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。     

产品设计多维知识表示及服务系统设计

知识是企业产品设计创新的重要资源,为了获取并重用企业中的知识,辅助设计人员进行新产品的设计开发和知识共享,利用多维度知识分类体系来集成和共享产品设计中的知识。通过调研的方式确定各个需求主体对知识的认知与需求,并分别从知识源、知识对象和知识形式三个维度构建产品设计知识多维属性体系,作为知识导航的重要创新。采用语义标注的方法对非结构化的知识资源进行统一表示,并引入注意力机制进行相似度计算,用以实施知识资源配置,解决信息超载问题。设计开发基于多维度知识表示的知识服务原型系统,以减速箱的设计为例介绍知识服务系统的应用框架。     

基于结构知识的机械产品设计技术

针对产品设计现状,研究结构设计知识.通过结构知识单元表达概念信息,对设计规则进行BNF表示,之后提取产品设计知识与规则,在此基础上提出了基于结构知识的机械产品设计方法.该方法在多腔模系统设计中得到了成功应用.     

基于知识单元的产品结构设计研究与应用

分析了产品设计现状,采用了知识单元概念,将概念信息封装于知识（结构）单元;基于知识单元对设计规则进行BNF表示,提取产品设计知识与规则;提出了基于概念信息知识单元的产品结构设计方法;该方法在多腔模系统设计中得到了成功应用。     

基于本体和粗糙集的协同产品设计知识约简

协同产品设计具有知识来源广、知识类型复杂多样等特点。为简化产品设计知识库并从中有效地提取出对产品设计人员有价值的知识,提出了基于本体和粗糙集的协同产品设计知识约简方法。首先通过引入本体技术对设计知识进行本体建模、显式定义语义和统一表达,以增加产品设计知识的语义;然后通过决策属性的正域及核求解等知识约简方法将设计知识库中对设计人员不重要的、冗余的知识进行约简,精练设计知识库,分析并求解出了约简后知识库中知识的依赖度,从而为设计人员选取与设计密切相关的知识提供依据。最后以汽车发动机的协同设计为例介绍了本文的方法。     

产品知识模型建模方法的研究

研究了基于知识管理的产品设计信息表示、组织和存储方法，采用语义对象表达产品模型，以产品结构树为组织核心，把定义产品的知识资源关联起来，通过产品配置管理，对产品对象、版本及相互之间的关系进行维护，构建了管理和重用设计知识的产品知识模型。基于该产品知识模型可以实现敏捷产品开发，实现企业及企业间产品协作、知识集成与共享。     

产品柔性设计系统中知识／信息库的建立

支持动态建模的产品柔性设计系统，能使用户在可视化并行环境下动态完成产品设计中从方案构思到全局产品设计的全部过程。本文介绍了作为该系统核心的设计知识／信息库建立的方法，即采取面向对象的方法来实现知识表示、知识获取及知识／信息库的管理，从而使得该系统具有继承特性及学习功能，不断提高它在产品设计中的作用。     

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.     

基于超图网络的产品设计知识智能推荐方法研究

面向产品设计的知识管理系统中,为了提高知识库中海量设计知识推荐的效率和效果,从产品结构知识、过程知识以及知识标识三个维度构建了设计知识文档超图网络,利用hyper2vec技术建立了知识表示模型,生成了知识特征向量库。采用用户行为信息,提出了基于超边序列的Markov知识推荐模型,预测候选知识文档。通过知识特征向量相似度扩充候选集,建立个性化用户兴趣模型对候选推荐集进行过滤和排序。在冷镦机专利的知识服务系统中进行应用验证,实验表明该推荐方法在推荐准确度和多样性方面有着良好的效果,验证了其可行性和有效性。     

Causal design knowledge: Alternative representation method for product development knowledge management

This paper presents a mathematical comparison of procedural knowledge and causal knowledge, and discusses the potential roles and feasibility of causal knowledge across product development knowledge management. Since reuse of knowledge is so important in product development, various knowledge management approaches have been introduced. Most of the product design knowledge is represented by procedural knowledge, which unfortunately requires cumbersome processes to define, and is typically inadequate for representing the kind of knowledge generated during the product development process. A causal knowledge representation, however, can help us to overcome this limitation and is an alternative formalism for representing product design knowledge. In this paper we compare the procedural and causal knowledge representations. We present the mathematical definitions of two knowledge paradigms, then mathematically describe the relationship between the two. Both knowledge paradigms are then compared based on the perspective of knowledge expression, decision alternative representation, reasoning capability, and knowledge cultivation. This paper concludes that causal knowledge representation is superior to procedural knowledge representation based on the four perspectives. Finally, the knowledge systems are modeled using Systems Modeling Language (SysML), and we present a case study that demonstrates the causal knowledge features using a realistic example from industry.     

