基于语义特征项列表的工艺知识推送技术研究

针对工艺人员在机械产品制造工艺设计过程中通过现有信息检索方式难以准确得到相关知识的问题,分析现有机械产品设计制造相关知识推送研究的优点与不足,将个性化推送技术及基于领域本体的语义检索技术融入知识推送过程中,提出了基于语义特征项列表的工艺知识推送方法,实现了在工艺知识推送过程中对工艺知识的个性化语义检索,提高了工艺人员在工艺设计过程中获取相关知识的效率。首先,提出了主要包含知识需求个性化扩展、知识检索匹配及预推送知识个性化过滤的工艺知识推送模式;其次,构建了满足工艺知识推送需求的工艺知识、工艺人员、工艺设计任务及工艺知识应用案例模型,详细介绍了语义特征项列表的生成过程;然后,设计了以语义特征项列表为核心的工艺知识推送相关算法;最后,通过实例验证了相关算法的有效性,并面向某机械产品制造企业的实际应用需求开发了支持推送的机械产品制造工艺知识管理系统。     

面向协同的产品设计知识推送研究

知识推送是提高产品协同设计中知识获取效率的重要方式。通过分析现有设计知识推送研究的不足,运用知识模块集来描述设计过程知识需求模型,提出设计过程知识需求模型的更新方法,设计了一种面向协同的产品设计知识推送模型,其推送思路是:当设计人员接受设计任务时,对设计过程知识需求模型中的知识模块集进行基于概念语义扩展的设计知识检索,然后根据设计人员的知识水平过滤预推送的知识,最终将知识推送给设计人员,从而达到在产品设计过程中主动地为设计人员提供个性化知识服务的目的。     

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。     

面向机械零件关联知识推送方法的设计与实现

为了提高机械产品设计过程中零件类知识的获取效率,充分利用和挖掘零件设计知识的价值,采用以零件知识为核心的新型知识服务理念,提出了一种以设计任务为驱动的关联知识推送方法,实现关联知识的主动推送。首先,阐述了关联知识的概念,通过对产品设计过程中基于任务的知识需求分析,构建了关联知识推送体系框架;然后,分析了关联知识推送的应用技术,研究了关联知识推送的实现机理,采用相似度匹配算法,实现了相似的关联知识的匹配;最后,通过实例应用验证了关联知识推送方法的可行性和可靠性。     

几何演变驱动的机加工艺知识表示与推送

针对工艺设计过程中知识表示与推送困难的问题,认为加工特征的几何演变过程才是工艺知识的直接载体,提出了几何演变驱动下的机加工艺知识表示方法和以此为基础的工艺知识推送模型。对零件工艺实例的几何演变进行了表示,建立了描述其上加工特征形成过程的工艺知识模型;通过融入复杂网络理论建立了机加工艺知识网络模型,定义了工艺知识的推送过程,实现了根据特征工艺设计任务推送所需知识。通过应用实例验证了所提方法的可行性。     

支持变型设计的知识主动推送研究

变型设计的关键是设计知识获取,设计知识包含了重要的设计图纸、经验、数据、学科标准等,针对现有变型设计系统不能将设计知识主动地在正确的时候将正确的知识传递到正确的设计人员的缺点,提出了一种工作流驱动的知识主动推送体系框架,分析了其层次结构,提出了变型设计的知识主动推送方式,依照知识推送和工作流的特性建立了支持变型设计的知识主动推送模型,最后以电涡流缓速器的变型设计为实例说明了知识的主动推送。     

知识驱动协同创新的产品开发模型

为提高产品创新能力,提出了知识驱动协同创新的产品创新理念,并构建了具有6层结构的产品创新开发系统模型,包括协同平台、开发过程链、产品创新设计、分析评价、智能再设计和知识资源层等。研究了知识驱动协同创新的创成和吸纳相集成的原理、再设计建议的智能化生成方法及其过程链流程组织策略。产品协同创新的创成和吸纳过程通过集成推理实现;创新的产品方案再设计建议通过分析和仿真方法生成;产品创新开发过程链采用基于知识管理的流程组织方法。应用实例表明,已开发的系统体现了模型的基本功能,具有可操作性和实用价值。     

