基于语义的设计理性片段提取方法

设计理性重用的主要步骤在于理性模型的检索,然而目前设计理性模型检索的结果以单独的理性元素节点或完整实例的形式呈现,结构过于简单或复杂,不易于设计者理解和重用。针对以上问题,提出基于语义的设计理性片段提取方法。在关键词检索的基础上,对关键词检索得到的结果节点进行语义推理,得到包含结果节点的核心最小设计理性片段,通过对最小理性片段进行聚合与片段重复合并完成片段提取。基于设计理性片段的提取,为设计者提供满足检索需求且能完整表达某一设计过程的理性知识片段,形成以设计理性片段为基本单元的检索与重用模式。通过实例验证了片段提取方法和片段重用的有效性。     

基于RBF的范例检索方法的研究

基于范例知识的诊断是近年来故障诊断领域一个新的研究课题,径向基函数（RBF）是基于相似度的神经元函数。针对基于相似度范例检索存在地不足,将RBF引入范例检索机的设计之中。提出基于RBF的范例检索模型。并通过对模型网络的改进,使检索模型更适合于诊断实际。仿真和实例表明,基于RBF的范例检索方法优于基于BP网检索,是行之有效的方法。     

三维CAD模型检索驱动的快速数控编程方法

为了实现对已有零件数控(Numerical control,NC)工艺设计成果的有效重用,提高NC加工工艺编制效率,提出一种三维CAD模型检索驱动的快速NC编程方法。通过建立一种以制造特征为核心的工艺信息模型,实现对已有零件NC工艺设计成果的有效表征;引入基于内容的三维CAD模型检索方法,从工艺信息模型库中检索出具有相似制造语义的制造特征,实现零件特征级制造语义层面的相似性评价;根据特征的相似度值选择不同的工艺重用方法,实现基于三维CAD模型检索的快速NC编程。将三维CAD模型检索驱动的快速NC编程方法在原型系统中对数百个零件进行验证和应用。试验结果表明,该方法能够有效地实现对已有零件NC工艺设计成果的有效重用,可以提高NC加工工艺编制效率,满足企业的实际应用需求。     

产品概念设计重用研究

在对设计重用的基本理论进行研究的基础上 ,建立了能够记录概念设计历史的基于功能 -行为 -结构框架的概念设计信息模型 ,实现了功能、行为和结构的形式化表示 ,并通过与 PDM模型集成 ,建立了多粒度层次的概念设计重用框架 ,使 PDM系统成为概念设计重用的系统平台 ,同时还研究了概念设计重用信息的检索方法。     

基于扩展特征树的三维CAD模型相似评价

针对现有的三维CAD模型检索算法难以有效捕捉零件中包含的工程语义、无法满足设计重用需求的问题,提出一种基于扩展特征树的三维CAD模型相似评价方法。以三维CAD模型的边界表示为输入,通过交互定义设计特征及自动识别特征间关系的方法建立其扩展特征树;综合扩展特征树及其特征的几何属性表征给定三维CAD模型,并通过非精确的树匹配算法及一种自适应的权重分配方案实现三维CAD模型间的相似评价。理论分析及实验结果表明,该算法能够快速检索到相似的三维CAD模型,其检索结果较好地反映了模型的设计语义,满足设计重用需求。     

不确定客户需求驱动的相似实例提取方法研究

针对大规模定制背景下的产品选型设计,从不确定性客户需求出发,建立了集基于关联规则的合理性判别、基于三角模糊数的语义量化处理、基于主成分分析的冗余信息约简和基于层次分析法的权重值分配的客户需求智能化处理模型;通过欧氏距离计算产品相似度和K近邻分类算法在实例库中检索出最能满足客户需求的产品实例,该实例所对应的设计参数即为定制产品设计参数;最后以某工程机械公司平地机为例,对以上相似实例提取方法进行了验证,结果表明,该方法能实现个性化不确定客户需求到定制产品设计参数的映射,有效提高了后续产品配置设计的成功率。     

