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。     

支持产品设计过程的制造知识IDEF0模型

为了减少在产品设计过程中因缺少时制造知识的关注而导致的设计失误,研究了制造知识对产品设计过程的支持.首先分析了产品的设计过程及制造知识的内容.根据产品设计各个阶段的任务,分析了支持设计决策的制造知识需求.最后基于IDEF0的图形化过程建模方法,对产品设计过程及制造知识的支持机制建立模型,为支持设计决策提供了途径和方法.     

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。     

基于粗糙集的设计人员知识需求模型及知识推送研究

针对企业知识库中知识推送精确度低的问题,研究基于粗糙集的产品设计知识推送。在对产品设计过程中的知识活动进行分析的基础上,确定设计任务和设计知识的数据结构;利用粗糙集理论从设计人员知识使用日志中计算出设计人员知识需求重要度,构建设计人员知识需求模型;将设计知识、设计任务和设计人员知识需求模型进行匹配,实现产品设计知识的精确推送。以飞机垂尾设计为应用对象,验证了方法可行性。     

基于本体和粗糙集的产品设计知识推送技术

针对产品设计过程中因产品设计知识数量过多、位置分散而导致的知识推送精度不高、利用效率低下的问题,提出基于本体和粗糙集的设计知识推送方法.分析了产品设计过程中的知识活动,建立了产品设计任务和设计知识的本体模型;在本体模型的基础上,利用粗糙集和信息技术从知识使用日志中抽取了知识推送规则;结合设计人员的知识需求,依据知识推送规则实现了产品设计知识的精确推送.以某汽车制造企业为背景,通过应用案例验证了该方法的可行性和有效性.     

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.     

基于云制造的产品设计知识流协同方法

针对分布式产品开发中涉及知识活动协同的管理问题,提出一种结合云服务、产品设计信息流驱动和面向服务架构相结合的、基于云服务的产品设计知识流管理方法。通过分析分布式产品设计的特点,建立基于产品生命周期(PLM)驱动的产品设计知识节点模型,以此为基础构建面向云服务的产品设计知识流模型。使用云服务完成产品设计知识流的虚拟化和服务化,实现复杂产品开发任务中的产品知识协同。建立了系统层模型,提出产品知识服务维护与协同的方法,探讨模型各模块互操作流程,设计并开发基于云服务的产品知识流管理平台雏形,验证了该方法的可行性。     

产品设计中的用户隐性知识研究现状与进展

通过对国内外相关文献的研究,讨论了产品设计中用户隐性知识与显性知识的概念和关系,提出了隐性知识外显化转移的外显模型和螺旋模型,分析了口语分析、群体文化学、图解思维、感性工学和意象尺度等外显化方法、技术及其相关研究,以及用户隐性知识与设计知识的映射。最后,针对产品设计与信息技术的整合发展,提出了产品设计中用户隐性知识的研究热点和发展趋势。     

面向过程和产品结构的挖掘机设计知识开发

挖掘机是复杂机电装备,产品设计开发是典型的知识密集型工作,需要解决产品设计知识开发应用问题。文章分析了挖掘机产品设计过程和产品结构特征,探讨了挖掘机设计过程关联的知识。提出以挖掘机产品设计过程为主线,以产品结构为核心,构建产品设计知识脉络,建立合理的知识关联,实现设计知识的快速导航获取,实现挖掘机产品设计知识的管理和知识的传承。挖掘机产品设计知识开发,便于设计人员应用,支持企业实施基于知识的精益产品创新开发战略。     

支持汽车后桥的协同CAx集成框架研究

针对制造企业在应用CAx系统过程中如何集成各种信息资源和知识的问题,以汽车后桥产品设计开发为研究对象,提出了一种基于知识的协同CAx集成系统平台框架.采用基于本体论的知识描述方法,提出一种特征参数度量的相似实例检索方法,实现了知识的重用,并以面向设计流程的设计分析专家系统为研究内容叙述了知识驱动的产品设计分析方法.结果表明,提出的专用CAx集成系统对于实现汽车后桥的创新设计有较好的支持作用.     

