现代设计与知识获取

一个新产品的竞争能力在于产品设计中新知识的含量，在现代设计技术中，必地为开发一个新产品获取新设计知识的能力的发展给予更多的重视，本文讨论了设计知识的结构，获取设计知识的信息来源和处理技术，建议在信息科学，知识工程和计算机技术的基础上发展一个设计知识获取系统和并行设计环境以加速我国制造工业现代化的步伐。     

产品性能关联下绿色设计知识表达及获取方法

在大数据、网络化环境中,设计人员无法有效地利用海量的机电产品设计信息与数据来应对当前机电产品全生命周期下绿色设计需求。针对这一问题,提出了基于生命周期性能关联的绿色设计知识表达及获取方法。首先建立基于操作-产品-性能(OPP)的基本关联构型,提出面向生命周期下绿色设计需求的绿色设计知识表达,并提出该结构内各元素的规范化表达;然后利用同义词林和相似度分析对设计信息及数据进行标注处理,构建基于OPP构型的基础关联词典,提出基于绿色关联度的绿色设计知识获取方法;最后,结合机电产品中液压阀零件实例验证所提方法的有效性。研究结果可实现绿色设计知识的多层次多粒度表达和有效获取,为机电产品全生命周期绿色设计实际应用提供基础方法支撑。     

基于粗糙集的虚拟装配环境中知识获取方法研究

在分析虚拟装配环境中数据的特点和粗糙集理论方法的基础上，提出在虚拟装配环境中获取装配规划领域专家知识方法。采用仓库网格技术获得零部件属性(即分类概念)，在进行属性值评估并与虚拟装配环境中获得的结果数据合并后，应用基于粗糙集规则推理方法获取专家知识，对获取的知识进行评估以判断获取规则的正确率。以发动机引擎的装配模型为例，说明了该知识获取方法的有效性。     

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BP网络的方案设计知识获取

在研究基于神经网络的知识表示和知识获取方法的基础上，利用神经网络的自学习，大规模并行分布式处理等功能，将其应用于方案设计,地解决方案设计智能系统中知识获取“瓶颈”的方法。最后以传动方案设计知识自动获取为例说明了此方法的可行性。     

航空发动机诊断知识的动态获取与柔性诊断技术

针对军用航空发动机的状态监测与故障诊断问题，研究了航空发动机的诊断知识动态获取模型及柔性诊断技术。建立了可扩展诊断样本库，实现样本库中故障征兆和故障模式的动态增减，以增加系统的柔性和可扩展性；运用粗糙集理论对样本集进行处理，实现冗余属性的约简、冗余样本的去除及样本冲突的消除；用神经网络通过对处理后的样本集进行学习以动态获取知识，将实际诊断样本输入到训练好的神经网络模型即可得到诊断结果。整个诊断过程具有充分的可扩展性和柔性，当有新样本加入时，按上述步骤进行处理即可实现诊断知识的动态获取和诊断。算例表明了方法的正确性和有效性。     

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。     

个性化主动设计知识服务系统研究

提出了一个面向虚拟产品开发的个性化主动设计知识服务系统的体系结构，分析了常用的知识表示方法，给出了面向对象的产品和设计过程的集成表示，在传统的用户模型和设计过程模型基础上，建立了广义设计用模型，比较了键盘和鼠标事件捕获，宏记录文件扫描，以及应用软件的事件通知三种行为捕获方法，说明了将宏记录方法用于设计用户行为捕获的合理性。     

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。     

基于ART-2神经网络的设计知识需求研究

通过分析产品设计知识获取和知识共享研究中存在的问题,结合本体理论的运用,构建了产品设计中的概念语义,并利用OWL+RDF+XML形式化语言给出了案例知识的表达,在研究ART-2神经网络竞争学习和自稳机制的基础上,设计了案例的多级组织,实现了基于案例推理(CBR)的检索机制,提升了案例分类和检索的效率。同时,利用案例的聚类和学习机制,研究特征权值的自动获取和优化,并通过应用实验验证了该研究成果的实用性和有效性,从而较好地解决了产品设计中的知识需求。     

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。     

数控机床设计知识库系统知识获取、表示及推理研究

依据数控机床设计知识类型复杂、知识量巨大的特点,运用自然语言理解技术与CBR技术结合建立知识获取模型,采用面向对象技术和带有阈值限制的产生式规则混合知识表示方法实现了案例库和规则库的知识表示,运用基于实例的推理(case-based reasoning,CBR)和基于规则的推理(rule-based reasoning,RBR)相结合实现了知识推理,构建了数控机床设计知识库系统.     

