基于本体的产品设计知识表达

产品设计知识包含结构化知识如单一的工程数据库等;半结构化知识如Web页面等;非结构化知识如普通文档等。因此实现这些知识的逻辑表达是研究产品设计知识库的关键,而知识的共享与重用是构建知识库的重要目标。基于此本文提出了一种基于本体的知识表达方法,把产品设计视为一个领域本体,从而确定其知识分类并提取类间的关联属性,最后使用XML技术完成了设计知识的本体建模,为构建可重构的产品设计知识库提供了理论支持。     

基于本体的复杂产品设计知识优化集成

为解决复杂产品设计知识集成中知识冗余高、集成结果不够优化的问题,提出了一种基于设计知识本体的知识集成器,将这一问题转化为局域本体与全局本体问的本体集成问题.分析了协同设计知识的组成,构建了设计知识本体模型.在此基础上,设计了以本体构建、本体映射和本体合成三个模块为主干的知识集成器,并对本体映射中的相似度给出了量化的评定方法,实现了本体集成.通过应用实例验证了该方法的有效性.     

产品设计知识库建立方法研究

为有效地管理大规模客户化产品协同设计过程中使用的各种设计知识、方法和案例，需要构建产品设计知识库。设计知识的内容包括新产品和客户化产品设计知识、设计原理和标准、设计实例、配置、变型设计方法等。采用面向对象建模技术和方法构建知识表达模型，并将对象模型映射到关系数据库进行存储，按照数据库的组织策略来组织知识库。构建基于J2EE平台的知识库引擎，采用实例推理和规则推理相结合的方法，实现知识的智能检索和问题求解，从而有效地支持产品敏捷定制设计的快速实现。     

基于灰关联理论的产品概念设计需求映射研究

在计算机辅助设计大量使用的产品设计中,从顾客需求到产品功能和技术的转化仍凭借设计人员来完成.设计人员的经验与流动性在很大程度上影响了产品设计的进度与有效性.文中针对此问题,基于灰关联理论提出演进式推理模型.该模型在已经建立的产品设计知识库中搜索,通过计算知识库中实例与新产品需求的灰色关联度,筛选出相似实例,从被选的实例中调出从需求到功能的映射信息,最终自动获取机械产品概念设计的需求一功能映射.并通过设计实例对该模型进行了验证和说明.     

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。     

基于本体的装配公差类型的自动生成

为进一步减少产品设计的不确定性,解决公差信息在异构系统之间难以有效共享和顺畅传递的问题,将本体技术引入到装配公差类型的自动生成方法中。首先,构建了基于空间关系的装配公差表示模型,并采用OWL断言表示了模型各层中的约束关系。其次,通过提取表示模型中的相关概念和关系,构建并实现了装配公差表示的本体。基于构建的本体及空间关系与装配公差类型之间的映射关系,采用SWRL定义了装配公差类型的生成规则。再次,基于实现的本体及定义的规则构建了可选装配公差类型生成知识库系统,在此基础上设计了装配公差类型的自动生成算法。最后,通过工程实例分析验证了生成算法的有效性。     

基于多属性特性检索与推理的产品MFBS本体映射

实现功能到结构映射的知识检索与推理是基于知识的计算机辅助产品设计的关键。以MFBS框架下产品设计知识系统为基础,充分考虑设计知识间的语义关系,提出基于多属性特性检索与推理的产品MFBS本体映射方法。建立了MFBS框架下产品设计知识系统,通过单输出特性的检索实现功能到模块的映射,通过多输出特性的映射推理或组合多输出特性的映射推理实现功能到行为的映射,通过多输出特性的检索实现行为到结构映射。基于Jena编程实现了基于知识的计算机辅助产品设计中的MFBS本体映射。基于知识的多绳金刚石串珠绳锯产品设计实例,验证了所提方法的可行性。     

基于Apriori算法的顾客需求自动映射研究

针对产品设计中顾客需求到产品功能技术特性的转化凭借设计者经验来完成的问题,通过计算机技术改善由于人员经验与流动性对设计进度与有效性造成的负面影响,提出基于质量功能展开(QFD,Quality Function Development)的顾客需求自动转换模型.首先,分析QFD中的顾客需求转换;接着,基于QFD提出适应产品创新设计的顾客需求自动搜索模式,通过引入Apriori算法,在知识库中展开搜索,将顾客需求自动映射到功能技术特性.最后,开发顾客需求自动映射系统,并通过实例验证系统的可行性.     

