虚拟产品开发中的知识集成方法研究

设计过程是一个知识密集的创造性过程。知识利用效率在很大程度上影响了设计的效率。将面向过程和面向用户的知识集成方法相结合 ,可以提高主动设计知识服务的精度 ,减少设计用户在设计知识检索上的开销。本文对虚拟产品开发中的知识集成方法进行了探讨 ,提出了协调 -意图 -行为三层设计过程建模方法 ,知识 -行为两层设计用户建模方法 ,二者的集成方案以及用户行为的捕获方法     

以上下文为中心的设计知识管理方法

为了提高设计知识重用的效率，提出了一种以上下文为中心的设计知识管理方法。设计上下文指设计知识被利用的环境，包括当前设计任务和当前设计者的属性。该方法的核心内容有两个方面，即协调-意图-行为三层设计过程建模以及模板和覆盖相结合的设计用户建模。协调层、意图层和行为层分别采用工作流、树形结构和层次自动机表示。在用户建模中，采用用户属性对模板进行分类和匹配，并且基于领域知识体系结构定义模板的内容。该方法利用上下文实现设计知识的主动推荐，可减少重要知识的遗漏和缩短查找时间，不需要对设计知识的内容进行形式化的描述和对知识的格式进行转换，通用性强，实现代价小。     

基于设计过程捕获的轻量级设计历史技术研究

针对目前的设计历史管理技术过分依赖于知识表达模型,存在知识获取瓶颈,难以适应复杂多变的设计任务要求的现状,研究了如何从设计主体的设计行为事件的捕获入手,建立嵌入知识活动的轻量级设计历史。重点研究主体设计过程的设计事件建模、设计行为捕获、通过底层行为数据进行目标设计任务推测、设计规划识别等知识挖掘手段来解决设计过程知识获取问题。     

基于设计过程捕获的轻量级设计历史技术研究

针对目前的设计历史管理技术过分依赖于知识表达模型,存在知识获取瓶颈,难以适应复杂多变的设计任务要求的现状,研究了如何从设计主体的设计行为事件的捕获入手,建立嵌入知识活动的轻量级设计历史。重点研究主体设计过程的设计事件建模、设计行为捕获、通过底层行为数据进行目标设计任务推测、设计规划识别等知识挖掘手段来解决设计过程知识获取问题。     

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。     

设计决策支持的工艺质量知识建模

工艺质量知识是设计决策支持知识的重要组成部分。为设计者提供所需的工艺质量知识有助于设计决策的有效性。在分析机械电子产品设计活动的基础上，详细阐述了设计活动和设计方法的工艺质量知识需求。采用IDEFO方法建立设计活动模型证实了支持设计活动的工艺质量知识流。在此基础上，运用UML方法构建了工艺质量知识对象模型，该模型支持工艺质量知识的获取、组织和管理，可以为设计决策提供不同层次和粒度的工艺质量知识。     

基于本体的飞机设计知识建模研究

针对飞机设计知识来源复杂和类型不同的问题,概述了本体的相关概念,提出了采用本体方法来表示知识的模型。在本体构建原则和构建方法的基础上归纳出一种循环反馈法,并应用该方法进行具体的飞机设计知识建模,最后总结了基于本体进行知识建模的优点。     

面向机械设计过程的主动知识辅助系统研究

根据目前设计过程中知识应用存在的问题，本文以重型车辆动力舱设计为实例，采用人机交互方式，研究了辅助设计者快速利用知识的设计支持系统。通过基于功能的设计过程知识获取流程，来获取高层设计信息（功能、原理、行为等）与底层的结构特征信息。基于人类快速利用知识的规律，确立了机器知识存储和输出机制，建立了针对设计任务的知识探询模型，进而针对用户知识探询的结果有针对性地给予主动的设计知识辅助。     

基于本体的飞机设计知识建模研究

针对飞机设计知识来源复杂和类型不同的问题,概述了本体的相关概念,提出了采用本体方法来表示知识的模型。在本体构建原则和构建方法的基础上归纳出一种循环反馈法,并应用该方法进行具体的飞机设计知识建模,最后总结了基于本体进行知识建模的优点。     