机械产品概念设计的协同设计研究

在机械产品概念设计中应用协同设计是日益激烈的全球性市场竞争的结果，是概念设计发展的要求，介绍了基于网络协同设计的机械产品概念设计的基本思想，初步讨论了系统结构及实现方式，并对基于协同设计的机械产品概念设计中协同技术，异构环境下数据共享，基于实例和规则混合推理的机械产品概念设计过程等关键技术进行了研究。     

知识网格环境下客户协同产品创新知识共享研究

基于知识网格在整合知识资源方面的优势,分析了知识网格环境下客户协同产品创新知识共享的特征,提出了知识共享模型,并对其关键研究点进行了深入研究。通过提出"创意-问题-功能"模型实现创新主体非结构化创意知识的转化;创建产品创新知识共享概念本体并定义其上下位关系;在对知识共享概念本体按概念型、规则型和实例型划分的基础上,提出一种基于OWL的产品创新知识本体语义表示方法;建立了知识共享的访问机制和原型系统,并通过某型号手持电钻的产品创新设计验证了所提出模型与原型系统的有效性和可行性。     

机械产品专利知识的提取和应用

随着专利数量的快速增长,单纯依靠人工进行专利查阅,很难及时、快速获取专利中的创新知识资源.对此,引入深度学习方法,研究机械产品专利知识的计算机自动抽取,进而实现机械产品的创新设计.在研究中,将专利知识抽取分解为对专利中功效、原理、结构三类实体的识别,以及各类实体之间关系的抽取,由此构建专利知识结构模型.基于BERT语言预训练模型完成实体的识别和实体关系的抽取,解决了传统专利分析方法抽取知识片面且精度不高、效率较低的问题.与此同时,设计了对机械产品创新设计起辅助作用的专利知识推送系统.通过电动牙刷实例验证了研究的有效性.     

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.     

支持概念设计的分布式协同设计环境的研究

一个复杂产品的概念设计往往需要多学科领域专家之间的协同。基于黑板模型 ,本文提出了一个分布式模块化协同设计框架结构。首先分别介绍了支持该框架结构的几个关键技术 ,即产品信息共享模型、设计问题的分布式构模方法以及基于约束的冲突检测方法。然后利用这些框架支持技术以及网络使能技术开发了一个分布式模块化协同设计环境 DCMDE,能有效地支持不同地理位置、不同学科的设计人员进行机械产品的协同概念设计。一个齿轮箱协同方案设计实例显示了系统的有效性     

Research on collaborative conceptual design based on distributed knowledge resource

Conceptual design is an early stage of the whole product development process, which involves the generation of solutions to satisfy the design requirements. It is a crucial issue on how to find proper principle solutions from enormous, isomeric, and even distributed knowledge resources repositories and then ally with these correlative distributed knowledge resources providers to collaborative conceptual design. Design is a task-solving process using corresponding resource, so it does not always have an agency in product design. This paper proposes a model of collaborative conceptual design based on distributed knowledge resources, which is centered on design tasks and based on dynamic knowledge alliance without agency. After a model of knowledge resource unit and a model of Web services based on knowledge resource are proposed, a virtual quantitative and qualitative knowledge resource representation based on knowledge grid is then put forward. The mixed knowledge resource repository is also proposed to support collaborative conceptual design. The strategies of knowledge register, publish, storage, reorganization, orientation, and problem solving based on mixed knowledge resource repository are then discussed in detail. The data exchange mode of principle solutions is then described. The selection strategy of dynamic knowledge alliance members is established. The framework of distributed knowledge resource is also put forward to support collaborative conceptual design. The process of collaborative conceptual design based on distributed knowledge resource is then proposed. The conceptual design of new devices for decreasing resistance of amphibious vehicles is given as an example, which demonstrates that the methodology is obviously helpful to produce valuable principle solutions with distributed knowledge for product innovation.     

