基于设计情境与脑机反馈融合的产品设计知识需求感知技术

针对产品设计知识主动推送过程中设计人员的知识需求难以自动获取的问题,提出了一种基于设计情境与脑机反馈融合的产品设计知识需求感知方法。设计情境与脑机反馈融合构建知识需求感知框架,由动态变化的设计活动信息驱动生成设计情境实例序列,基于脑机反馈构建设计知识需求域。根据设计任务分解与产品结构的映射关系建立知识需求锚点,以设计情景激活知识需求锚点的方式动态关联当前设计内容,采用加权贝叶斯方法实现设计知识需求类型识别,并在数控机床数字化设计中对提出的需求感知方法进行了应用验证。     

数字化制造企业中知识管理集成框架及关键技术研究

针对数字化制造企业中基于知识的设计和制造问题,提出了一个知识管理集成框架模型,并就制造企业中构建知识管理系统中的知识获取、知识建模和表示、知识推理、知识重用以及基于知识的推/拉辅助设计等技术进行了研究。最后,通过基于知识的典型飞机零件设计的具体实例,进一步说明了飞机制造企业中的知识管理集成框架的应用。     

基于模型、数据、知识的设计与制造协同框架

针对工业产品在研发制造过程中对于过程协同、数据协同、知识协同的设计与制造协同需求,构建了基于模型、数据、知识的设计与制造协同框架,给出设计与制造协同应用的顶层设计新思路。梳理了设计与制造协同过程中的模型、数据及知识资源,明确设计与制造协同的资源基础;搭建了基于系统互联平台、大数据云平台、知识协同平台、协同服务平台的网络化协同支撑平台的架构,构成企业的设计与制造协同网;设计了基于设计与制造全生命周期的协同协议,并构建了模型、数据、知识协同集成模型,给出基于模型、数据、知识的设计与制造协同应用;在某汽车变速器企业进行了应用验证,取得了良好成效,证明了框架的可行性。     

基于OWL-DL的制造加工服务描述建模方法

为解决Internet上大量制造服务描述的异构性问题,实现网络环境下制造加工服务的快速发现与匹配,提出了二层一三元组模块化制造加工服务描述建模方法,构建了由核心本体和可扩展本体组成的制造加工服务描述语义网.为实现制造服务分类及其语义相似匹配推理,用描述逻辑建立制造加工知识之间的关系及其约束公理,运用Web本体语言OWL-DL实现制造加工服务规范描述.给出了面向用户的制造服务描述模型生成与应用框架,开发了支持"制造加工公共服务平台"构建的制造加工服务规范化描述建模和自动化发现与匹配的原型应用系统.     

基于protégé的车身制造工艺本体模型及匹配方法

为了在车身制造工艺规划过程中实现工艺知识的重用和共享,提高对已有车身制造工艺的检索和利用效率.提出了车身制造工艺本体知识表达方法,采用框架概念图表示车身制造工艺;提出了基于结构相似度的本体匹配方法,由概念树结构判断本体是否相似;最后通过利用protégé本体构建工具建立车身制造工艺本体库,设计了相应的本体匹配实验,实验证明基于结构相似度的本体匹配方法是有效的.     

基于KBE的产品设计中广义知识库创建研究

结合基于KBE的透平膨胀机设计，以广义知识库概念为理论基础，阐述了设计中知识的获取、分类到推理、应用等一系列过程的工作，分析了建立的深层和浅层知识系统，在传统知识工程的基础上，提出了将广义知识库与大型CAD软件知识熔接工具（KF）相结合的设计框架。以对象框架语言描述产品的相关设计知识，以SQL Server为平台构建广义知识库，以NXKF为工具实现在CAD软件中的知识熔接。在设计中建立专门的广义知识库，实现了与知识熔接工具NXKF的结合，证明在基于KBE的机械产品设计中广义知识库构建的可行与必要。     

基于元模型的统一制造资源模型框架

为解决企业多应用环境中的制造资源集成问题,提出了一种制造资源元模型,进一步给出了统一制造资源信息模型框架结构,应用基于面向服务架构和可扩展标记语言技术,建立统一制造资源服务平台,实现了该框架的构建.制造资源元模型由数据元模型、应用元模型、扩展元模型三部分构成,统一制造资源信息模型框架由资源核心模型层、资源应用模型层及资源整体战略模型层构成.通过对统一制造资源信息模型的分析,说明了该制造资源模型的可集成性与可扩展性.     

