基于过程知识的设计过程重用

为提高产品设计过程的效率,从＂产品设计过程亦是产品＂的观点出发,提出了基于设计过程知识的设计过程重用方法,设计了基于过程知识的设计过程重用的流程;给出了过程重用系统的模块组成及其结构.并以某重型汽车变速箱设计过程为实例,实证了该方法与流程能有效地提高变速箱设计过程的效率,进而缩短了变速箱的上市周期,提高了变速箱的质量.     

物理模型使能的机械产品设计知识

传统CAD系统缺乏对工程约束的考虑，不能为设计师提供有效的工程分析计算手段，设计知识的获取和重用非常困难.通过物理模型将工程约束因素引入设计过程，建立物理模型与几何模型集成的设计机制.记录设计历史，经过数据挖掘，获取的设计知识分别由框架、QOC（Questions, Options and Criteria）等知识表达方式描述，建立知识管理系统进行存储，可供检索、浏览和重用.物理模型与几何模型的信息集成，使设计知识的积累、提取和重用变得非常便捷和自然.     

物理模型使能的机械产品设计知识获取与重用

传统CAD系统缺乏对工程约束的考虑，不能为设计师提供有效的工程分析计算手段，设计知识的获取和重用非常困难，通过物理模型将工程约束因素引入设计过程，建立物理模型与几何模型集成的设计机制．记录设计历史，经过数据挖掘，获取的设计知识分别由框架、QOC（Questions，Optionsand Criteria）等知识表达方式描述，建立知识管理系统进行存储，可供检索、浏览和重用．物理模型与几何模型的信息集成，使设计知识的积累、提取和重用变得非常便捷和自然．     

面向知识管理的产品设计资源库研究

针对产品开发过程中日益突出的交流共享和重用产品设计数据、经验等设计信息的需求,以制造企业产品开发过程中设计信息的动态获取、准确描述、记录和一致性管理为目标,研究了产品设计信息描述方法和相应设计资源数据库.首先,基于产品开发过程中设计人员分析求解问题的一般思维过程,从信息集成角度探讨了产品设计信息间所存在的逻辑关系.然后,从知识管理角度研究了产品设计信息的一致性描述模式及对应产品设计资源数据库的建立方法.从而实现制造企业产品设计知识和经验的有效积累,有力支持了企业产品设计自动化.     

知识驱动的产品设计情境

为进一步探讨情境在实际产品设计中的应用,提出了知识驱动的产品设计情境研究方法.将产品设计过程分为问题情境、求解情境和结果情境3个维度,通过知识驱动产品在原理、结构或组合方式上的创新,提出了基于产品开发设计流程的产品设计情境模型和知识驱动的产品设计情境模型.分析了显性知识与隐性知识在用户、设计师以及系统之间的传递与转化特征,提出了知识转移的交流模型和螺旋模型,并探讨了基于知识的产品建模技术、推理求解技术、感性意象评价技术和知识库技术.以眼镜造型设计为例,构建了眼镜产品族结构体系和计算机辅助眼镜造型系统软件,包括三维造型设计模块、感性意象评价模块和系统知识库模块.基于该系统可以实现眼镜产品设计的快速生成,构建设计知识库以及用户的感性意象评价,从而提高眼镜开发设计的效率,验证了知识驱动的产品设计情境理论体系.     

基于基元模型的复杂产品方案设计知识可拓重用方法

对设计知识的合理组织和重用是提高大型复杂产品方案设计效率的有效保障。通过基元对设计知识进行了描述,研究了基元可拓集并给出了知识重用的基元可拓重用集的概念,建立了基于基元的知识可拓重用度计算模型,给出了一种知识可拓重用优选算法和知识可拓重用搜索匹配算法。最后,以大型水轮机选型方案设计为例验证了该模型以及相应算法的有效性和可操作性。     

基于知识的高速主轴系统智能设计

为提高制造企业设计效率和设计水平,以高速主轴系统设计开发为研究对象,提出了一种基于知识的高速主轴系统设计框架。采用本体论的知识建模方法,实现知识的重用,并重点阐述了规则知识描述、实例知识描述、知识处理模板等关键技术在高速主轴系统平台设计中的应用。该系统集成了主轴设计的经验、知识和过程,实现了知识共享,能帮助设计人员快速有效地完成高速主轴系统的智能设计。     

