面向概念设计过程的隐性知识获取方法

在工业设计领域,为扩展设计知识空间,提出面向概念设计过程的隐性知识获取方法.在讨论设计知识和隐性知识基本概念的前提下,指出概念设计过程集成特定的问题、情境和设计经验,是隐性知识的重要来源.根据隐性知识产生和转化的特征,建立从底层认知行为入手、完备概念定义体系以及信息逐层加工的知识获取策略.在隐性知识获取过程中,基于口语报告、问题、选项及标准(Question,Option,Criterion,QOC)和草图解释的方法捕捉设计师个体活动信息,并通过草图方案划分设计状态,初步整理收集信息.基于预设概念定义获取信息的知识转化原理,通过知识元级模型和本体配置单元,表达设计对象和设计过程两大类目标知识.通过主客观相结合的方法,评价转化知识的创新程度.通过应用知识获取系统,以获取闪存U盘隐性知识为例,验证以上方法.     

基于设计情境的制造知识主动推荐方法

产品设计是知识密集型活动,需要大量知识支持。目前,设计人员主要通过查询或询问等方式获取知识,存在查询效率低,查询结果冗余度高的问题。情境感知技术利用多种类型的传感设备实时感知情境信息,支持基于情境的主动式信息推荐。为此,基于情境感知技术,提出一种基于设计情境的制造知识主动推荐方法。在识别设计情境要素及属性的基础上,构建设计情境要素交互模型,以便获取设计情境信息。根据设计情境信息,确定设计人员当前所从事的设计活动类别,及对应的制造知识类别和制造知识项,缩小所需要的制造知识范围。进而通过当前情境模型、历史情境模型、陈述熟悉度模型、协同过滤模型等多个模型综合判定设计人员当前需要的制造知识并实现推送。最后,将方法应用于某型号飞机垂尾翼助减轻孔设计,说明该方法的可行性。     

面向知识推送的设计情境建模及推理

产品设计领域的知识推送致力于在正确的时机将正确的知识推送给正确的设计人员,当下存在的推送时机不准确、推送内容质量较低且存在滞后性等问题大多是由于对设计情境的刻画不够准确。借鉴情境感知原理,提出一种全面识别设计情境并进行建模和推理的方法。采用分类方法抽取设计情境要素,利用本体构建设计情境模型,进而基于本体模型全面感知获得低层设计情境数据,并对其过滤、融合,以此触发设计情境推理规则,得到高级设计情境信息。最后,以某型号飞机垂尾的设计过程为对象进行演示,验证了模型及方法的可行性及有效性,可为准确、适时、高效的设计知识推送提供支持。     

企业分类方法研究

企业模型是企业知识的外化,对企业模型知识的重用的一个重要问题是企业模型知识情境模型的建立,企业模型知识情境的关键是企业聚类,现从企业分类入手,在对传统企业分类方法分析的基础上,提出了一种基于资源类型的企业分类框架,以工艺为核心,从资源类型出发分为机械转化、智力转化和计算转化3种,探讨了从每个角度分若干子特征以构成企业模型知识情境模型.     

基于知识流的产品创意知识获取方法

为全面获取工业设计过程中的创意知识,提出一种将设计阶段与知识流节点匹配进行知识管理的方法。通过比较创意知识与工程领域设计知识之间的差异,探讨了工业设计领域的创意知识特殊范畴,将其知识空间划分为静态和动态两种,并进行创意知识建模。根据新产品开发成员协同创新的过程,提出了新产品开发过程多粒度模型,据此建立了创意知识流,将设计阶段与知识节点匹配。基于节点知识本体来识别创意知识源,通过分裂、合并、派生、插入、修剪等节点操作,以及标示节点之间的条件、排斥和协同关系,对设计案例的动态信息进行捕捉和转化。以灯具新产品开发中的创意知识获取为例,验证了该方法的有效性。     