基于知识转化的产品设计方法研究

为了解决目前产品设计中设计周期长及设计知识重用难的问题,文中分析了该领域信息转化的过程,并将知识工程运用到设计领域,建立基于物元的实例知识库,提出了基于实例推理知识转化的工业产品造型设计创新方法。在确立检索机制的基础上,通过修改检索出的实例,实现了产品造型方案设计。经验证,该方法能有效缩短产品设计周期,并能通过计算机辅助设计软件快速实现设计知识的重用。     

基于因特网的设计制品知识库系统框架的研究

在对设计知识库进行分析的基础上，就其系统特征、框架结构了讨论，研究的核心内容集中在设计制品的知识建模和基于因特网的知识共际的实现技术。研究表明，设计制品知识库框架的研究对于支持产品设计知识的表示、获取、分享和再利用具有重要意义。     

基于知识引导的多视图产品设计检索技术研究

针对传统知识检索方法的不足,提出了基于知识引导的多视图知识检索模型和检索算法,给出了基于知识引导的多视图设计知识检索框架.在此基础上,提出了基于设计情景的知识检索策略,最后通过实例,研究了上述检索方法的实现技术.     

基于实例库的机械产品协同设计知识推送研究

知识推送是提高机械产品协同设计中知识获取效率的重要方式。通过分析机械产品协同设计中的知识内容及知识特点,研究了面向知识推送的机械产品协同设计知识库的构建;提出了一种基于实例库的知识推送方法,其推送思路是以设计实例检索触发,通过产品实例与其他知识的映射进行知识的推送;提出了机械产品协同设计知识推送的体系结构,并分析了其层次结构;研究了知识推送的流程及实现过程。     

Applying CBR to machine tool product configuration design oriented to customer requirements

Product customization is a trend in the current market-oriented manufacturing environment. However, deduction from customer requirements to design results and evaluation of design alternatives are still heavily reliant on the designer’s experience and knowledge. To solve the problem of fuzziness and uncertainty of customer requirements in product configuration, an analysis method based on the grey rough model is presented. The customer requirements can be converted into technical characteristics effectively. In addition, an optimization decision model for product planning is established to help the enterprises select the key technical characteristics under the constraints of cost and time to serve the customer to maximal satisfaction. A new case retrieval approach that combines the self-organizing map and fuzzy similarity priority ratio method is proposed in case-based design. The self-organizing map can reduce the retrieval range and increase the retrieval efficiency, and the fuzzy similarity priority ratio method can evaluate the similarity of cases comprehensively. To ensure that the final case has the best overall performance, an evaluation method of similar cases based on grey correlation analysis is proposed to evaluate similar cases to select the most suitable case. Furthermore, a computer-aided system is developed using MATLAB GUI to assist the product configuration design. The actual example and result on an ETC series machine tool product show that the proposed method is effective, rapid and accurate in the process of product configuration. The proposed methodology provides a detailed instruction for the product configuration design oriented to customer requirements.     

设计知识管理中智能检索技术研究

如何提高知识检索的效率是设计知识管理中的难题.提出了基于知识导航的智能知识检索模型,在此基础上建立了工程机械设计知识智能知识检索框架,研究并实现了基于知识导航的实例知识检索、设计背景知识检索等关键技术.最后将研究成果应用于工程机械知识管理系统中,验证了其实用性和有效性.     

基于分层实例推理的混合型行业工艺设计系统研究

混合流程型生产行业的生产周期长、工艺过程复杂多变,工艺设计知识的提取和表达比较困难,若采用传统的单一大型实例推理系统表示其工艺设计方案,将造成实例库的庞大和冗余,求解效率低下。针对该问题,提出了基于分层实例推理的混合型行业的工艺设计策略。通过设计问题的逐步分解以及不同层次的多实例重用,既充分利用了实例推理方法的优点,又降低了搜索空间,提高了实例检索效率;研究了不同层次下工艺实例的知识表达、实例库的组织结构,以及实例的分层检索匹配算法,并以某钢铁产品订单的工艺设计问题为例加以说明;最后,给出了基于分层实例推理的混合型生产行业的智能工艺设计系统的总体框架,并总结了该方案的优点。     

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。     

产品族配置设计的MC-SPA案例检索方法

对产品族配置设计案例推理方法中产品属性不确定引起的问题进行了研究。为同时考虑产品属性的重要性及顾客偏好,定义加权Euclid距离为目标案例与源案例的相似度。用区间数表征产品属性的不确定性,利用蒙特卡洛模拟(Monte Carle Simulation,MC)方法计算点与区间、区间与区间的Euclid距离,得到相似度概率分布的特征值(均值和方差)。再利用集对分析(Set Pair Analysis,SPA)判定产品属性不确定性对案例检索结果的影响,并最终确定满足客户要求的产品族。油锯配置设计实例应用表明,MC-SPA方法组合了MC方法的直观性、计算的精确性及SPA方法处理不确定性问题的优势,案例检索灵敏度高,检索结果稳定可靠。