基于设计奖项获奖案例的设计知识建模研究

为实现设计奖项获奖案例中的优秀设计知识的有效重用,对获奖案例中的设计知识类别和表示方式进行研究。通过分析设计奖项获奖案例中的设计知识内涵;引入本体概念,根据本体的四元组模型构建获奖案例中设计知识的本体结构。以中国设计智造大奖(DIA)中智慧城市服务平台类获奖案例为例,通过语言逻辑学、语义研究等方法对获奖案例的设计知识进行概念、本体属性、概念关系的描述和定义,从而搭建设计奖项知识(DAK)模型,并借助OWL语言和知识图谱等方式实现智慧城市服务平台类获奖案例中设计知识的语义表示。提出一种基于本体的设计奖项获奖案例知识模型,为设计奖项中的优秀设计知识储存、管理、重用提供理论支持和实践参考。     

一种语义导向的决策系统探讨

提出一种语义导向的决策系统方案。该系统通过领域本体用以描述决策过程中出现的语义,为决策全过程提供语义基础对知识进行交互和共享。系统通过基于本体的问题语义表示和理解、基于语义的人机交互、基于问题语义的模型智能构造,以及多模型协作求解四个组成部分进行决策。     

基于网络表示学习的本体语义挖掘与功能语义检索方法

为充分利用本体概念之间隐含的语义关系,以支持产品功能创新设计过程,提出了一种基于网络表示学习的本体语义挖掘与功能语义检索方法。首先,基于本体中确定的语义关系,利用网络表示学习挖掘隐含的语义关系;然后,基于语义类比的向量运算,建立本体概念之间潜在的功能语义关系,并对功能语义向量进行表达;最后,通过功能语义向量的相似度计算实现由用户功能需求向跨领域功能性设计资料的扩展,并建立相应的设计资料检索方法和流程。产品设计示例表明,所提出的本体语义挖掘与功能语义检索方法有利于从产品功能角度获取跨领域设计知识,可为设计人员提供更多的灵感。     

基于知识图谱的产品适应性设计辅助决策方法

目的 针对当前产品适应性设计过程中缺乏需求与运维知识的融合、设计案例知识难以有效组织、设计知识重用率低等问题,提出一种基于知识图谱的产品改进设计辅助决策方法。方法 建立产品适应性设计辅助决策框架;采用知识图谱构建的方法,通过对产品运维知识数据源的特性分析,完成本体建模,实现知识图谱模式层的定义、知识实体与实体关系的抽取以及知识融合数据层的构建;在运行环境-故障模式映射关系与子图的匹配下,实现新的产品运行环境中潜在故障模式的推理,以及案例数据与CBR适应性设计措施的匹配,生成潜在故障模式下改进设计方案的候选集,并对改进设计方案进行多属性评价,实现改进方案的排序和决策。结果 以工程盾构螺旋输送机产品的适应性设计过程辅助决策为例,验证了该辅助决策方法的可行性和有效性。结论 采用知识图谱技术构建产品全生命周期数据实体关系,能够较好地解决知识融合、知识组织以及知识重用率低等问题,提高了设计效率。     

基于支持向量机的人本化包装设计评价模型

目的探索人本化包装设计的本质内涵及评价方法,为客观评价和提高产品包装的人本化设计水平提供理论支持和实现方法。方法运用文献研读、理论提炼和逻辑推演等方法,提炼出人本化包装设计的评价指标体系,在此基础上,引入支持向量机,构建了人本化包装设计的量化评价模型。结果验证了支持向量机评价模型的可行性和有效性。结论该评价模型具有广泛的应用前景,为提升产品包装的人本化设计水平提供了理论依据。     

基于智能Agent的农业智能决策系统研究

提出了一种基于知识的智能Agent逻辑模型,该模型以知识为核心,以推理作为主要规划手段。在此逻辑模型的基础上,提出了以本体为核心的Agent内部知识表示方法。并在任务及实体定义的基础上,结合产生式知识表示方法,构造了规划表示方法,形成了一个完整的智能Agent内部知识模型并基于黑板模型设计了智能Agent的实现结构以及其中的关键算法——规划过程。设计了基于智能Agent及黑板机制的农业智能决策系统的基本框架,并以农场作物生产决策系统证实了该模型能够满足大规模分布式农业决策系统的需求。     

军品包装工程决策咨询系统

"军品包装工程决策咨询系统"是为军品包装工作提供信息咨询,为提出军品包装要求和包装设计提供辅助决策.分析了系统开发研制的基本原理、关键技术、方法、模型、软硬件环境等.     

