产品概念设计中方案实例的表达与方案生成

概念设计方案实例的知识表达关键是将CBR应用于产品概念设计。将行为信息引入公理化设计中，建立了扩展“之”字映射；在此基础上，构造了概念设计方案实例的知识表示模型——域结构模板；给出了基于域结构模板的多方案生成过程。以高速链式平缝机为例对所述模型和方法进行有效性验证。     

基于TRIZ与实例推理原理的产品绿色创新设计方法

为开发环境友好型绿色产品,提高绿色产品的创新效率,提出了基于TRIZ和实例推理原理的产品绿色创新设计方法。以本体论为基础,给出了绿色产品设计实例的表达机制,构建了绿色产品设计实例的本体库,实现了产品绿色创新设计案例知识的检索、重用和修正。建立了绿色设计属性与TRIZ冲突矩阵48个工程参数之间的关联表,实现了绿色设计属性向TRIZ工程参数的快速转化。建立了基于TRIZ和实例推理原理相结合的产品绿色创新设计支持平台,并以洗碗机底板的创新设计为例讨论了所提出方法的正确性和有效性。     

面向飞机结构划分的CBR技术

飞机装配工艺设计需要大量借鉴以往机型的设计方案.对设计知识的重用是提高飞机装配工艺设计效率的有效保障.研究装配单元划分知识表示与重用技术,提出一种基于实例的航空产品装配单元划分设计方法,通过对装配单元划分知识的组织构造装配单元划分实例模型,采用基于相似度的实例检索算法,通过实例的检索获得符合设计要求的最佳匹配实例.以某机型机翼梁为例进行算法验证.     

基于CBR的绿色产品创新设计过程模型

为了提高绿色产品创新设计的效率,通过分析大量绿色产品设计实例以及市场现有产品的绿色属性,创建绿色设计类型与绿色设计参数映射表,从而简化绿色设计实例的表达和检索,并建立基于CBR的绿色产品创新设计过程模型。通过融合CBR技术和绿色设计理论,探索出绿色产品设计实例的表达机制,构建绿色设计实例知识库,从而完成绿色设计实例知识的检索、修正和重用。最后,以汽车前翼子板的绿色创新设计为例,验证该绿色产品创新设计过程模型的可行性。     

基于知识重用的产品方案设计多级实例推理模型

大型复杂产品方案设计结构配置过程具有复杂性、多层次、多属性和创造性的特点,对设计知识的合理组织和重用是提高产品设计效率的有效保障.在多级设计分解的基础上,研究了大型复杂产品方案设计多级实例推理与重用技术,提出了多级实例推理关联传导过程的形式化表达模型,建立了多级推理过程的传导效应函数,给出了多级实例推理算法和基于多级实例推理初始方案的实现过程.通过实例验证了所提模型与算法的有效性和可操作性.     

面向产品概念设计的知识网络模型

产品的概念设计对其最终设计结果具有重要的影响。提出了支持产品概念设计的知识网络模型,通过该模型将显性知识进行组织,以支持产品需求转换为产品功能,进而转换为产品结构的概念设计过程,并根据模型对产品参数间的隐性联系进行挖掘,使其转换为显性知识以支持重用。通过对某工业汽轮机转子通流部分设计过程的知识网络应用过程给出实例论证。     

基于粗糙集和K-均值聚类的概念设计实例检索方法研究

针对产品概念设计非常复杂、涉及内容多等特点,提出基于粗糙集的实例推理技术,并将其应用于实例检索.首先在分析了概念设计特征基础上,建立了基于粗糙集的概念设计实例知识表达系统模型,然后通过基于分层聚类的K-means聚类法离散化决策表中的连续属性,利用粗糙集对离散后的决策表进行实例特征属性约简,抽取重要的特征属性作为检索依据,通过权值计算方法得到各特征属性的权值,检索出最为接近的概念设计实例作为设计参考实例.最后以冲压模具实例检索为应用实例,说明了这种实例检索方法的可行性、有效性.     