基于事物元的产品设计过程可拓重用方法

通过设计事物元对产品设计单元进行了描述,给出了面向产品设计过程的设计重用模型。依据客户的共性需求,运用设计事物元的蕴含性建立产品设计过程重用的基本蕴含系统。针对客户的个性需求,运用设计事物元的可拓性进一步形成产品设计过程重用的蕴含可拓集,综合需求与设计约束等条件进行对重用结果进行了优度评价,得到最优的设计重用过程。最后,以电除尘器为例,阐述了产品设计的可拓重用过程。     

基于本体的个性化产品客户需求参数化建模

针对部分客户需求表达的不规范性、模糊性和不一致性,设计人员难以确定产品的设计参数,从而影响产品的设计精度和设计质量.提出构建个性化客户需求本体的方法,对客户需求文本进行解析、规范化处理和识别客户模糊需求变量.通过检索客户需求本体,生成个性化产品的参数化需求模型,实现了客户定制需求和设计指标的统一.通过本体工具Protégé建模,应用案例说明此方法的实用性.     

基于神经网络的模糊客户需求映射方法研究

在传统的客户需求映射方法中,客户需求的权重通常是通过专家评分法确定的,很难反映客户对产品的真实需求.综合运用模糊理论和神经网络方法,建立了模糊客户需求映射模型,对客户需求矢量进行了仿真实验,预测出客户需求的实际权重,建立了反映真实需求的模糊度量质量屋.最后,通过实例验证了该方法的有效性.     

基于模糊多属性决策的复杂产品配置方法

目前产品配置设计主要是标准模块基础上的功能实现,针对模糊型复杂产品的配置问题,将模糊多属性决策理论引入到配置设计方法中.考虑客户主观不确定偏好,通过模糊需求的知识获取以及模糊需求与产品属性间的描述,实现客户模糊需求到配置需求的非线性映射.将配置需求作为复杂产品模糊层次配置的输入,通过非标准模块的相似性标识和模糊层次配置的求解,实现复杂产品模糊层次配置设计,模糊层次配置的输出为配置方案集.利用神经网络技术建立模糊多属性决策的配置方案评价模型,对配置方案集进行比较和排序,优选出最接近客户满意的配置结果.结合注塑机产品的配置设计,分析客户需求的模糊、不足和冗余问题,在第一层精确配置和第二层模糊相似配置的基础上,获得四个配置方案集,通过模糊神经网络的多属性决策模型,求解最优方案,并开发了注塑机配置设计系统.     

基于CBR的自动开箱机相似设计推理技术研究

为了实现机器人包装生产线自动开箱机的快速设计要求,将基于CBR的快速检索策略应用于自动开箱机相似设计实例检索。应用粗糙集理论确定实例特征属性权重并得到实例主特征。通过建立实例相似度模型,实现了自动开箱机相似设计实例快速检索。将此检索策略用于自动开箱机的设计过程中,证明了此策略的可行性。     

基于知识重用的产品快速设计过程研究

阐述了设计知识重用在产品快速设计中的重要作用。提出了基于知识重用的产品快速设计模型和阶段产品模型（设计知识载体）、设计过程、设计知识组成的三要素产品设计迭代过程模型。应用三要素产品设计迭代过程模型,结合工程机械行业的实际情况,以实例形式说明了基于知识重用的产品快速设计过程。     

机械产品设计重用策略研究

设计重用是指将过去的设计及设计知识应用到当前的设计活动。产品设计的本质特征及市场竞争环境决定了设计重用的意义。设计重用可有效缩短设计周期,提高设计质量,从而实现快速响应设计与制造。研究了机械产品设计重用的策略,给出了机械产品设计重用层次与设计重用空间的概念,总结概括出设计重用的使能技术,即CAD技术、AI技术和Web技术,并提出了基于这些使能技术的机械产品设计重用框架、模型和策略,对机械产品设计重用的进一步研究与应用具有理论指导意义。     