基于集成化知识的产品概念设计技术研究

从用户知识出发，通过对用户内隐性知识的获取、表征、传递、运用的研究，探讨了“用户意象与设计知识”的映射以及“特征基、特征和风格”三层表达体系；建立了用户内隐性知识的获取、表征与运用模型，设计知识的表达模型，用户知识与设计知识的整合模型；提出了基于集成化知识的产品概念设计理论，以手机设计系统为例进行了验证，支持用户和设计师在同一个平台上协同工作，为产品协同设计、网络化设计提供一致的知识体系。     

基于多层推理机制的机械产品概念设计

将类比推理的方法与基于实例的方法相结合，建立了基于多层推理的机械产品概念设计系统、知识的表示，采用面向应用的规则方法，框架式的知识结构。该系统有自学习的能力，也可以由用户进行知识的更改和完善，用户界面良好。     

基于非遗和可拓语义的服务产品设计

摘 要：针对运用非物质文化遗产(简称“非遗”)进行产品创新设计过程中,对非遗源文化隐 性知识表征与转换方法有效性不足的问题,提出一种基于非遗与可拓语义的产品创意设计方 法。通过分析源文化,提取其中代表性的文化元素和文化特征,建立其可拓语义表征模型,从 而得到文化特征与非遗的量化关系;计算文化特征的可拓设计空间,并运用图解思维将其转化 为图解语义,通过可拓变换得到特定非遗元素的核心图解语义集,并构建其可拓图形元素库, 为设计实践提供基础素材。以电动车充电服务设施的造型设计为例,验证该方法的可行性与合 理性,结果显示运用可拓语义分析可以有效地提高非遗元素的提取和利用,为非遗创意产品造 型设计提供设计方法支持。     

基于图解特征语义认知的产品设计过程知识模型

针对产品造型设计过程知识表征,提出基于图解语义认知的产品设计过程知识模 型。分析产品的本体语义及产品设计过程知识,结合可拓学基元理论构建产品设计过程的知识 表征基元模型,提出可拓原点基元及可拓向量概念,实现设计过程--设计生长、设计收敛及 设计优化的知识表征。在产品设计过程知识基元表征模型基础上,提出基于图解语义的实例库 聚类方法模型。以机床装备造型设计为例,验证了该方法的可行性,为产品造型设计提供一种 形式化与量化相结合的设计参考方法。     

A knowledge sorting process for a product design expert system

Knowledge sorting is one way to organize the knowledge acquired from the domain expert(s) and various sources. Well-organized knowledge representation will make rule extraction much easier. This paper describes a knowledge sorting process that was developed to facilitate the rule extraction for a product design expert system. The process capitalizes on the relationships between design attributes and factors, dependent and independent variables, and consists of three stages: identification of knowledge sources, generation of taxonomic trees, and organization of acquired knowledge. An example applies the sorting process to the development of an expert system for the design of wood head golf clubs.     

A hypernetwork-based approach to collaborative retrieval and reasoning of engineering design knowledge

Complex product development increasingly entails creation and sharing of design knowledge in a collaborative and integrated working environment. In this context, it has become a central issue to address the multifaceted feature of design knowledge for such a collaborative knowledge sharing scheme. This paper proposes a hypernetwork-based approach to explicitly capturing the relationships between various elements in a multifaceted knowledge representation. Specifically, a knowledge hypernetwork model is constructed, which is composed of a designer network, a product network, an issue network and a knowledge unit network. The relationships between various nodes from different networks are identified and defined according to specific node properties. In addition, topological characteristics of the hypernetwork structure are analyzed together with the statistical indicators. Based on this model, the Bayesian approach is adopted to conduct the collaborative reasoning process whereby knowledge elements relevant to the current design task are recommended according to the issues to be resolved and the current design context. A case study conducted in this work shows that the proposed approach is effective in capturing the complex relationships between multi-faceted knowledge elements and enables collaborative retrieval and reasoning of knowledge records.