面向服务的多角色切削用量数据库系统

由于切削用量来源不同、数据库构建平台差异,切削数据存在重复和分散的缺点。切削用量使用过程中,各个使用角色之间发生复杂转换,对数据的实时反馈有迫切需求,对此提出了一种面向服务的多角色切削用量数据库系统。通过阐述多角色切削用量管理和面向服务的WCF框架,提供了数据库系统构建的可能性。采用三层应用系统构建方法,对该系统进行总体设计及数据结构设计,建立了B/S模式下的网络化构建。介绍了本系统中多角色切削用量查询及WCF数据服务的构建过程,实现了多种切削参数数据来源能够具有集中整合而又分散管理的功能,提高了切削参数数据使用和管理的效率,促进了制造加工技术的自动化。     

数字孪生驱动的装配工艺设计现状及关键实现技术研究

基于制造过程中的全数字量协调传递方式,通过"虚实融合、以虚控实"的手段,对数字孪生模型驱动的航空产品装配工艺优化-反馈-改进环机制进行了研究。分析了装配单元划分/求解/评价、孪生工艺模型构建、以及装配精度闭环控制等方面的技术内涵,阐述了国内外的研究现状及存在问题;考虑虚拟空间的设计与物理空间的装配等因素约束,提出数字孪生在装配工艺设计中的三项关键技术:①基于"面向装配设计"(DFA)的装配工艺规划与评价;②考虑真实物理拓扑关系的孪生工艺模型动态构建与分析;③面向装配现场的工艺优化—反馈—改进环机制构建,并给出具体的解决途径,从而拓展基于模型的制造技术内涵,将数字孪生落地应用,实现产品研发生产的闭环优化决策及产品研制模式的改变,提高装配准确性/一致性及装配效率。     

知识反馈的递进式产品配置设计技术

企业设计制造资源的动态变化给产品配置与知识更新带来了困难,针对这一问题,提出了知识反馈的递进式产品配置设计技术.分析了产品配置过程的递进性,据此定义了递进式配置过程的知识状态.定义了产品配置知识单元,分析了产品配置模板的生成及反馈过程,并通过粗集理论、配置设计匹配顺序排序及校验配置实现了递进式配置过程中的知识反馈,从而实现了产品配置知识的实时更新.分析了动态环境下递进式产品配置设计的整个过程,实现了知识反馈的递进式产品配置设计技术.通过在电梯产品的配置系统中的应用,验证了该技术的有效性.     

云制造环境下基于本体的加工资源发现

为解决云制造环境下的加工资源发现问题,研究了加工任务和加工资源的信息模型及建模方法,建立了基于本体的加工资源发现机制,从功能结构、属性约束和服务状态三个方面定义了资源匹配规则并使用描述逻辑进行了表达.构建了由资源层、代理层、知识层和用户层组成的资源发现框架,通过对信息模型与匹配规则的集成,实现了基于知识推理的资源自动发现.以齿轮加工为例,对加工资源发现过程进行了描述.     

基于语义Web的动态联盟知识集成模型方法研究

分析动态联盟制造企业知识集成中存在的问题和语义Web的层次模型,并对语义Web的层次模型进行适当的简化调整,构建动态联盟制造企业知识集成层次模型;对层次模型的元数据层、本体层和知识层的功能和关键技术进行详细介绍;以加工减速器为目的的动态联盟制造企业知识集成系统的构建为例,给出模型各层的具体实现过程,解决了动态联盟企业知识表达和获取中的语义不一致的方法问题.     