基于知识的高速主轴系统智能设计

为提高制造企业设计效率和设计水平,以高速主轴系统设计开发为研究对象,提出了一种基于知识的高速主轴系统设计框架.采用本体论的知识建模方法,实现知识的重用,并重点阐述了规则知识描述、实例知识描述、知识处理模板等关键技术在高速主轴系统平台设计中的应用.该系统集成了主轴设计的经验、知识和过程,实现了知识共享,能帮助设计人员快速有效地完成高速主轴系统的智能设计.     

基于知识工程的CAD技术研究

产品开发过程是一种知识密集型的活动, 许多研究致力于将知识工程引入CAD 系统。智能CAD 技术, 运用知识库系统, 解决了产品设计中对知识的需求的问题;基于知识的设计, 实现CAD 和知识工程的结合;基于配置的设计以配置器为核心技术, 有效解决复杂推理问题;基于定制的设计, 满足客户个性化需求的敏捷产品设计;基于设计仓库的设计, 实现产品知识管理和案例管理;基于知识网络的设计, 利用XM L 技术, 为企业知识在Inte rnet上交流提供基础。     

基于情境的产品族设计风格DNA

为进一步探索产品族设计风格在实际产品设计中的应用,提出基于情境的产品族设计风格DNA(Deoxyribonucleic acid)的研究方法.将产品设计融入到特定的情境中,对基于情境的产品设计模型、产品族设计风格DNA进行了探讨.通过对显性因子、隐性因子和情境因子的定义,提出了产品族设计风格的遗传与变异模型,将生物界的遗传变异理论引入到产品族设计的显性因子与情境因子的杂交过程中,并探讨了基于情境的产品族设计风格DNA关键技术.以叉车造型设计为例,构建了叉车产品族结构模型和计算机辅助叉车设计系统软件,包括三维造型设计模块和情境知识库模块,基于此系统可以实现叉车造型设计的快速生成与设计评价,验证了基于情境的产品族设计风格DNA理论体系．     

基于知识融合的汽车后桥差速器齿轮结构优化

为更好的适应企业产品快速设计环境下FEA技术的开发与利用,从设计过程知识重用的角度出发,提出了一种基于知识融合技术的产品结构分析优化方法,通过在设计活动中引入动态分析仿真预制流程模板对所设计的产品进行最佳实践的仿真分析,实现结构有限元网格模型与分析计算的参数化,从而支持企业产品设计内部知识和被验证可重复的分析优化方法的可延续形积累。通过在汽车后桥差速器圆锥齿轮结构设计过程中的应用表明：此方法能够协助设计人员在产品开发过程中有效应用FEA技术,改善了设计方案中的应力集中、应力不合理分布与扩展状况,提高了齿轮基体的承载能力,减少了断裂失效的预期,促进了设计质量和设计效率的提高。     

设计样本之间的合作关系

设计样本是软件设计中重复出现的问题及成功的解的抽象．设计样本的重用提高了软件重用的抽象层次，减少了软件开发的复杂度．讨论了设计样本之间的使用关系，在设计样本中引入合同以形式化地描述对象交互，定义了关于设计样本的组合和具体化关系以支持由设计样本构成更为复杂的对象交互．通过一个应用实例，说明了设计样本之间的相互合作．     

面向多学科虚拟样机的概念设计工具研究

研究基于案例推理的问题求解方法,并在其方法框架中融入当代前沿的计算智能技术,以适应复杂产品虚拟样机工程的具体需要;设计并原型实现了一个计算机辅助概念设计工具CACDT(03),它是在具有探索性的基于案例设计支持工具CACDT(02)基础上面向多学科普适和智能化方面的延伸和提高;给出了计算智能引入CACDT(03)优化案例库规模的实例。     