基于设计意图建模的知识推送技术

为提高获取机械设计相关知识的效率并保证知识的有效性,提出了一种基于机械设计意图建模的知识主动推送服务方法。为设计任务建立了形式化的包含目标功能、约束条件和用户兴趣领域的设计意图模型,并根据机械概念设计阶段的各类相关知识的特点对其进行了规范化的组织管理,基于设计意图模型和设计知识库给出了系统的知识推送机制和通过功能—行为—结构映射进行知识匹配求解的方法。开发了机械概念设计知识服务系统的原型系统,并以液压式活塞泵为例验证了系统的有效性。     

用户行为对家用吸尘器造型设计的影响

随着生活水平的不断提高,居民要求改善居住环境,改变传统的打扫方式,吸尘器的需求量必然会有一个新的突破。用户行为对家用吸尘器造型设计的影响研究以美国IIT设计学院Whitney教授建立的POEM （People,Objects,Environments,Mes?sages）分析框架为基础,从行为的主要因素出发,深入理解用户行为的内涵及其对产品造型设计的影响,从而期望从另一个角度挖掘产品造型设计的规律,摆脱形式化的造型缺陷,为吸尘器造型设计的改良寻找了一个更准确的视角,做出“易用的、实用的”产品,从而提升产品的认知度,为企业带来更大的收益。     

面向产品快速设计的有限理性用户建模方法

用户满意是工业产品设计成功的标志,然而用户与设计师对产品的认知与要求也存在着显著差异。分析了有限理性用户建模的依据,提出了面向产品快速设计的有限理性用户建模模型,从提高产品方案的设计效率和用户满意度出发,探讨了用户模型的分析方法,提出了面向产品快速设计的有限理性用户建模理论与方法体系。     

产品研发过程中的诊断维护知识管理与建模

为了改变复杂产品研发过程中产生的大量诊断维护知识没有有效利用的现状，提出了对其管理和建模的方法。在该方法中，提出了知识单元的概念，并在其基础上定义了知识情景和知识建模，通过知识模型来描述知识单元在不同知识情景下的各种组织形式。在此基础上，建立了诊断维护知识单元模型和基于产品结构树的知识组织模式，进而给出了不同知识情景下的知识重用和知识发现方法。最后提出了应用系统模型，并给出了应用实例，验证了知识管理建模的思想和方法。     

支持"知识融合"的产品概念设计知识建模研究

首先根据SHARED信息模型的建模方式,建立了一种支持UG"知识融合"技术的通用概念设计知识模型(包括产品模型和设计过程模型),为知识模型定义了一系列"视图"和"基类",并以减速器为例说明了这种知识模型的表示方法.接着,采用以上知识建模方法,创建了相应的概念设计知识建模工具,并建立了该软件与UG Knowledge Fusion的接口程序.最后,以"阶梯轴"的知识建模为例,探讨了这种概念设计知识模型与UG的知识模型之间互相转换和利用的方法,以弥补当前KBE工具的概念设计知识建模功能的不足.     

产品建模中的知识管理技术研究

分析了当前参数化技术特点及不足,提出了面向产品建模的知识管理技术,并对设计知识的表达、知识求解与一致性维护等提出了有效的解决方案,在此基础上,开发了一个面向产品建模的知识管理引擎,并应用于国产三维CAD系统中。     

面向造型设计的知识表示

针对目前人工智能技术在造型知识表达上的不足,提出了一种面向造型设计的知识表示法。以分层约束满足为基础,用多类谓词、拓扑限定、不确定性描述等方法使复杂的造型设计对象和过程得以清蜥描述。通过将复杂的空间模型以结构分解和拓扑分解的方法离散为线性域,使用空间对象的变形映射为点的丝性移动,从而使正向的造型过程和逆向的回溯过程都能沿可控路径自动进行。分析了设计知识表达的关键点,阐述了面向造型设计的知识表示法细节,结合一个分模设计的实例设计了空间推理过程,并给出了详细的结果数据。     

基于本体的概念设计知识管理研究

概念设计是产品设计中非常重要的部分,本文分析了概念设计的内涵,对概念设计知识进行分类,研究了利用本体对概念设计知识进行建模的相关技术包括概念设计知识的本体表示、概念设计知识的检索等。并在此基础上提出了基于本体的概念设计知识管理框架,深入研究了其中的如知识定义,知识检索等关键技术,最后将研究成果应用于某项目中并实现了相关部分的原型程序。