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。     

面向维修性CAD的支持功能设计与集成方法

如何建立维修性设计支持模块是维修性CAD平台技术面临的核心问题。根据维修性设计的特点深入研究了维修性设计支持模块的设计集成方法,构建了包含信息获取层、知识推理层、指导应用层的模块层次化模型,并详细论述了模块各层次的实现方法。通过研究设计支持模块中维修性设计信息的组织表示问题,提出了基于维修性信息结点结构的推理方法。最后通过VB和COM编程形成了基于CATIA软件的维修性CAD平台,实现了机架、箱体类零件的维修性辅助设计支持功能。     

产品造型设计中的用户知识与设计知识研究

从工业设计出发，讨论了用户内隐知识与设计知识的关系，建立了用户知识与设计知识的匹配与碰撞模型，探讨了其关键技术和研究方法。以数控机床造型设计为例，采用口语分析法和语义差异法等方法分析了用户知识与设计知识的获取及表征形式，将内隐知识外显化，验证了该匹配模型，为进一步完善计算机辅助工业设计及数控机床网络化协同设计奠定基础。     

集成情境的知识管理方法和关键技术研究

为解决企业知识管理运作和实施过程中遇到的新问题和新困难,提出了集成情境的知识管理方法。该方法通过情境化,实现知识和知识过程与情境的集成。系统深入地研究了实现该方法的集成情境的知识模型构建技术、情境的识别获取技术和集成情境的知识检索获取技术。在这些方法和关键技术的支持下,构建了集成情境的知识管理系统,并通过实例说明了该系统的应用。     

面向机械设计过程的主动知识辅助系统研究

根据目前设计过程中知识应用存在的问题，本文以重型车辆动力舱设计为实例，采用人机交互方式，研究了辅助设计者快速利用知识的设计支持系统。通过基于功能的设计过程知识获取流程，来获取高层设计信息（功能、原理、行为等）与底层的结构特征信息。基于人类快速利用知识的规律，确立了机器知识存储和输出机制，建立了针对设计任务的知识探询模型，进而针对用户知识探询的结果有针对性地给予主动的设计知识辅助。     

基于案例的工业设计情境模型及其应用

从基于案例推理和认知心理学的思想出发,提出包含问题情境、求解情境和解情境的设计情境概念,并建立基于案例的工业设计情境模型。该模型包含工业设计情境组织框架和情境推理模型。在此基础上以数控机床为对象,对该模型从情境三个方面进行知识表达,初步建立一个基于案例的计算机辅助工业设计系统,并应用到设计实践中。     

设计决策支持的工艺质量知识建模

工艺质量知识是设计决策支持知识的重要组成部分。为设计者提供所需的工艺质量知识有助于设计决策的有效性。在分析机械电子产品设计活动的基础上，详细阐述了设计活动和设计方法的工艺质量知识需求。采用IDEFO方法建立设计活动模型证实了支持设计活动的工艺质量知识流。在此基础上，运用UML方法构建了工艺质量知识对象模型，该模型支持工艺质量知识的获取、组织和管理，可以为设计决策提供不同层次和粒度的工艺质量知识。     

基于产品结构树的制造质量信息分类研究

制造质量信息是支持并行设计决策所需的产品生命周期信息的重要组成部分,制造过程中与设计决策相关的质量信息的获取、表示、处理、利用等研究对设计者进行决策具有重要作用。针对现有质量信息分类方法在信息有效集成、设计者容易提取所需信息等方面不足,本文提出基于产品结构树的制造质量信息分类方法,将其分为产品类、装配件类、零件类,每一类又可分为关系类和数据类,并给出基于产品结构树的制造质量信息分类模型。     

基于属性相似性的三维装配体通用设计单元发掘方法

为了从已有CAD模型中获取具有共性的可重用信息、缩短产品开发周期,以产品三维装配体模型为对象,提出了一种基于属性相似性的装配体通用设计单元发掘方法。针对装配体模型的多源输入信息,建立了模型信息的属性邻接图表示方法;采用三类属性相似度分析方法将装配体模型进一步转化为聚类属性邻接图,实现了所有零件和连接关系的分组和统一表示;以聚类属性邻接图为基础,给出了基于快速频繁子图挖掘的装配体通用设计单元发掘算法和步骤。以一组制动器类产品的装配体模型为对象,验证了所提方法的有效性。     