基于属性映射的产品绿色设计方案优化方法

针对产品绿色设计方案受多因素耦合影响,不易对其优化的问题,提出基于属性映射的产品绿色设计方案优化方法。基于产品功能结构分解模型,建立产品模块实例库,采用正交试验设计安排样本空间,基于支持矢量回归(Supportvector regression, SVR)理论,对优化变量与优化目标间的映射关系进行拟合,进而建立产品设计方案多绿色属性与多模块功能实例之间的映射关系;采用非支配排序遗传算法(Non-dominated sorting genetic algorithm Ⅱ, NSGA-Ⅱ),选取绿色属性最优的产品设计方案作为目标,对离散变量进行多目标优化,从众多可能解中快速、准确的寻出Pareto解集,从而生成产品绿色设计优化方案。以喷墨打印机产品绿色设计方案优化为例,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于属性预测的产品概念设计

针时现有产品次要功能的创新开发,提出了基于属性预测的产品概念设计过程模型.在该模型中,产品经历了从功能域到组态域的转换,同时设计者通过对产品组件和属性进行属性预测操作得到概念设计方案,全面评估各个方案后得到最优解.最后以洗衣机的创新设计为例,验证上述概念设计过程模型的有效性和实用性.     

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。     

基于多域互用的数控机床模块化配置设计

为实现数控机床各级功能部件的选型优配设计,提出一种多域互用的数控机床模块化配置设计方法。通过机床功能部件的机电液属性池定义模块,根据模块的隶属与层次关系创建产品偏序模板。定义关键模块、相关模块、虚拟模块,以表征各模块的优先级与重要性。根据零部件选型与优配约束,确定模块的实例化规则。由可比属性间的模糊隶属度推算两模块相关性,通过Karhunen-Loeve变换遴选出关键模块,根据支持矢量机多分类实现产品树重构。由布局设计促进模块实例化,由结构变异实现难直接重用零件的互用,根据设计需求输出模块化物料清单与装配体,最终实现多域互用的模块化配置设计。开发了模块化配置设计原型系统,应用于HMS系列某卧式加工中心设计,结果表明,通过属性—模块—模板的层级映射将已有的数控机床设计拓展到布局域—选配域—变异域多域互用的模块化配置设计,扩大了零部件借用范围,降低了不同布局的产品族间的非标件比率,有利于提高数控机床的设计效率和质量。     

基于企业资源的设计重用研究

在中国国家“十五”科技攻关重大项目《沈阳市用高新技术改造传统装备制造业示范工程》支持下，研发大型成套装备产品设计开发支持系统技术，解决产品设计开发方法问题，报告基于企业资源的设计重用研究成果。 通过对当前中国大陆机械制造企业产品开发设计现状的分析，基于产品并行和协同设计理论，提出设计关系模型，以体现产品设计的并行、协同、面向全生命周期等属性；突出设计师对设计过程的触发和参与——在从概念设计到详细设计的过程中，设计师应能简捷有效地在一定层位对设计进行修改。 借助产品创新设计原理、方法及合理化工程等理论，分析产品开发与建模过程。以最大限度实现并行工程与协同工作环境的设计重用，提出基于并行工程的机械产品创新设计平台PDM概念。平台PDM由基础环境层、应用支持层、应用工具层及应用界面层组成。提出产品设计过程及产品结构物理模型，基于实例与特征技术、产品结构与PDM映射，建立数学模型、映射模型及实例模型，明确设计过程关系，使PDM系统成为实现概念设计重用的系统。     

基于复杂网络的知识驱动产品创新设计

为了在概念设计阶段有效组织并利用设计知识驱动产品创新设计过程,提高设计者产生创新方案的效率,提出一种基于复杂网络的设计知识网络构建及分析方法。根据设计知识在创新求解过程中的应用特点以及功能、行为、结构三层知识的多对多映射关系,建立了设计知识复杂网络模型,在此基础上计算和分析网络关键特征参数、挖掘网络拓扑结构特点、评价知识节点的重要度,最后根据知识间的关联关系划分知识组元,为设计者提供一个扩大且有序的方案论域范围,由此驱动对产品方案空间的多样性、适应性、原创性设计操作,以实现对产品概念设计过程的激励。以发动机的改进设计为例,阐述了发动机设计知识复杂网络对概念设计的驱动过程,验证了该方法的有效性。     

