基于知识重用的除氧器快速设计系统

除氧器设计时由于客户定制成分较多,一般采用根据订单个性化进行设计的方法,因此存在设计错误多、设计周期长的问题。为更有效地利用已有的除氧器设计知识来提高设计效率,分析了除氧器产品的结构特点和设计知识特点,提出了除氧器产品的整体和功能模块知识的表达方式,并给出了功能模块的产品配置和范例推理规则。进一步分析了除氧器配置设计知识的组成及实现配置的方法,采用基于产品配置和范例推理技术,建立了一个基于知识重用的除氧器快速设计系统,并给出了Tryout300MW3800型除氧器设计的应用实例。实践证明,应用此快速设计系统使得设计速度和正确度大大提高,满足了设计要求。     

递归化产品配置设计技术研究

运用递归思想,研究了产品配置设计技术.首先定义了产品配置设计单元,并根据产品配置设计单元间的递归逻辑关系,生成了产品配置模板;其次,通过提取配置信息中的新零部件实例和规则知识,实现了配置知识的递归组织;最后在递归定义产品配置设计过程的基础上,分析了配置递归循环的层次性,拓展了产品配置设计外延,实现了递归化产品配置设计技术.该技术在大型电除尘装备的配置设计中得到了实际应用,有效地提高了产品设计效率.     

基于知识的大规模定制产品可拓配置设计

针对现有产品配置设计方法中对客户性能需求研究的不足,提出了基于知识的大规模定制产品可拓配置设计理论与方法.通过分析产品设计过程中的信息处理,明确了基于知识的设计系统开发思路,应用物元理论与可拓学方法,对大规模定制的典型机械产品进行基于数据库的可拓分类知识挖掘,建立满足产品个性需求性能的可拓配置变换规则、关联函数及与之对应的产品可拓配置集等,并将其有效地应用到单体液压支柱的个性化配置设计中.应用实例表明:该方法不仅能快速满足大规模定制设计的个性化要求,而且能为计算机参与解决配置设计矛盾问题提供一种可行的途径.     

面向平台创新的阀门产品快速设计流程研究

为解决大型阀门产品的快速设计问题,基于大规模定制的设计特点,提出了一个基于产品平台的快速设计流程模型.阐述了大型阀门产品设计的实现过程,重点解决阀门产品平台设计、阀门配置模型设计和配置资源库的建立等问题.从平台创新的特点出发,基于功能基和模块化分析,建立了三偏碟阀产品族子集的功能结构视图和配置模型.最后,给出了原型系统实现的功能和具体应用实例.     

按单设计型复杂产品多层次配置设计方法研究

在分析按单装配型配置系统不足的基础上,提出一种按单设计型复杂产品多层次配置的设计方法.根据客户需求,基于预定义的产品族平台,针对按单设计型产品不同类型模块特点,应用不同层次的配置规则进行模块的多层次配置,并对配置结果进行校验,得到满足用户需求的产品设计方案,作为订单产品设计的基础.     

面向产品并行设计的知识基智能化推理决策系统研究

从现代集成制造技术的特点出发,提出一种面向复杂产品并行设计的知识基智能化计算机支持体系,重点讨论了综合型协同式推理决策的机理和实例推理、耦合神经网络的规则推理等模块的算法模型,最后,给出一个系统用于导弹产品设计的应用情况.     

面向数字样机的知识获取技术及知识工程系统的研究

分析数字样机(DMU)和知识工程(KBE)技术的内涵,总结出DMU知识获取方法,解决了面向DMU的KBE系统知识获取问题;提出DMU产品数据管理(PDM)与KBE的集成产品设计新理念.研究基于实例和神经网络的KBE系统设计流程,并给出摩托车设计KBE系统的详细应用实例.     

实例与经验相结合的产品设计知识获取技术

为实现产品设计知识的完整获取,在基于知识工程的产品设计领域,研究了产品实例设计知识与领域专家设计经验相结合的知识获取技术。首先,分别研究了基于产品实例的设计知识获取方法和面向领域专家的设计经验获取方法。然后,提出了实例知识与专家经验的融合算法和获取结果的神经规则表示,在此基础上给出了实例与经验相结合的产品设计知识获取实现框架。最后,将该方法应用于基于知识工程的固体火箭发动机设计,解决了固体火箭发动机设计中与经验相关知识的获取问题,得到了细粒度和完备性好的固体发动机药形选择设计知识,并通过实例说明了该技术的有效性和实用性。     

产品族工装配置技术研究与实现

为支持产品族中变型产品的可重构工装快速开发,借鉴产品配置原理,提出了一种同时利用工装实例、综合工装和配置规则的工装配置方法.提出了产品族工装配置的概念与定义,建立了工装实例、综合工装和配置规则三类工装配置知识模型,分析了支持工装配置的产品、工艺和丁装资源三类数据对象及关系,并以此为基础构建了详细的工装配置流程.开发了工装配置原型系统,并采用某火箭系列分离器关键零件对工装配置方法进行了验证.结果表明,所提方法町为产品族工装的设计与管理提供町行的快速解决方案.     

