基于本体和粗糙集的产品设计知识推送技术

针对产品设计过程中因产品设计知识数量过多、位置分散而导致的知识推送精度不高、利用效率低下的问题,提出基于本体和粗糙集的设计知识推送方法.分析了产品设计过程中的知识活动,建立了产品设计任务和设计知识的本体模型;在本体模型的基础上,利用粗糙集和信息技术从知识使用日志中抽取了知识推送规则;结合设计人员的知识需求,依据知识推送规则实现了产品设计知识的精确推送.以某汽车制造企业为背景,通过应用案例验证了该方法的可行性和有效性.     

面向协同的产品设计知识推送研究

知识推送是提高产品协同设计中知识获取效率的重要方式。通过分析现有设计知识推送研究的不足,运用知识模块集来描述设计过程知识需求模型,提出设计过程知识需求模型的更新方法,设计了一种面向协同的产品设计知识推送模型,其推送思路是:当设计人员接受设计任务时,对设计过程知识需求模型中的知识模块集进行基于概念语义扩展的设计知识检索,然后根据设计人员的知识水平过滤预推送的知识,最终将知识推送给设计人员,从而达到在产品设计过程中主动地为设计人员提供个性化知识服务的目的。     

面向产品创新设计的个性化知识推送研究

为了有效辅助设计者进行产品创新设计,实现知识共享与重用,提出一种基于用户模型,面向产品创新设计的个性化知识推送模型,在该模型中知识推送机制为:首先由设计任务促发知识推送规则,为其匹配设计知识,生成预推送知识集,知识推送规则为利用粗糙集理论从使用日志中进行抽取;然后利用本体技术构建用户模型,获取用户知识需求,对预推送知识集进行过滤和排序,实现满足设计任务和设计者知识需求的个性化知识推送。以重载铁路扣件改进为示例,表明了该模型的有效性。     

面向产品设计的知识主动推送研究

分析了基于知识的产品设计,针对现有系统不能主动将知识在适当的时候传递到适当设计人员的缺点,提出了一种基于知识管理的、以工作流驱动的、产品设计的知识主动推送体系结构,分析了其主要层次结构及知识的组织和管理,提出了以工作流驱动的知识主动推送方式.建立了知识主动推送的控制模型,根据知识主动匹配算法分析了设计任务、设计子任务、设计人员、设计知识及其数据结构;将基于语境框架的文本相似度计算延伸到设计领域,提出了基于设计对象的文本相似度计算方法;通过相似度计算对设计人员匹配适当的知识,开发了知识管理和工作流的集成原型系统,并以电涡流缓速器设计为例实现了知识的主动推送.     

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。     

面向机械零件关联知识推送方法的设计与实现

为了提高机械产品设计过程中零件类知识的获取效率,充分利用和挖掘零件设计知识的价值,采用以零件知识为核心的新型知识服务理念,提出了一种以设计任务为驱动的关联知识推送方法,实现关联知识的主动推送。首先,阐述了关联知识的概念,通过对产品设计过程中基于任务的知识需求分析,构建了关联知识推送体系框架;然后,分析了关联知识推送的应用技术,研究了关联知识推送的实现机理,采用相似度匹配算法,实现了相似的关联知识的匹配;最后,通过实例应用验证了关联知识推送方法的可行性和可靠性。     

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。     

基于语义特征项列表的工艺知识推送技术研究

针对工艺人员在机械产品制造工艺设计过程中通过现有信息检索方式难以准确得到相关知识的问题,分析现有机械产品设计制造相关知识推送研究的优点与不足,将个性化推送技术及基于领域本体的语义检索技术融入知识推送过程中,提出了基于语义特征项列表的工艺知识推送方法,实现了在工艺知识推送过程中对工艺知识的个性化语义检索,提高了工艺人员在工艺设计过程中获取相关知识的效率。首先,提出了主要包含知识需求个性化扩展、知识检索匹配及预推送知识个性化过滤的工艺知识推送模式;其次,构建了满足工艺知识推送需求的工艺知识、工艺人员、工艺设计任务及工艺知识应用案例模型,详细介绍了语义特征项列表的生成过程;然后,设计了以语义特征项列表为核心的工艺知识推送相关算法;最后,通过实例验证了相关算法的有效性,并面向某机械产品制造企业的实际应用需求开发了支持推送的机械产品制造工艺知识管理系统。     