采煤机概念设计的知识表示与知识推理

为实现采煤机概念设计知识和经验的重用,针对采煤机设计领域知识的可分解性、多样性和模糊性等特点,提出了以面向对象为主、产生式规则为辅的知识表示方法,建立了采煤机概念设计实例库和规则库,并将基于实例和规则推理的集成推理机制应用于采煤机概念设计知识推理中.最后以UG为平台开发了采煤机概念设计系统,实现了知识驱动的采煤机概念设计自动化,积累了设计经验和知识,缩短了产品设计周期.通过工程应用实例验证了该方法的有效性与可靠性.     

航天产品设计知识的表示与重用技术研究

航天产品设计需要大量借鉴以往型号产品的设计方案,对设计知识的合理组织和重用是提高航天产品设计效率的有效保障.本文研究了航天产品设计知识表示与重用技术,提出了一种基于实例的设计知识重用方法.通过对航天产品设计过程的深人分析,提出映射体系多级树状结构的知识表示模型,并基于该知识表示模型提出知识检索策略,其中实例检索采取基于相似度的买例检索算法.通过实例检索策略获得符合设计要求的最佳匹配实例及相关设计知识,并以火箭为例进行验证.     

基于知识重用的钳臂快速设计方法

为充分利用已有设计知识实现钳臂的快速设计,提出了一种将知识重用与参数化设计相结合的方法。分析了钳臂的结构和设计知识特点,并对知识进行了分类、表示。利用知识工程和参数化设计将事实性、过程性知识应用到标准模型中,用实例表示网格划分信息知识。在知识重用方面,采用基于实例的推理技术,并结合钳臂实例的属性相似度及历史设计的指导因子,检索与当前设计要求最匹配的实例。最后,通过实例验证了该方法的可行性与有效性。     

基于集成模型的多层次设计重用方法

针对产品开发过程中对设计重用的需求,提出基于集成模型的设计重用系统,该系统可支持多个层次和粒度的设计重用。实例检索系统用于实现产品和零部件相似实例的检索,适于难以采用模型表达的设计知识的重用;结构配置系统可实现一类变型产品的快速配置,适于零部件结构和模块的重用;参数化系统映射属性集,可驱动CAD模型,适于零部件参数和特征的重用。最后,结合某减振器企业开发了支持多层次设计重用的变型设计系统,初步验证了该方法的可行性。     

基于本体的协同制造知识建模北大核心

为解决企业间制造过程中涉及知识理解、知识共享和重用困难,而导致产品生产周期长、效率低等问题,提出一种基于本体的协同制造知识建模方法。通过对协同制造特点的分析,建立了分布式协同制造工作流程模型。以航空产品协同制造为研究背景,结合领域本体构建方法,构建了分布式协同制造知识本体框架,并对协同制造知识进行分类与概念抽取、属性定义及OWL描述。最后通过实例验证知识建模方法的可行性与有效性。     

基于实例推理的高速动车组总体方案设计

针对传统高速动车组总体方案设计领域存在过程复杂、经验依赖性强,以及缺乏对既有成熟动车组总体方案设计知识的积累和重用等问题,提出基于实例推理的高速动车组总体方案设计方法。在总体方案设计实例知识结构化表示的基础上,采用基于指数标度的层次分析法确定属性权重,通过基于最邻近实例检索算法获得与设计要求匹配总体方案,然后对相似实例进行修改重用得到目标方案。以某型动车组总体方案设计为例,验证该了方法的正确性和可行性。     

基于模糊图论和最优水平值方法的概念设计方案求解

为便于机械产品概念空间的直观描述，将模糊图论引入概念设计，利用模糊与／或树表征产品概念空间。利用模糊设计理论中的最优水平值方法遴选基本功能载体，对功能载体的组合得到备择方案并进行综合评价，达到优化概念设计方案求解过程和提高设计效率的目的。用起重机起升装置的设计实例说明这种方法是切实可行的。