基于本体的FPBS设计模型研究

机械产品概念设计模型及其计算机辅助设计是目前研究的重点和热点问题.通过讨论提出了基于功能-原理-行为-结构(FPBS)模型的机械产品概念设计过程,研究了FPBS模型元素的语义关系,为模型的应用打下基础.对FPBS模型的知识系统运算需求进行了分析,表明本体能够有效地应用于FPBS模型的知识系统运算.据此提出了基于本体的FPBS模型,并进一步构建了FPBS本体模型系统.实例表明,该模型可以有效地应用于机械产品的计算机辅助概念设计.     

基于知识图谱的包装领域智能问答系统的设计

目的 针对目前包装产业存在的产业链长、数据大而散、包装领域知识信息检索不精准等问题,设计一个基于知识图谱的包装领域智能问答系统.方法 采用知识图谱、智能问答、自然语言处理、深度学习和个性化推荐等技术,对互联网上各类包装领域数据进行采集汇聚、抽取知识、融合计算,最终形成一个包装领域混合型智能问答系统.结果 系统主要功能包括知识图谱、文本相似匹配、图像识别和自动问答,实现了包装领域大数据的知识卡片、语义搜索和沉浸问答.结论 该系统使用方便,通过问答方式,一站式快速按需获取多视图、多维度包装领域数据,提升了行业的数字化、信息化和智能化水平.     

基于结构特征的海量三维模型管理方法

虚拟现实和3D可视化技术的发展带来三维模型的海量增长,传统方法采用关键字匹配方式检索和管理海量模型数据,不能满足语义级别的模型检索和管理要求.提出一种基于结构特征的海量三维模型管理方法.使用该方法的思路框架,分析海量模型实例,通过聚类与分类的方法进行概念发现,构建管理特定领域的本体库,基于本体库设计并实现基于结构特征的三维模型管理系统,最后对系统进行应用和验证.结果表明该方法很好地解决了传统三维模型管理从单一维度管理模型的低效、冗余和难以重用,实现了三维模型的多维度高效检索和管理.     

基于模糊群决策的天津特色食品包装SPA–TOPSIS评价

目的 针对地方特色食品包装设计需兼具功能性和文化性的特征,开展包装设计方案评价,有效辅助设计开发过程,丰富地方特色食品包装设计的思路。方法 以天津特色食品——麻花包装为研究对象,构建分层次的包装评价准则框架;采用基于梯形模糊数的专家评价法来获得备选方案在各准则上的评分,通过群决策来集结多位专家的评判意见,进而求解得到备选方案的准则值;引入集对分析理论(SPA),采用连接向量距离来替换经典TOPSIS中的欧氏距离,提出SPA–TOPSIS评价方法来实现备选方案的评价和排序。结果 针对麻花的6种包装设计方案,实施了基于模糊群决策的SPA–TOPSIS评价,6种包装设计方案与正理想解的贴近度依次为0.55、0.46、0.53、0.49、0.56、0.44,方案5为最优方案。结论 通过天津特色食品包装评价,完善了城市文化内涵包装设计的理念,为包装的文化性设计提供了重要支持。     

面向设计的地域文化数字资源库研究

目的 探索面向设计的地域文化数字资源库的构建方法与流程。方法 通过对用户需求的分析,定义数字资源库的功能,建立基于设计的知识分类与本体语义模型,构建地域文化数字资源库框架;同时还采用了文献研究、比较研究与实证研究等方法。结论 通过对文化知识进行设计学的分类重构,构建了面向设计的数字资源库框架与流程,并在实际的设计实践中予以运用验证。作为一种数字化辅助设计资源,面向设计的地域文化数字资源库的建立,极大地方便了设计师快速获取与复用地域文化知识,促进文化的传承与创新。     

抗事故包装箱热防护结构的设计及其性能分析

对抗事故包装箱的火灾环境条件进行了研究 ,初步确定了抗事故包装箱的设计模型 ,提出了一种可用于分析评价抗事故包装箱防火 (或高温 )性能的理论模型 ,并对影响结构热响应的几个关键因素进行了有限元数值模拟     