智能CAD系统中的知识表示与知识获取策略

分析了智能ＣＡＤ系统中复杂产品设计过程特点和设计目标的可分解性,论述了设计子目标与知识库间的内在联系,建立了基于元知识控制的分层框架引导的层次化知识表示与知识库模型,提出了基于概念与或树模型的智能化多级领域知识获取策略。     

基于粗糙集知识获取的转子轴承系统故障诊断知识库构造研究

利用粗糙集理论从信息系统中知识获取与知识发现的功能，对转子轴承系统状态监测与故障诊断系统中知识库构造进行了研究。通过对粗糙集理论用于智能决策过程和诊断监测数据特性的分析，获得了数据表中连续属性值离散化映射、条件属性集与决策属性集记录的完备性是诊断知识获取与知识发现前提条件的结论。建立了基于粗糙集方法从数据库中知识获取和知识发现的诊断知识库模型，设置的连续属性值离散化步骤具有实现知识库决簏规则扩展的特点。     

分布式设计知识资源的建设和运用 ——倡建“现代设计与产品研究开发网络——虚拟异地合作设计组织”的基本思想

介绍了“现代设计与产品研究开发网络──虚拟异地合作设计组织”倡建的过程及基本思想，并对今后的运作方式提出了自己的看法。     

知识支撑分级约束方法及其在产品布置设计中的应用

针对产品布置设计人机交互多、效率低等问题,提出一种知识支撑分级约束方法。该方法依据工程知识表达划分产品单元,同时定义单元约束关系并划分层级。建立产品分级约束模型,通过客户需求等约束的转换、传递和计算,有效实现了产品设计方案的自动生成。该方法在电梯布置设计中得到应用验证,不仅减少了人机交互,而且避免了设计方案潜在错误,降低了产品制造中的错误率和开发成本。     

冲裁模具结构设计知识表示与处理技术研究

针对冲裁模具结构设计的特点，提出知识驱动的冲裁模具结构设计的基本原理，建立了以过程表示为主导，结合框架、产生式规则的混合知识表示模式，介绍了模具结构设计知识专用描述语言BDSKL。基于BDSKL，建立了冲裁模具结构设计知识库，实现了设计策略，零件的几何构型方法的充分描述；介绍了基于几何的知识处理等关键技术的解决方案。     

面向可重用的复杂产品设计知识表达与建模

建立了复杂产品设计知识的功能-行为-结构映射模型和组织模型,集成封装了功能信息和几何信息,设计了功能分解算法来获得结构方案并将方案存储于知识库中,提高了可重用设计中的知识表达与处理能力。该方法可快速响应设计需求,并已应用于叉车的大批量定制生产中。     

基于结构建模方法的复杂产品设计过程规划

提出了将复杂产品设计过程映射为规范的设计结构矩阵DSM的方法,并归纳总结了DSM规划的基本原则.为了便于在计算机上进行大规模DSM处理,保证DSM规划结果的可靠性,还提出一种基于结构建模方法的DSM规划的代数方法.该方法具有严格的数学推导,并具有通用性,易于编程实现.     

产品设计过程结构分析与优化

分析了产品设计的层次化过程,对设计建模之后的设计因素进行层次化构造,建立了设计过程结构规划控制模型。提出了节点、层次化概念和设计过程的层次结构,并应用一个基本的液压系统设计过程说明结构模型,提出了设计过程结构模型的构建方法。应用一个算例验证了结构模型构建方法的可行性。