航空产品设计知识的表示与重用技术研究

飞机结构设计需要大量借鉴以往机型的设计方案。对设计知识的合理组织和重用是提高飞机结构设计效率的有效保障。研究了航空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。通过对零件几何和非几何特征的组织构造实例的表示模型,采用基于相似度的实例检索算法,通过实例的检索获得符合设计制造要求的最佳匹配实例,并以某机型机翼长桁为例进行验证。     

基于公理化设计的多级实例知识重用技术研究

为提高大型复杂产品设计的效率,研究了复杂产品方案设计的实例分解与重用技术,提出了一种基于公理化设计的设计卖例知识重用方法。该方法以设计实例分解关联度为依据分解系统,建立了多级设计实例的层次模型和基于多级实例的知识重用模型,实现多级设计实例的重用。以大型水轮机方案设计为例,证明了该方法的有效性和可操作性。     

产品设计的知识模型建模技术研究

针对传统CAD模型主要是几何模型的特点,提出建立基于产品几何模型的产品知识模型。详细叙述知识模型的知识表示、知识获取和知识重用方法。通过对知识的获取和重用,实现产品自顶向下的设计;运用知识模型的建模控制方法实现产品的设计控制。     

基于知识重用的产品方案设计多级实例推理模型

大型复杂产品方案设计结构配置过程具有复杂性、多层次、多属性和创造性的特点,对设计知识的合理组织和重用是提高产品设计效率的有效保障.在多级设计分解的基础上,研究了大型复杂产品方案设计多级实例推理与重用技术,提出了多级实例推理关联传导过程的形式化表达模型,建立了多级推理过程的传导效应函数,给出了多级实例推理算法和基于多级实例推理初始方案的实现过程.通过实例验证了所提模型与算法的有效性和可操作性.     

有限元分析建模知识表示及重用技术研究

鉴于传统有限元建模过程对相关知识处理与组织能力上的不足,没有建立有效机制,保障这些知识的可重用性。本文结合UG/KF提出了基于工程规则的有限元分析建模知识表示及知识重用方法。该方法借助知识表示语言UG/KF,以类的形式对产品有限元分析建模中的工程规则进行表示,满足了分析建模过程中知识管理的需要,并对有限元分析建模过程中的知识重用提供支持。该方法能较好地重复利用以往的建模知识与专家经验,从而提高有限元分析建模效率和质量。     

基于实例推理的夹具设计知识表示方法研究

将基于实例的推理技术应用于夹具设计过程,提出了基于夹具功能特征的实例表示方法和实例检索机制,最后,通过对基于实例推理的夹具设计过程进行的论述,证实了通过实例和方式表达夹具设计知识,可以更好地进行设计知识的转换和解释。     

基于知识重用的钳臂快速设计方法

为充分利用已有设计知识实现钳臂的快速设计,提出了一种将知识重用与参数化设计相结合的方法。分析了钳臂的结构和设计知识特点,并对知识进行了分类、表示。利用知识工程和参数化设计将事实性、过程性知识应用到标准模型中,用实例表示网格划分信息知识。在知识重用方面,采用基于实例的推理技术,并结合钳臂实例的属性相似度及历史设计的指导因子,检索与当前设计要求最匹配的实例。最后,通过实例验证了该方法的可行性与有效性。     

产品设计重用策略

产品的系统化及在此基础上的变型产品设计是企业产品开发的基本策略.产品设计人员在产品开发的各个阶段重用已有的知识、经验,设计重用成为产品设计的基本特征.探讨产品设计重用策略,给出了产品设计重用层次、设计重用空间的概念,研究总结了基于重用的产品设计策略及技术,包括CBR、KM/KBE及基于重用的产品设计模型框架,对产品设计重用研究、应用及开发支持产品快速设计的设计重用工具和系统具有指导意义.     

面向飞机结构设计的CBR技术研究

CBR是进行知识重用的一项重要技术,将CBR技术应用于飞机结构设计中,可以大量借鉴以往机型的设计 方案,提高飞机结构设计效率。本文研究面向飞机结构设计的CBR技术,通过对零件几何和非几何特征的组织构 造实例的表示模型,采用基于相似度的实例检索算法,通过实例的检索获得符合设计制造要求的最佳匹配实例。以 某机型机翼长桁为例进行验证。     

产品设计重用技术支持体系研究

详细讨论了支持产品设计重用的技术体系。首先从产品设计重用的过程框架 (资源创建、资源管理和资源集成 )分析提出产品设计重用的技术需求 ,然后对现有技术如计算机辅助设计 (CAD) ,产品数据管理 (PDM) ,人工智能 (AI) ,知识管理 (KM) ,Web技术等对产品设计重用的支持性和相关性进行了详细深入的分析讨论 ,最后提出了基于设计制品理论的产品设计重用的完整技术体系及需要解决的关键技术     

支持产品复用的集成产品开发研究

企业在长期的生产活动中积累了大量宝贵的产品资源。如何有效利用这些产品资源是缩短产品开发周期、提高产品质量以及实现对市场的快速响应的关键。将基于实例的推理技术引入产品数据管理,提出一种基于产品数据管理的支持产品复用的集成产品开发环境结构;针对产品属性的特点,提出一种新的实例检索模型,并给出相应算法;为了实现基于实例的设计系统与产品数据管理系统之间的数据交流,开发了两者之间的数据接口;以某钢厂典型产品开卷机为对象,开发了Smar Team环境下的开卷机集成设计系统。该系统能够有效地支持对现有产品资源的复用,缩短开发周期,提高设计质量。研究成果可以推广应用至其他典型产品。     