基于可拓变换的专利创新再设计方法

目的对现有优秀专利文本进行挖掘和二次开发,高效快速地实现产品的创新再设计。方法首先以功能本体知识库为基础,通过归类分析目标专利文本中动词之间的关系,提取其功能知识。其次,将从专利文本中提取的功能原理知识词集抽象表示,建立可拓基元模型。然后,根据基元的可拓性寻找目标功能基元的可拓集,运用可拓变换原则实现基元的创新变换。结论将专利文本转化为可拓模型,增加可操作性,同时使得专利的核心技术内容更加直观具象。针对节能灯包装盒,验证了方法的可行性。     

Manufacturing knowledge verification in design support systems

This paper identifies the need for a verification methodology for manufacturing knowledge in design support systems; and proposes a suitable methodology based on the concept of ontological commitment and the PSL ontology (ISO/CD18629). The use of the verification procedures within an overall system development methodology is examined, and an understanding of how various categories of manufacturing knowledge (typical to design support systems) map onto the PSL ontology is developed. This work is also supported by case study material from industrial situations, including the casting and machining of metallic components. The PSL ontology was found to support the verification of most categories of manufacturing knowledge, and was shown to be particularly suited to process planning representations. Additional concepts and verification procedures were however needed to verify relationships between products and manufacturing processes. Suitable representational concepts and verification procedures were therefore developed, and integrated into the proposed knowledge verification methodology.     

A framework for developing engineering design ontologies within the aerospace industry

This paper presents a framework for developing engineering design ontologies within the aerospace industry. The aim of this approach is to strengthen the modularity and reuse of engineering design ontologies to support knowledge management initiatives within the aerospace industry. Successful development and effective utilisation of engineering ontologies strongly depends on the method/framework used to develop them. Ensuring modularity in ontology design is essential for engineering design activities due to the complexity of knowledge that is required to be brought together to support the product design decision-making process. The proposed approach adopts best practices from previous ontology development methods, but focuses on encouraging modular architectural ontology design. The framework is comprised of three phases namely: (1) Ontology design and development; (2) Ontology validation and (3) Implementation of ontology structure. A qualitative research methodology is employed which is composed of four phases. The first phase defines the capture of knowledge required for the framework development, followed by the ontology framework development, iterative refinement of engineering ontologies and ontology validation through case studies and experts’ opinion. The ontology-based framework is applied in the combustor and casing aerospace engineering domain. The modular ontologies developed as a result of applying the framework and are used in a case study to restructure and improve the accessibility of information on a product design information-sharing platform. Additionally, domain experts within the aerospace industry validated the strengths, benefits and limitations of the framework. Due to the modular nature of the developed ontologies, they were also employed to support other project initiatives within the case study company such as role-based computing (RBC), IT modernisation activity and knowledge management implementation across the sponsoring organisation. The major benefit of this approach is in the reduction of man-hours required for maintaining engineering design ontologies. Furthermore, this approach strengthens reuse of ontology knowledge and encourages modularity in the design and development of engineering ontologies.     

Systematic packaging design tools integrating functional and environmental consequences on product life cycle: Case studies on laundry detergent and milk

This study presents systematic packaging design tools integrating functional and environmental consequences on product life cycle. To design packaging for sustainability, the trade-offs between functional and environmental aspects of packaging throughout the product life cycle should be considered. However, it is difficult for packaging designers to understand the overall trade-offs because the extent of the design consequences on the entire life cycle of packaging and its contents is unclear. We developed two tools for packaging design: the Life Cycle Association Matrix (LCAM) and the Function Network Diagram (FND). The following three steps, based on literature reviews and interviews with industrial experts, were applied. Firstly, we listed the product functions and design variables related to the functions as the attributes allocated to the product life cycle. Secondly, the attributes were connected appropriately based on causal relationships. Lastly, we identified the factors to support decision making in the packaging design procedure. As a result, the LCAM depicts the design consequences on the life cycle, and the FND determines the stakeholders affected by the design consequences. Two case studies were demonstrated to analyze the trade-offs by using our tools. In the case studies, a liquid laundry detergent bottle and a milk carton were redesigned. The tools identified the design consequences and stakeholders affected by the redesign of the usability and protective function for the detergent and milk cases, respectively. The results showed the significance of understanding the design consequences on the product life cycle by integrating the functional and environmental aspects.     

基于Vague集的绿色包装设计评价方法

提出了一种基于Vague集相似度量的绿色包装设计的评价方法.基于绿色包装设计的内涵,建立了绿色包装设计的评价指标体系,并基于Vague集相似度量对绿色包装设计的候选方案进行合理性评价,最后给出了应用实例.