基于粗糙集的机械产品绿色设计知识更新

为适时地对机械产品绿色设计知识进行新旧更替以满足现代产品设计的绿色需求,基于本体思想对机械产品绿色设计知识进行表达,通过粗糙集构建机械产品绿色设计知识决策表,提取机械产品绿色设计知识规则,形成机械产品绿色设计规则集;结合设计人员的知识需求,通过绿色设计知识规则匹配,实现机械产品绿色设计过程中知识的更新换代。最后以活塞的绿色设计知识更新过程的研究为例,验证了该方法的有效性。     

基于变权分层激活扩散模型的产品设计知识动态推送技术

为了实现精确、动态的产品设计知识推送,提出了基于变权分层激活扩散模型的设计知识动态推送技术。分析了产品设计知识推送系统架构,建立了面向产品设计知识推送的变权分层激活扩散模型。以集聚关联分析方法获得设计知识节点的关联关系,通过层次激活扩散过程获得设计知识推送结果。结合设计人员反馈行为的分析,提出了设计知识单源与多源动态推送方法。通过在数控机床设计资源共享平台上建立的原型系统对提出的方法进行了说明与验证。     

基于本体的机械产品设计知识嵌入方法

针对机械产品设计过程中,工程图纸、模型、标准规范等设计知识查询不便、重用率低的问题,提出了一种基于本体的机械产品设计知识嵌入方法.在此方法中,借助本体中的数据属性和对象属性,建立了以设计过程、设计组织、设计对象、知识对象四个设计要素为核心的本体模型,从而确保四者之间的紧密关联.根据自定义式知识嵌入和推送式知识嵌入的需求,提出了基于本体的知识嵌入机制,以满足设计过程中设计知识的动态变化和主动应用的要求.最后,以减速器为例建立了相应的设计本体,并开发了产品设计知识管理原型系统,验证了知识嵌入方法的实用性.     

基于DAG知识组织模型的产品设计过程知识服务系统

为了给产品设计过程提供更为高效的主动式知识服务,提出了一种基于有向无环图知识组织模型的产品设计过程知识服务系统的构建方法.采用知识点表示产品设计知识,并按照语义关系将所有知识点组织为一个有向无环图;为获得每个实时设计活动所需知识的特征,在使用三维静态信息对产品设计过程进行整体描述的前提下,确定当前设计活动所对应的三维动态信息,并用知识需求特性表来描述当前设计活动所需知识的特征;进一步可以根据知识需求特性表,对有向无环图知识组织模型进行基于语义的知识查询;找出当前设计活动所需的知识点集合,并以知识服务的方式将这些知识点提供给设计人员.通过饰品设计知识服务系统实例,验证了该方法的有效性.     

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。     

基于知识融合的虚拟产品设计知识信息抽取和建模

虚拟产品设计的关键技术是如何从现实中提取产品知识信息的模型,对知识进行分类和表达,有效地建立知识信息库和知识模型。提出一种知识信息抽取和综合建模方法。底层的知识表达采用对象的方法,结合粗糙集分类特点来综合表达产品知识和建立知识库。在开发系统中,先采用知识分类方法把知识分为两大类,一是设计过程知识,包括经验知识、设计规则等,主要来源于经验等;二是设计对象知识,主要来源于设计规范、结构原形、同类型产品等。对不确定知识的抽取和推理,先采用粗糙集方法进行分类处理,然后对冗余知识进行属性约简,再进行推理。文中以高速贴标机为应用对象,实现了知识表达和知识建模,开发了网络环境下虚拟高速贴标机的设计系统。     