面向中产品并行设计的知识基智能化推理决策系统研究

从现代集成制造技术的特点出发,提出一种面向复杂产品并行设计的知识基智能化计算机支持体系,重点讨论了综合型协同式推理决策的机理和实例推理、耦合神经网络的规则推理等模块的算法模型,最后,给出了一个系统用于导弹产品设计的应用情况。     

Knowledge-based configuration design of a train bogie

The configuration design of a mechanical product can be performed efficiently when it is based on a functional model. There are some function-based design methodologies that decompose functions from the abstract level to the concrete level by matching the functions to physical parts. However, executing innovative design is difficult when the function is matched only to pre-defined parts. This paper describes the configuration design process of a train bogie with a design expert system that uses function taxonomy and TRIZ. The design expert system can propose a functional model of a new part that is not on the existing parts list of train bogies. Levels of design knowledge which describe the operations of the mechanical product at different levels of abstraction are introduced. This is the theoretical basis for using TRIZ with the function taxonomy for configuration design. The design expert system is adequate for controlling the design knowledge, which is expressed as knowledge of parts, functional modeling, mapping rules between functions and parts, and TRIZ. The functional model of a new brake system in the bogie is introduced with the design expert system.     

Robust design of configurations and parameters of adaptable products

An adaptable product can satisfy different customer requirements by changing its configuration and parameter values during the operation stage. Design of adaptable products aims at reducing the environment impact through replacement of multiple different products with single adaptable ones. Due to the complex architecture, multiple functional requirements, and changes of product configurations and parameter values in operation, impact of uncertainties to the functional performance measures needs to be considered in design of adaptable products. In this paper, a robust design approach is introduced to identify the optimal design configuration and parameters of an adaptable product whose functional performance measures are the least sensitive to uncertainties. An adaptable product in this paper is modeled by both configurations and parameters. At the configuration level, methods to model different product configuration candidates in design and different product configuration states in operation to satisfy design requirements are introduced. At the parameter level, four types of product/operating parameters and relations among these parameters are discussed. A two-level optimization approach is developed to identify the optimal design configuration and its parameter values of the adaptable product. A case study is implemented to illustrate the effectiveness of the newly developed robust adaptable design method.     

基于性能驱动的可拓数据挖掘产品配置设计方法研究

针对现有产品配置设计方法中对客户性能需求研究的不足,结合可拓数据挖掘方法提出了基于性能驱动的可拓数据挖掘产品配置设计方法研究。首先通过对客户个性化需求的定量与定性化分析,建立客户需求分析模型;其次对配置模型的参数知识进行可拓知识挖掘,并对产品布局结构的变换阈值知识进行相互匹配与矛盾问题消解,建立变换消解模型及满足客户需求的可变换阈值解空间;然后在此基础上,对产品配置过程中的知识组合矛盾问题,进行基于可拓数据挖掘的传导变换,求解出满足客户需求的配置解空间;最后基于Visual C++6.0、Solidworks等平台开发软件建立了产品的快速配置系统,通过实例测试,验证了该方法的准确性和有效性。     

支持产品设计的知识仓库框架研究

为满足产品快速定制设计过程对知识的配置、组织、获取和重用的要求，构建了基于知识仓库的知识管理框架。在对产品信息模型的定义基础上构建了由产品需求决策知识、产品结构知识、产品配置知识、产品特征知识和产品设计资源组成的知识仓库知识结构，并且将机器学习中的决策树和加权聚类算法用于知识推理和设计决策过程中，将Web Service技术运用于异构CAD系统和知识仓库数据交换，
实现了基于异构CAD平台的分布式知识共享和应用集成。     

基于模块可拓性的产品配置设计

为提高设计效率和设计知识的重用度,实现产品的低成本快速响应设计,提出了一种基于面向对象的配置设计方法,并对其可拓性进行了研究.形式化表达了基于面向对象的模块、产品配置和配置产品等基本概念;对应于物元模型,建立了模块模型,研究了模块的数据可拓集和模块调节的方式.在对客户需求进行分析的基础上,根据模块的可拓性,从定性的角度找到和目标特征匹配的模块,再以定量的方式实例化模块的特征值,得到模块实例,并将其组装成最终产品.最后,给出了基于模块可拓性的配置设计方法在某装配生产线的操作台架设计中的应用实例.     

基于本体论和知识规则的大批量定制配置设计技术研究

在分析大批量定制模式下配置设计知识的基础上，规划面向产品族的配置设计本体、知识域及其属性，提出基于面向对象思想的产品配置设计模块。定义配置设计规则用于过程推理和配置知识演变，着重探讨了配置设计求解策略和实现算法。以配置设计知识模板为向导，实现配置设计方法的形式化表达，配置优化应遵循的原则。结合项目给出大批量定制配置设计的应用实例。     

CommonKADS在夹具结构设计中的应用

为提高夹具设计系统的实用性并改进结构设计过程,应用知识工程来开发智能化夹具结构设计系统。首先应用CommonKADS方法构建系统的知识模型,刻画知识的上下文和相互依赖关系。在该模型中,领域知识将结构设计涉及的知识项概念化,提出典型结构以替代基于实例推理方法中的设计实例;任务知识用于描述任务分解和控制策略;推理知识用于描述基本推理和推理结构。将知识模型的内容和结构映射到系统体系结构中,开发了夹具结构设计原型系统。设计过程采用自动设计和交互设计的混合模式,主动支持设计者进行创新设计。最后,以实例说明了知识模型和知识系统的应用,验证了知识工程方法的有效性。     

基于规则的起重机主梁配置设计方法

以寻求1个能快速响应客户需求的主梁产品配置设计方法为目标,采用需求变量表达订单需求,产品BOM描述配置结果,通过约束规则构建配置知识库,引入参数化设计的思想,提出了1种基于规则的起重机主梁产品配置设计方法,给出了部分实现例子,同时提供了1种技术上可行的实现方案。     

制造企业工艺知识管理水平评价方法的研究

通过对企业工艺知识管理系统的研究,并将层次分析法和神经网络法相结合,提出了一套科学、合理的工艺知识管理水平评价指标体系.详细介绍了该评价指标体系及评价方法.通过实例说明该评价指标体系是比较可行的.