基于专利技术的机械产品创新设计方法研究

专利是保护知识产权的重要形式,通过对有效专利的规避和过期专利的利用,可以帮助企业实现高起点和高水平的创新设计。根据机械产品的设计特点,通过对专利知识的获取技术和表达方法的研究,提出了基于专利的产品创新设计过程,并建立了基于专利和PDM的产品创新设计平台。通过该集成平台的应用,可以帮助企业提高产品开发能力、生产组织能力和市场竞争能力,特别是有利于开发具有自主知识产权的中高档产品。     

基于设计知识库的服装CAD/PDM集成技术研究

为了支持服装的快速设计，对基于服装设计知识库的计算机辅助设计（CAD）与产品数据管理系统（PDM）的集成进行了研究.将服装设计知识分为新款开发知识和客户化设计知识进行管理，两者共同组成服装设计知识库，通过该知识库可以将服装设计知识保存起来，随时提供给需要它的用户，从而缩短服装设计周期.对支持服装快速设计的CAD系统和PDM系统进行了功能分析，提出了基于服装设计知识库的CAD/PDM系统集成逻辑数据结构，基于该数据结构可以实现PDM系统和CAD系统在深层次上的紧密集成，从而提高服装新款开发设计的效率，并缩短客户化设计周期，改善设计质量.通过样板变型设计的实例验证了该集成系统可以快速准确地完成样板的变型设计.     

工业设计中概念设计的知识管理与应用

一个成功的产品工业设计，主要依赖设计师对产品知识、设计知识、美学知识和市场知识等的运用与把握。针对工业设计中的概念设计，提出其知识管理的定义、目的与意义，并结合概念设计流程，分析了知识在概念设计中的应用，并给出了实际设计案例。     

支持多学科设计优化的产品集成设计知识模型研究

为了在工程设计中提高产品多学科设计知识的集成能力,通过研究产品多学科设计优化（MDO）的设计过程,提出一种支持多学科设计优化的产品集成设计知识模型.利用对产品设计知识应用特征的分析,研究产品集成设计知识的融合方法,阐述了产品设计知识的表达以及具体设计规则的匹配机制,分析了多学科设计知识获取和目标满意度评价的过程及方法.应用产品集成设计知识模型作为指导框架,采用GeneXus开发工具,搭建了一个支持多学科设计优化的原型系统平台,并以具体产品的设计过程为例,在平台中验证了该设计知识模型的可行性和有效性.     

基于知识的产品可拓配置与进化设计技术研究

为了解决大批量定制中的产品配置与变型设计问题，提出了产品层次可拓配置设计方法.该方法采用框架语义网表示配置知识，根据产品的构成和配置设计特点将配置过程分为一级准配置和二级相似配置.通过一级准配置建立满足客户需求的产品结构树，二级相似配置匹配求得组成树的相似件.在二级相似配置基础上，基于单元的变换与进化，建立配置与进化设计信息的关联，实现了基于层次配置的变结构进化设计.研究结果表明，该方法通过两级配置解决了传统单层配置设计效率低与难以实现变结构的问题，满足了产品个性化设计需求.     

甘蔗收割机智能优化知识库系统设计研究

在甘蔗收割机的多学科优化设计中,通过将其中的设计变量（参数）、约束、目标、性态函数等大量信息进行提取、加工、组织而形成有用的优化知识,同时将优化问题表达为一个决策表,通过数据库中属性与知识库中谓词以及两者之间元素的一一对应关系,将数据库中的数据提取并扩充到知识库中去,利用知识库的推理支持快速查询,实现数据库的智能化.在结构优化、机构优化以及功率匹配上,达到了智能优化的目的。     

支持协同设计的知识管理研究

为了解决协同设计系统和知识管理系统功能单一的问题，建立了一个相互支撑的集成平台使得两者互相协调发展.从协同设计过程对知识管理的需求出发，综合考虑知识的实体化特点和过程性观点，提出了支持协同设计的知识管理系统功能模型及知识管理集成模型.应用知识资源的元数据技术和知识的业务视图技术，实现了知识资源与特定设计过程的集成.在以隐性知识活动管理为主的过程管理研究中，讨论了知识过程建模及其与协同设计过程的集成.以国内某汽车零部件企业开发的支持协同设计的知识管理系统为例，进一步对协同设计过程中的知识管理应用进行了阐述.