面向产品开发过程的动态知识关联与导航技术研究

为实现知识对产品设计过程的支持,提高产品开发效率与质量,提出了面向产品开发过程的知识关联与导航方法.根据设计知识级综合采用不同的表示方法,将知识由静态描述拓展到动态领域,通过特征索引匹配进行设计知识与设计过程的动态关联,实现产品开发过程的知识导航.构建了面向产品设计的知识管理平台,并在低压电器产品开发中得到了应用验证.     

面向产品开发过程的动态知识关联与导航技术研究

为实现知识对产品设计过程的支持,提高产品开发效率与质量,提出了面向产品开发过程的知识关联与导航方法。根据设计知识级综合采用不同的表示方法,将知识由静态描述拓展到动态领域,通过特征索引匹配进行设计知识与设计过程的动态关联,实现产品开发过程的知识导航。构建了面向产品设计的知识管理平台,并在低压电器产品开发中得到了应用验证。
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产品概念设计的应用研究

主要针对机械产品开发中概念设计及产品设计关系方案进行分析和研究。为了解决产品开发中存在的问题,对机械产品开发与概念设计有关问题进行探讨,得出产品设计关系方案及产品设计关系模型,通过该模型以实现零部件的并行设计、辅助创新设计及产品开发过程中设计人员调用已有实例进行创新开发方案的制定等问题。     

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.     

基于业务本体的产品设计知识表示方法

为积累存储并表示产品设计过程中的知识与经验,提出了业务本体的概念.利用业务本体将知识与产品设计流程紧密关联起来,真正实现知识来源于设计流程且服务于设计流程.为更好地支持设计知识的共享与重用,分别从静态和动态两个角度给出了基于业务本体的知识表示方法,该方法使知识的语义信息更加丰富,大大提高了知识检索效率.通过在某军用车辆知识管理系统中的应用,验证了该知识表示方法的可行性与有效性.     

基于机械产品设计的知识表示的研究

知识表示是机械设计专家系统核心问题之一。文中对机械领域产品设计过程中所涉及知识进行分析分类,讨论了知识表达的重要性和紧迫性,研究了可用于机械产品设计过程中的知识表达方法,为开发机械相关领域智能系统奠定了良好基础。     

产品设计重用策略

产品的系统化及在此基础上的变型产品设计是企业产品开发的基本策略.产品设计人员在产品开发的各个阶段重用已有的知识、经验,设计重用成为产品设计的基本特征.探讨产品设计重用策略,给出了产品设计重用层次、设计重用空间的概念,研究总结了基于重用的产品设计策略及技术,包括CBR、KM/KBE及基于重用的产品设计模型框架,对产品设计重用研究、应用及开发支持产品快速设计的设计重用工具和系统具有指导意义.     

知识表示在工程机械产品快速设计中的应用及研究

针对知识表示方法在工程机械行业中应用的难点,结合履带式起重机快速设计平台的研究开发实例,得出结论：不同的设计知识应根据需要进行合理的模块划分,不同的模块采取合适的表示方法,将工程机械产品设计过程与开发过程充分地融合起来,达到快速开发新产品、提高产品设计知识利用效率、缩短产品生产周期的目的。     

支持机械产品设计的设备信息研究

在分析机械产品设计各阶段任务的基础上,根据完成设计任务所需设备信息,分析机械产品设计与设备信息的需求关系,并建立了基于XML的设备信息表示模型.在此基础上,构建了支持机械产品设计的设备信息系统框架.     

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.     

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。     

分布式资源环境中设计知识与知识服务多维分类体系与建模

针对分布式资源环境这一新型设计环境下设计知识存在模式的变化、设计知识异构复杂性与广泛性所造成的已有设计知识分类体系的局限性,在严格区分并明确定义分布式资源环境下知识、知识服务、知识资源重要概念及其内涵基础上,从以知识为基础和以新知识获取为中心这两种本质规律完全不同的视角出发,分别建立了考虑知识及知识服务两种不同属性的多维设计知识分类体系及其描述机制,并提出了一种设计知识开放式分类架构模型。这一新型多维分类体系能够更好地支持实际设计工作中知识的重用与获取,符合现代设计的本质规律与时代特征。文中关于设计知识及其知识服务多维分类体系与建模的研究,可以为全生命周期设计中知识重用与知识获取提供理论支持,以促进产品设计竞争力。     

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。     

基于知识粒度的TRIZ在创新设计中的应用

为实现发明问题解决理论(Theory of inventive problem solving,TRIZ)中概念解到特定解的,从认知心理学角度分析产品创新设计问题的解决机理,提出一种多粒度多层次的知识组织模型,将设计知识按照TRIZ原理、功能、行为-流对、科学效应、领域五种属性进行标注,每种属性又包括概念、语义和事实资源三种层次结构,构建多属性多层次的本地知识库,为设计者提供本领域知识。此外通过语义本体推理和语义扩展从专利数据库和网络资源中获取近领域、远领域知识,在创新设计问题解决过程中推送给设计者,有利于激发设计者进行联想类比,支持其从不同粒度分析和解决问题。最后建立基于多粒度知识组织的创新设计问题解决模型和系统框架,并结合III型铁路扣件的概念设计示例说明该模型的应用。     

产品的复用设计与过程研究

复用设计的目标是提高设计质量、缩短开发周期、降低产品的设计成本等.文中介绍了复用设计的概念,较系统地论述了复用设计的关键技术,提出了产品间相似度的概念及其计算,最后介绍了复用设计的知识复用过程.     

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。     

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.     

New Knowledge Network Evaluation Method for Design Rationale Management

Current design rationale(DR) systems have not demonstrated the value of the approach in practice since little attention is put to the evaluation method of DR knowledge. To systematize knowledge management process for future computer-aided DR applications, a prerequisite is to provide the measure for the DR knowledge. In this paper, a new knowledge network evaluation method for DR management is presented. The method characterizes the DR knowledge value from four perspectives, namely, the design rationale structure scale, association knowledge and reasoning ability, degree of design justification support and degree of knowledge representation conciseness. The DR knowledge comprehensive value is also measured by the proposed method. To validate the proposed method, different style of DR knowledge network and the performance of the proposed measure are discussed. The evaluation method has been applied in two realistic design cases and compared with the structural measures. The research proposes the DR knowledge evaluation method which can provide object metric and selection basis for the DR knowledge reuse during the product design process. In addition, the method is proved to be more effective guidance and support for the application and management of DR knowledge.     

基于BP神经网络的齿轮约束性设计研究

针对变速传动工况对齿轮设计的要求,提出了针对不同约束性要求的齿轮设计知识约束驱动检索方法,并采用BP神经网络实现了对该方法的具体执行过程,分6种不同情况完成了对齿轮约束性设计的求解分析。研究过程以变速传动装置的运动传递功能实现为对象,讨论了BP网络的构造和训练样本的建设。研究结果表明,基于BP神经网络的齿轮约束性设计能够较为快速和准确地获得特定约束条件下的齿轮设计方案或者选型,提出神经网络BP算法能够实现约束与知识之间复杂、非线性映射关系。     

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。