基于任务结构的产品设计知识模型研究

在对产品设计知识应用特征分析的基础上,研究了支持设计知识建模的任务结构模型及建议－评估－修改方法,和支持标准型、变型及系列产品设计知识的统一产品设计任务分解结构（用树状与或图表示）。提出了4层结构的产品设计知识模型,实现了多种知识表示方法下复杂产品设计知识的分层与分类表示。为解决设计知识获取问题,设计了产品设计知识获取工作表,对设计知识进行了规范说明和瓶颈分析。最后,建立了路面摊铺机设计知识模型。     

基于特征语义分析的数控机床设计知识精确智能推送方法

针对设计流程驱动的数控机床设计知识推送过程中不同设计人员在设计任务中的设计知识需求差异问题,提出基于特征语义分析的数控机床设计知识推送方法。通过建立非线性权重的数控机床设计知识描述词—设计知识语义简约矩阵,利用奇异值分解对描述词—设计知识语义简约矩阵进行降维,将描述词—设计知识语义简约矩阵映射至低维特征语义空间。提取了数控机床设计工作流上下文模型中的设计知识需求,并计算了设计知识与知识需求的匹配度,同时构建了设计知识设计人员兴趣个性化的过滤规则对设计知识进行二阶段过滤,最终获得符合设计人员知识需求差异的数控机床设计知识推送方案。以某型号高精度数控坐标镗床切削力设计的设计知识推送方案为例,验证了该方法在工程应用中的正确性与高效性。     

产品设计知识分类及知识供应研究

产品设计是由一系列决策驱动的知识密集型过程,设计决策的效率和效果取决于对设计人员的知识供给,即从各种来源和渠道给设计人员提供产品生命周期内的各类相关知识,将产品设计知识进行合理分类是给设计人员提供知识的前提。本文通过对产品设计知识分类的相关研究文献分析,基于产品设计决策过程,将产品设计知识分为3大类,即产品知识,过程知识和产品支持知识,并作了解释和细分。着重就研究较少的产品设计支持知识,提出一种基于数据挖掘的制造知识获取及对设计人员的产品支持知识供应模式。从而为建立适用的产品设计支持知识库提供了思路和理论框架。     

支持产品设计过程的制造知识IDEF0模型

为了减少在产品设计过程中因缺少时制造知识的关注而导致的设计失误,研究了制造知识对产品设计过程的支持.首先分析了产品的设计过程及制造知识的内容.根据产品设计各个阶段的任务,分析了支持设计决策的制造知识需求.最后基于IDEF0的图形化过程建模方法,对产品设计过程及制造知识的支持机制建立模型,为支持设计决策提供了途径和方法.     

基于序列模式挖掘的变型设计知识推送

为提高产品变型设计中知识推送的自动化程度、减少人力投入,提出一种新的知识推送方法。利用频繁序列模式挖掘技术分析知识的历史使用数据,识别设计任务所对应的频繁知识序列;在产品设计过程中,结合设计师的知识使用行为、频繁知识序列的支持度和当前任务知识序列与频繁知识序列的相似度实现知识的推送;根据所提出的知识推送方法开发了基于产品数据管理系统的知识推送构件,并在某防爆电机生产企业中得到应用。应用后的统计数据表明,该构件提高了产品设计效率。     

面向协同的机械产品设计知识与业务集成研究

企业为了以最快速度、最低成本提供质量最优的产品来快速响应市场,从而在市场取得有利竞争,这使得企业的机械产品设计活动越来越趋向基于知识资源的协同设计,由于企业内部及其产业链上存在着大量知识,它们以不同的表现形式和组织方式分布在不同的知识系统中,形成了大量“知识孤岛”.对这些知识实施有效集成,提高知识共享和重用效率,加快创新速度,是企业急需解决的问题.针对制造企业中的机械产品设计人员在产品设计业务过程中难以准确获取所需知识的问题,通过分析产品设计人员知识需求的特点以及处理过程,提出了面向协同的机械产品设计知识与业务集成模型.以此为基础,以汽车企业零部件设计知识与业务集成为例,通过实例的应用验证了模型及方法的可行性.