基于本体的多设计团队协同产品设计知识建模

为解决多设计团队协同产品设计过程中设计知识共享和重用困难等问题,提出了一种基于本体的多设计团队协同产品设计知识建模方法。分析了多设计团队协同产品设计的特点,建立了多设计团队协同产品设计工作模型,提出了多设计团队协同产品设计知识本体构建框架。以本体建模理论为依据,以机械产品协同设计为研究背景,利用分类和描述的思想方法对基于本体的多设计团队协同产品设计知识建模过程进行了研究,包括设计知识的分类与概念抽取、设计知识的OWL描述以及属性定义。在此基础上,构建了机械产品协同设计知识本体模型。最后通过应用实例验证了该方法的可行性和有效性。     

基于电子商务网站的产品需求知识库构建

针对电子商务网站中半结构化的产品网页数据,提出一种基于本体的产品需求知识表示及构建方法,包括概念模型、知识库模板和知识获取三部分。在概念模型中设计了从产品需求形式化表示到基于Web本体描述语言的知识表示的映射方法;在知识库模板中提出了将其结构分为逻辑结构和采集点的两类表示方式;针对知识获取,提出了基于包装器归纳的电子商务网站网页模板抽取方法。通过某电子商务网站手机产品知识库的构建,验证了所提方法的正确性和有效性。     

Research on ontology-based integration of product knowledge for collaborative manufacturing

One of the most important research subjects germane to knowledge management in collaborative manufacturing is the integration of heterogeneous product knowledge distributed among different collaborative enterprises. To deal with the problem of optimization of knowledge integration in collaborative manufacturing, an ontology-based framework of knowledge integration is presented to transform the problem of knowledge integration into a problem of ontology integration. First of all, a collaborative business process for collaborative enterprises is described, and then an ontology-based framework of knowledge integration is established. Under the condition of analyzing the structure of knowledge ontology, an ontology schema of knowledge concept is discussed. Aiming at the ontology schema, a method of ontology integration based on ontology similarity is improved. The method is composed of ontology mapping and ontology merging, which is based on calculated result of ontology similarity between local ontology and global ontology. Finally, the implementation of the framework of knowledge integration is described, and the application results meet the requirement of the knowledge integration to ensure that validity of the ontology integration method was proved.     

工业设计中基于本体的产品族设计DNA

为满足用户对多样化产品的需求,解决工业设计中设计方案的大量生成问题,提出了基于本体的产品族设计DNA研究方法.阐述了工业设计本体论和产品族设计DNA概念,探讨了工业设计产品族本体知识、产品族没计DNA的遗传与变异规律、流程和关键技术.提出了工业设计产品族本体知识表示模型和产品族设计DNA遗传与变异模型.以眼镜设计为例,构建了基于本体的眼镜产品族设计DNA层次模型和计算机辅助眼镜三维造型设计系统软件.基于该系统可以实现眼镜产品设计的快速生成,并可与用户的感性意象设计评估相对应,提高眼镜开发设计的效率,验证了基于本体的产品族设计DNA理论体系.     

基于TRIZ与实例推理原理的产品绿色创新设计方法

为开发环境友好型绿色产品,提高绿色产品的创新效率,提出了基于TRIZ和实例推理原理的产品绿色创新设计方法。以本体论为基础,给出了绿色产品设计实例的表达机制,构建了绿色产品设计实例的本体库,实现了产品绿色创新设计案例知识的检索、重用和修正。建立了绿色设计属性与TRIZ冲突矩阵48个工程参数之间的关联表,实现了绿色设计属性向TRIZ工程参数的快速转化。建立了基于TRIZ和实例推理原理相结合的产品绿色创新设计支持平台,并以洗碗机底板的创新设计为例讨论了所提出方法的正确性和有效性。     