基于递归分割的机械零件三维形状结构检索方法

为实现设计重用,须对已有设计实例进行检索,实例检索中最为困难的是形状的相似性比较,为此提出基于递归分割的机械零件三维形状结构检索方法。生成模型凸包围盒获取机械零件的初始位置并对其进行归一化变换,再生成自适应有界分割面对实体进行分割,检测分割过程中实体的几何和拓扑参数变化,递归建立有序满二叉树,结合工程特征构建特征矢量,比较特征矢量的相似性获得非根结点实体的相似度,按广度优先变权遍历有序满二叉树,通过非根结点实体的相似度比较,获得各机械零件三维形状结构的相似度。将基于递归分割的机械零件三维形状结构检索方法在原型系统中对不同粒度的设计基元进行验证和应用,结果表明,该方法具有较高的计算效率和判断精度,能够快速准确地反映机械零件的总体轮廓形状和局部细节结构,对于实现设计重用提高设计效率具有重要意义。     

基于公理化设计的多级实例知识重用技术研究

为提高大型复杂产品设计的效率,研究了复杂产品方案设计的实例分解与重用技术,提出了一种基于公理化设计的设计卖例知识重用方法。该方法以设计实例分解关联度为依据分解系统,建立了多级设计实例的层次模型和基于多级实例的知识重用模型,实现多级设计实例的重用。以大型水轮机方案设计为例,证明了该方法的有效性和可操作性。     

Applying CBR to machine tool product configuration design oriented to customer requirements

Product customization is a trend in the current market-oriented manufacturing environment. However, deduction from customer requirements to design results and evaluation of design alternatives are still heavily reliant on the designer’s experience and knowledge. To solve the problem of fuzziness and uncertainty of customer requirements in product configuration, an analysis method based on the grey rough model is presented. The customer requirements can be converted into technical characteristics effectively. In addition, an optimization decision model for product planning is established to help the enterprises select the key technical characteristics under the constraints of cost and time to serve the customer to maximal satisfaction. A new case retrieval approach that combines the self-organizing map and fuzzy similarity priority ratio method is proposed in case-based design. The self-organizing map can reduce the retrieval range and increase the retrieval efficiency, and the fuzzy similarity priority ratio method can evaluate the similarity of cases comprehensively. To ensure that the final case has the best overall performance, an evaluation method of similar cases based on grey correlation analysis is proposed to evaluate similar cases to select the most suitable case. Furthermore, a computer-aided system is developed using MATLAB GUI to assist the product configuration design. The actual example and result on an ETC series machine tool product show that the proposed method is effective, rapid and accurate in the process of product configuration. The proposed methodology provides a detailed instruction for the product configuration design oriented to customer requirements.     

基于实例检索的回转体零件CAPP方法研究

在以特征为基础的零件信息表达基础上,将加工方法与之结合,提出了实现工艺重用的面向制造工艺的特征信息模型,使面向制造工艺的特征成为工艺设计的基本模块;并与实例推理相结合,提出了回转类零件的实例相似度算法,并以目前比较流行的CAD/CAE/CAM软件之一Unigraphics为开发平台,在VC++6.0的编译条件下,利用Unigraphics提供的二次开发工具建立零件信息输入系统,搜索零件实例库中相似信息模型,从而较好地解决了回转体零件相似工艺实例检索的问题.通过实例证明,采用该方法对回转体零件进行工艺设计,可大大提高工作效率.     

基于特征相似性的夹具变型设计方法研究

针对基于实例推理的设计方法实例修改自动化程度较低的情况,对夹具实例自动化修改中的变型设计过程进行了研究。为了适应夹具变型设计,在对夹具元件信息进行完整描述的基础上,提出了基于特征套件的夹具模型描述方法。以此模型为基础,通过对工序件特征的相似性比较和对约束完整性的求解,在几何推理的基础上实现了基于特征的夹具自动化变型设计。该方法可以用于实例自动重用问题,为夹具自动化设计探索了一种新途径。