基于约束理论的制造单元瓶颈分析及对策

任何系统中都存在制约其发展的约束因素，制造单元设计中的瓶颈问题则影响系统的负荷平衡及生产效率。本文依据约束理论，阐述了对制造单元中的资源瓶颈问题、如何判别MC中瓶颈环节和削减MC瓶颈的方法。瓶颈资源是变化的，贯穿于生产计划调度系统的整个过程，提出了基于TOC和MRPⅡ的集成计划与调度系统框架，其主要特点是考虑了基于约束的单元能力平衡。应用瓶颈管理优化制造单元，对提高制造企业的生产能力具有重要的指导意义。     

基于产品生命周期主线的绿色制造技术内涵及技术体系框架

以产品生命周期为主线,提出一种绿色制造的技术内涵流程。从产品生命周期过程技术层、绿色制造特征技术层、绿色制造评估及监控技术层、绿色制造支撑技术层四个层面对绿色制造的技术体系展开,建立一个较为系统的技术体系框架;其中,产品生命周期过程技术层由绿色设计技术、绿色工艺技术、绿色包装技术、绿色回收处理技术以及绿色再制造技术构成;绿色制造特征技术层从技术特征角度对产品生命周期过程技术层进行分解;绿色制造评估及监控技术层由绿色制造评估技术、绿色制造数据采集技术和绿色制造过程监控技术等构成;绿色制造支撑技术层由绿色制造数据库和知识库、绿色制造技术规范及标准、信息化支持技术等构成。上述框架可为当前我国绿色制造的研究和应用提供一种技术体系参考模型。     

餐勺冲压模具型面快速设计方法研究与实现

针对餐勺冲压模具设计过程中无法解决模具型面与板料有效贴合的问题,提出了型面快速设计方法。该方法将逆向工程与知识工程相结合,通过提取制造知识,构建标准化型面数据库来存储设计和制造知识,避免了工艺经验的流失;采用快速建模方法提取设计知识建立设计知识库;而后将数据库中的模型参数化以建立知识库间的映射关系,最后通过特征快速拼接方法,接合从数据库中提取的型面特征完成设计过程。     

多域融合的高速列车维修性设计知识图谱构建

为了实现非结构化高速列车多域数据的知识抽取、融合及结构化存储,研究了多域数据融合的高速列车维修性设计知识图谱构建方法,详细分析了高速列车维修性设计知识图谱模式层本体模型概念要素组成、数据层构建及知识融合过程,展示了基于Neo4j图数据库开发的转向架知识图谱平台及知识检索系统。所研究的知识图谱构建技术不仅有效地实现了高速列车领域多源、多域数据知识的融合,还能很好地辅助设计人员进行产品可维修性设计,提高产品质量。     

基于模块化本体的机械产品制造企业知识组织模型构建研究

采用模块化本体的思想,对Web2.0环境下机械产品制造企业中的知识组织进行了研究与分析,提出了一个基于Web2.0环境的制造企业知识组织模型的构建框架,并对此模型的关键技术(包括知识库的构建、本题模块化连接、知识检索规则等)进行了阐述,最后结合机械产品制造企业的具体实验背景,设计了一个简单的面向机械制造企业的模型,开发了系统实现的大部分功能,并对其中的知识组织进行了明确的规范,结果证明该模型对制造企业的机械产品设计和制定产品策略等方面具有一定的理论指导意义和实际价值。     

面向知识重用的企业建模框架

针对现有企业建模体系不能支持行业知识表达与知识重用的问题,提出一个面向行业知识重用的多维度企业建模框架。其中,知识层次维由跨行业通用知识层、特定行业知识层、个案企业专项知识层三个子层次组成,用于描述不同抽象层次的知识;知识过程维包括概念化、知识资产获取、重用性设计、知识演化四个子过程,用于知识获取过程控制;知识内容维由一组视图组成,用于对可重用知识及其关系建模。最后,以水泥生产企业为例,说明了该框架在具体企业管理信息化中实现知识重用的情况。     

基于本体的协同制造知识建模

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。