Concurrent Engineering based collaborative design Under network environment

Concurrent Engineering (CE) is a popular method employed in product development. It treats the whole product design process by the consideration of product quality, cost, rate of progress, and demands of customers. The development of computer and network technologies provides a strong support to the realization of CE in practice. Aiming at the characteristics of CE and network collaborative design, this paper built network collaborative design system frame. Through the analysis of the network collaborative design modes based on CE, this paper provided a novel network collaborative design integration model. This model can integrate the product design information, design process, and knowledge. Intelligent collaboration was considered in the proposed model. The study showed that the proposed model considered main factors such as information, knowledge, and design process in collaborative design. It has potential application in CE fields.     

基于知识的机械产品设计方案失效风险评估

提出了一种基于知识的机械产品设计方案失效风险评估和优选方法.使用矩阵和一维数组表达"功能-组件"、"组件-失效模式-失效风险"间的对应关系知识,利用矩阵乘法和数组的"连接"运算法则,建立了具有较好通识性及实用性的产品"功能-失效模式-失效风险"知识模型,并据此构建了相应的知识库.在知识模型和知识库的支持下,给出了风险优先数的计算方法和基于知识的机械产品设计方案失效风险评估过程方法.最后,通过实例说明了上述方法的有效性.     

面向复杂产品的可重构虚拟样机技术研究

针对复杂产品基于已有知识实现快速设计问题,对产品设计、分析仿真和协同优化过程中模型和知识的重用进行了深入分析,提出了支持新产品开发的可重构虚拟样机构建方法.通过对复杂产品虚拟样机技术分析,研究了可重构虚拟样机的构建过程和建模方法,建立了可重构虚拟样机的基本类图、活动图和映射关系图;在新产品设计过程中参数驱动可重构虚拟样机模型,实现新产品的快速设计和分析及优化.最后,以锤式破碎机主轴为例,实现了可重构虚拟样机的应用,证明了该技术对复杂产品的快速设计具有重要意义.     

网络化产品协同设计支持系统的设计与实现

针对网络化产品协同设计的特点和多种应用需求，提出了多模式协同设计的思想，定义了几种典型的协同设计模式。基于XML和VRML技术，建立了支持网络化协同设计信息集成、过程集成和知识集成的集成模型。设计并实现了一个通用型网络化协同设计支持系统，给出了系统体系结构和实现途径，并以微小卫星研制为背景进行了应用验证。该系统具有柔性和开放性，可扩充，易裁剪，可支持多种协同设计模式，便于构成多种应用系统或与其他系统集成。     

基于质量功能展开、发明问题解决理论和仿生学的产品创新设计

为了提高产品创新设计效率,提出一种基于质量功能展开（QFD）、发明问题解决理论（TRIZ）和仿生学的产品创新设计过程模型。首先,根据客户需求利用QFD理论构建产品质量屋,结合TRIZ的矛盾冲突理论将负相关技术特性映射到对应的发明原理,综合考虑发明原理三大准则筛选出合适的发明原理;然后,搜索基于发明原理的生物实例库获得多个生物实例,分别计算其与设计目标之间的功能流相似度并将相似度值最高的作为仿生原型;最后基于建立好的生物系统数据库、产品系统数据库和协同中间件数据库,利用协同中间件进行跨领域多层次协同映射,得到产品仿生设计方案。利用上述过程模型对风扇叶片进行创新设计,并结合FLUENT软件进行数值模拟,结果表明风扇叶片在提高风量和降低噪声性能上得到了一定的改善,验证了所建立设计模型的可行性与有效性。     

面向产品自顶向下设计进程的集成协同决策

提出基于产品功能和物理拓扑结构的进程模型,将产品自顶向下设计进程分解为模块任务、零件任务、设计参数及其相互关联等基本组成元素.根据自顶向下的设计进程特点,提出产品集成协同设计软件系统架构,设计相应模块任务代理、零件任务代理以及基于敏度分析的代理设计方法,采用Java及Web技术实现了上述系统,以变速箱为设计实例说明系统的应用过程和效果.