复杂产品设计的知识建模与重用研究

为了解决复杂产品在设计过程中经验知识重用难的问题,本文划分了四类知识模型与重用方法。为实例类知识模型构建特征向量并建立三级知识检索机制。针对图表类知识采用离散化方法建立表达模型,并分别对存在目标函数与无法建立目标函数两种情况建立知识重用机制。利用输入参数、输出参数形成特征向量,并与数学符号建立公式类设计知识中原子公式的表达模型,利用特征向量匹配实现原子公式的组合重用。采用规律类知识中被影响因素构建特征向量,并利用设计约束触发规律类知识重用。最终满足复杂产品对设计知识表达与重用的要求。     

采煤机概念设计的知识表示与知识推理

为实现采煤机概念设计知识和经验的重用,针对采煤机设计领域知识的可分解性、多样性和模糊性等特点,提出了以面向对象为主、产生式规则为辅的知识表示方法,建立了采煤机概念设计实例库和规则库,并将基于实例和规则推理的集成推理机制应用于采煤机概念设计知识推理中.最后以UG为平台开发了采煤机概念设计系统,实现了知识驱动的采煤机概念设计自动化,积累了设计经验和知识,缩短了产品设计周期.通过工程应用实例验证了该方法的有效性与可靠性.     

基于产品设计草图绘制的分层综合表现法的探讨

草图绘制是产品设计流程中十分重要的一个步骤,它重点表现设计者的创作意图和创作风格。在研究、对比传统平面软件绘制特点和数位板的软硬件特色及使用的基础上,提出了基于产品设计草图绘制的分层综合表现法,其核心是利用数位板的快速表达的特点,并综合使用各种绘图软件分层次进行绘制、不断完善的设计方法。并以一款概念手机为例,描述了产品设计流程中分层综合表现法的整个应用过程。     

An ontology-based product design framework for manufacturability verification and knowledge reuse

To achieve efficient development of high-quality product, manufacturing constraints must be fully taken into account at the early design stage. However, designers lack in-depth knowledge of manufacturing and production. Many time-consuming iterations of design changes are required between designers and manufacturing engineers. In order to minimize this knowledge gap, this paper presents an ontology-based product design framework for manufacturability verification and knowledge reuse to support the sharing and reuse of design and manufacturing knowledge. It aims at providing advices and feedback of restraints of manufacturing processes to the designers during the design process. The proposed framework consists of three major layers which include a foundation layer, a domain layer, and an instance layer. We use the Web Ontology Language (OWL), a standard of ontology representation language, to formalize the foundation layer. It contains the core product model and the standard ISO 10303 AP224 application protocol. The domain layer comprises extensional concepts and relationships for design and manufacturing integration and a rule base for manufacturability verification, which is represented in Semantic Web Rule Language (SWRL). In the instance layer, an inference engine is developed based on ontology and rule inference. It provides recommendations of manufacturability. Two case studies are provided as application examples to demonstrate the effectiveness of the framework.     

面向产品设计的知识主动推送研究

分析了基于知识的产品设计,针对现有系统不能主动将知识在适当的时候传递到适当设计人员的缺点,提出了一种基于知识管理的、以工作流驱动的、产品设计的知识主动推送体系结构,分析了其主要层次结构及知识的组织和管理,提出了以工作流驱动的知识主动推送方式.建立了知识主动推送的控制模型,根据知识主动匹配算法分析了设计任务、设计子任务、设计人员、设计知识及其数据结构;将基于语境框架的文本相似度计算延伸到设计领域,提出了基于设计对象的文本相似度计算方法;通过相似度计算对设计人员匹配适当的知识,开发了知识管理和工作流的集成原型系统,并以电涡流缓速器设计为例实现了知识的主动推送.     

一种基于特征继承的产品设计重用的方法

从研究各种设计特征的分类入手,运用面向对象的编程思想对简单孔类特征及由其派生出来的沉孔类特征、台阶孔类特征等进行详细的分析,并对这种特征层的设计重用的方法的可行性进行必要的探讨,最后给出一个简单的例子证明这种方法是可行有效的.     

A design representation scheme for collaborative product development

Design is an integral component of product development, which includes manufacturing. In order to avoid costly reworks and delays, and to reduce the lead-time in product development, effective communication of design concepts among the various stakeholders such as customers, designers and engineers is of utmost importance. In this respect, functional representations provide a methodology, which can be used to describe a design or product effectively. However, function is not the only type of information that needs to be communicated among the various stakeholders during a design process. Other types of information such as design specifications and constraints, which are non-functional, also need to be taken into account. This non-functional information cannot be adequately expressed using existing functional representations. Accordingly, in this work, a novel purpose-behaviour-structure (PBS) representation scheme to capture vital design knowledge for collaborative product development is proposed. The proposed PBS representation scheme can be used by designers working in a collaborative environment for product development. A case study on the design of a vacuum cleaner is used to illustrate the functionality of the PBS representation scheme. The details of the representation scheme are presented in this paper.     

一种面向构件重用的产品构件库设计

在可重构设计系统中,构件资源库是不可缺少的部分,它的丰富程度决定了整个重构设计系统的重构能力和产品范围,它的有效程度决定了产品开发的质量和速度.提出一种面向重构设计应用的,采用层次化存储(功能分解层,功构映射层,构件类关系层和构件明细层),支持多视图检索的构件库技术.应用表明该方法是一种有效的构件库构造途径,此外,它有助于从构造数据库角度来支持产品重构设计并提高后期构件选择的效率.