分析与建模的设计方案能满足敏捷设计的需要,实现了设计方案的灵活复用.     

面向产品外观设计的知识管理系统

为了在工业设计领域提升设计方案的创新性和生成效率,提出一种基于产品外观案例的显性和隐性设计知识管理方法.该方法根据产品外观设计知识和情景的特征建立了知识管理的目标和流程,通过引入外观设计知识本体框架和算法机制,支持设计师搜索相关案例,进行知识重用.最后利用手机外观设计知识管理系统,对该方法进行了说明和验证.     

基于本体的产品设计知识表示研究

针对目前的产品设计知识表示模型或是只局限于产品设计的某一阶段,或是局限于某一设计领域,对产品设计知识的概念存在着分类不清等不足,文中提出一种产品设计知识本体构建方法,并构建基于本体的产品设计知识表示模型。通过分析产品设计知识本体产生的知识概念、属性及知识概念间关系,形式化地定义和描述表示产品设计领域所包含的知识资源,提高企业产品设计知识共享和重用效率。以色选机设计知识表示为例,验证了所提出模型的有效性。     

产品设计知识重用研究

产品设计是一个知识积累－重用的循环上升过程，而产品设计知识的管理、利用仍然处于杂乱的状态。针对不同的设计知识形式，采用面向对象技术将知识对象封装成不同的知识单元，综合利用不同的知识表示方法来描述知识单元，从而建立集成于设计对象的产品设计的多类型、多层次知识表达模型，提出了产品设计知识重用概念模型。     

基于模糊层次分析法的导弹总体方案匹配设计

导弹总体方案的论证和总体设计过程是一个包含了对知识的继承、集成、重用、创新和管理的复杂过程。该文分析了导弹总体设计的实际需求,提出了基于模糊层次分析法的快速匹配算法,实现了导弹方案快速匹配设计中的关键技术。该文最后给出了该算法应用的一个实例,研究表明,结合以Oracle为基础的导弹方案CASE库使用该算法,可以快速、方便地进行集成环境下的匹配设计。     

面向知识重用和智能创新的交互界面进化设计研究

为了让交互界面脱离依赖设计师个人经验和主观认知的传统设计方式,将设计知识加以重用, 并为人工设计提供自动智能的创新启发。基于交互产品中常见的交互界面构建重用知识规则和边界,构建了交 互界面进化基因模型,并利用遗传算法,通过构建针对交互界面编码的遗传算子、重用知识约束规则库和交互 式评价等进化模块,形成了面向知识重用和自动化智能创新的交互界面进化设计方法。最后,在方法基础上, 以目前常见的 5 个交互登录界面作为初始种群,进化生成了 45 个有效的子代个体。并通过设计实践验证了方 法的有效性。结果表明,设计知识通过设计规则的方式被总结重用,并通过约束进化的方式进行了自动智能化 式的辅助设计,提升了设计知识重用及计算机辅助智能创新水平。