激发灵感的产品设计案例知识组织方法研究

为使设计知识有效激发灵感,提出利用认知模式进行产品创意设计案例知识组织的方法。基于问题与方案共进模型,提出激发灵感由外在信息与作用对象组成,形成问题、方案与桥接3个激发通道。阐述了设计案例的定义,指出创意设计案例知识获取特征。建立了知识组织系统架构,分为目标层、认知基础层、应用情境层、案例组织层及知识服务层5个方面。其中,案例组织层包括知识单元组织、知识库组织及知识单元挖掘,分别实现标准化元数据结构、案例知识加工宏观控制及新知识发现功能。在厨具设计中应用该系统,通过调查设计师使用情况,验证该组织方法能有效增加激发灵感机率。     

云制造环境下设计理性模型驱动的协同设计

设计服务化是协同设计的一个新方向。本文提出了一种云制造环境下设计理性模型驱动的协同设计方法。首先建立设计理性模型库,然后基于设计理性模型驱动协同设计,基于设计情境匹配设计服务,基于设计知识跨库检索多个知识库为设计活动提供知识融合服务。最后以ATM机的设计为例证明了此方法的可行性。     

面向设计需求的制造知识应用情境模型

制造知识是产品设计所需知识的重要组成,设计人员往往熟悉产品设计领域的知识,但制造知识匮缺。传统的制造知识检索技术往往很难准确满足设计人员的个性化知识需求。基于情境理论,分析了设计人员、设计角色、设计过程、设计对象和设计任务等设计情境要素,建立了设计活动情境模型;同时构建了制造知识应用情境模型,实现了制造知识应用情境模型与设计情境的关联,利用本体技术对制造知识及相关情境进行了形式化表示。基于设计情境构建面向设计需求的制造知识应用情境模型,可为准确、高效地实现制造知识的存储及面向设计的制造知识推送提供基础。     

基于深度学习的机械领域知识图谱构建及应用

针对企业内以分散形式进行存储的设计信息难以重用的问题,融合设计模型库和文本资源库构建机械设计领域知识图谱：通过计算机视觉等技术从历史模型库及文档中获取所需领域知识,对于模型库数据,采用聚类算法减少图谱节点冗余;提出一种新的MachineALBERT预训练模型对通用ALBERT进行参数设计,将该模型作为文本的语义编码层,以Bi-LSTM作为标签预测层,加入CRF作为整体标签优化层,搭建实体识别模型;对于关系抽取模型,共享字符编码层,加入CNN层对文本关系进行分类,将非结构化信息转化为结构化三元组,经实体对齐后存储至图数据库。根据构建完成的图谱建立计算机辅助设计可视化系统,以提供实体查询与知识问答等多种功能,提升产品设计效率。     

基于情境感知的环境友好设计资源服务研究

介绍了情境感知的基本概念,讨论了情境类别、情境识别与获取.通过情境感知的环境友好设计资源模型建立,有针对性地归纳了情境感知主动服务,从而将设计资源智能地服务于用户.     

面向过程的工业设计知识地图构建

为了组织工业设计知识,提出一种构建知识地图的方法,推动产品概念设计创新。通过对工业设计过程的调查分析,建立具有不同抽象粒度的设计过程模型,搭建知识地图框架。基于知识节点关联的概念体系,定义节点的输入和输出结构。通过对节点进行合并、分裂、修剪、插入和变异操作,统一获取、存储及重用设计知识。一方面,面向设计过程的知识地图采用操作流程基本框架组织知识,从结构上减少知识复杂性、分散性、隐匿性带来的混乱,为辅助设计决策、产生设计概念提供帮助。另一方面,可视化的知识地图框架适应多种设计项目,添加包括条件、目标、顺序、因果在内的设计知识情景信息,有效地减少知识领域单一造成的设计活动盲目。通过应用实例对该方法进行验证。