基于本体的工艺知识管理方法研究

针对制造企业工艺知识载体形式多样和知识间有着复杂关系的特点,提出了基于本体的工艺知识管理方法,设计了工艺知识管理框架。在此基础上,重点讨论了基于本体的工艺知识管理中的本体的构建方法和本体与数据库映射方法,并且开发了B／S结构的基于本体的工艺知识管理系统。     

面向产品信息协作的本体映射方法

为了在产品全生命周期管理过程中提供知识的表达,实现跨部门的产品语义信息沟通,从产品信息的本体表达出发,讨论了制造过程中面向语义信息协作的本体映射方法,定义了查找本体映射关系的相似性规则,并采用决策树模型优化本体映射过程。半自动本体映射方法能够减少用户参与的工作量,实现跨部门的信息协作。最后,通过某钢铁厂用户检索产品设计信息的实例,验证了基于本体映射的产品信息协作的研究。     

产品创新设计中基于本体理论的客户知识集成技术研究

为了支持产品创新设计过程的深入研究,针对客户知识在产品创新实践中的集成问题进行了研究.首先,根据产品创新活动的特点,建立了一种产品创新设计中的客户知识集成模型;其次,提出了基于"问题域-功能域"的客户知识转换方法,同时使用本体理论对客户知识进行建模,构建了包括客户创意、感性知识、客户需求、基本知识在内的客户知识概念本体树模型,实现了对客户知识的本体描述;随后,提出了用客户知识服务引擎来实现客户知识请求匹配的方法;最后,结合产品创新中客户知识集成系统的开发,对上述模型及方法进行了验让.     

基于本体的产品服务知识表示方法研究

为解决产品服务活动中知识难以被发现和重用的问题,对产品服务过程所涉及的知识进行了分析,提出了基于本体的知识表示方法, 该方法可实现本体的定义与建模,以及本体内各概念相似度的评定。通过对领域本体的构建, 实现了服务过程所涉及知识的逻辑结构与具体内容的全面语义描述和后台并联。构建了基于本体的产品服务知识管理系统,该系统能实现产品服务活动案例所涉及知识的获取和重用,满足知识源于服务 活动,又重用于服务活动的循环。最后以某航空发动机非计划维修服务为例,验证了该知识表示方法的有效性。     

基于本体映射面向模糊客户需求的产品配置研究

现有面向客户需求的产品配置方法很难支持客户需求模糊时的配置,为此提出了一种面向模糊客户需求的产品配置方法。首先,在描述模糊客户需求特征参数与产品族实例特征参数的基础上,建立了客户需求域的模糊客户需求本体和配置实例域的产品族实例本体。然后,基于本体映射方法,通过本体中概念之间相似度的计算,完成了客户需求特征参数与实例特征参数之间的多级匹配,以实现基于模糊客户需求的产品配置。最后,以某摩托车产品族为例说明了该方法的有效性。     

多域融合的高速列车维修性设计知识图谱构建

为了实现非结构化高速列车多域数据的知识抽取、融合及结构化存储,研究了多域数据融合的高速列车维修性设计知识图谱构建方法,详细分析了高速列车维修性设计知识图谱模式层本体模型概念要素组成、数据层构建及知识融合过程,展示了基于Neo4j图数据库开发的转向架知识图谱平台及知识检索系统。所研究的知识图谱构建技术不仅有效地实现了高速列车领域多源、多域数据知识的融合,还能很好地辅助设计人员进行产品可维修性设计,提高产品质量。     

知识集成的本体理论和框架研究

对制造企业知识进行本体的分类和描述，体现了分类、描述的思想和方法；对知识共享和集成的关键技术——本体映射和本体语义提升进行框架、理论和算法的研究；在此基础上，给出了知识集成的结构模型。基于本体的知识集成方法，改变原有数据库集成中使用中间代理、软件接口等技术所造成的语义信息不清、信息丢失等缺陷，为企业实现知识语义级的共享和集成提供了解决方法和理论依据。