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.     

基于联合学习的概念设计知识抽取与图谱构建

为提高产品概念设计过程中设计知识获取效率，解决设计知识碎片化、推理性差、可视化程度不高等问题，提出了基于联合学习的设计知识抽取与图谱构建方法。首先，根据设计知识需求和产品概念设计流程，构建了面向产品概念设计的设计知识图谱框架，然后，分析了设计知识提取过程中实体关系重叠问题，建立了基于联合学习的设计知识抽取模型，该模型通过ELECTRA算法进行语义编码，利用联合学习方法将实体关系抽取转换为各关系上两实体映射。通过真实设计数据和DuIE公共数据集对比实验表明，该模型知识抽取效果显著优于对比模型。最后，将该方法应用于文化创意产品设计知识图谱开发，为设计师提供关联化、可推理、可视化的设计知识，辅助进行产品概念设计。     

基于能量转换的机械产品概念设计自动化研究与实现

提出了能量链原理，从设计本质的层面上指出，机械产品创新设计求解的本质过程即是选择合适的能量转换原理及确定支持相应能量转换的结构方案的过程。在广义定位原理与能量链原理的基础上，建立了相应的概念设计产品信息模型，构建了支持能量转换推理的机械产品概念设计过程模型以及支持功能结构自动映射过程的概念零件编码体系。介绍了基于该原理开发的概念设计CAD软件系统——DARFAD。     

基于公理设计与TRIZ的概念设计知识管理研究

产品概念设计具有高度创造性、知识密集性及须同其他设计人员进行信息交互的特点．．在这个动态集中,传统信息管理系统功能语义信息缺乏,设计过程与产品信息有效集成的能力不足,不能为设计过程提供足够的支持。本文提出一种面向产品开发过程的公理化本体模型,作为产品概念设计知识管理及集成设计平台的工具。作为设计结果的产品公理化本体模型,不仅在设计过程中表达了设计方案,更是产品设计知识的载体。通过构造基于TRIZ的本体创新模型,解决了公理模型解决设计冲突的不足,增强了在概念开发中的实用性,提高了产品开发的创新性。     

基于知识的计算机辅助产品概念设计原型的研究

未来的CAD应该支持产品“需求分析——概念设计——具体化设计——详细设计”全设计过程。介绍了典型的产品生命周期以及面向产品全生命周期的集成产品模型和多视图产品模型数据库，在讨论了知识管理和基于知识的工程(KBE)系统框架的基础上，提出一种基于知识的产品概念设计原型并对未来的工作进行了展望。     

基于共享智力模型的复杂产品协同创新平台研究

复杂产品的创新是一个知识融合型协同创新设计过程。本文从复杂产品协同创新设计的特点出发,在协同设计和创新设计理论和技术的基础上,引入认知科学的相关研究成果,提出了由复杂产品协同创新设计过程模型、设计思考过程模型和设计认知对象模型等三个部分构成的可进化共享智力模型,用于对协同创新过程以及创新过程中所使用的显性和隐性知识进行建模。并对支持显性知识融合的设计对象模型协同进化方法和支持隐性知识融合的设计思考过程协同建模方法进行了深入的讨论。最后提出了基于共享智力模型的运载火箭总体设计协同创新平台的体系结构。     

绿色产品概念设计中的知识重用

为解决由产品生命周期阶段的延拓及环境因素导入而引起的产品绿色设计实施周期较长及效率低的问题,将知识重用方法引入到绿色产品的概念设计中。对绿色设计单元进行可拓物元表达,建立绿色设计知识的多域多级迭代过程模型;通过K均值聚类方法对绿色设计单元实例进行分类处理,基于功能域、行为域、结构域与绿色设计域映射关系提出绿色设计单元实例检索方法,采用考虑方案主观偏好的不确定多属性效用决策方法优选出绿色属性综合表现最佳的方案。以食品搅拌机的概念设计为例,对所提方法进行了验证与分析。应用实例表明,该设计知识重用方法可以较大幅度的提高绿色产品概念设计的效率。     

基于数据挖掘的产品概念设计建模研究

在产品概念设计过程中，引入数据挖掘技术和方法，提出了基于数据挖掘的全息虚拟产品概念设计模型，开发了数据挖掘工具，建立了面向产品概念设计方案生成的数据仓库；研究建立决策树算法的数据挖掘模型，以支持度为目标，实现从所建立的机械产品库、设计规则库、领域知识库中挖掘相关数据、信息和知识，从而极大地支持机械产品方案创新设计过程。以机床传动机构设计为例，说明了采用决策树方法的数据挖掘模型来实现机械产品概念设计的功能结构映射过程。     

基于属性预测的产品概念设计

针时现有产品次要功能的创新开发,提出了基于属性预测的产品概念设计过程模型.在该模型中,产品经历了从功能域到组态域的转换,同时设计者通过对产品组件和属性进行属性预测操作得到概念设计方案,全面评估各个方案后得到最优解.最后以洗衣机的创新设计为例,验证上述概念设计过程模型的有效性和实用性.     

产品敏捷工业设计过程创意知识获取方法

为应对企业对产品敏捷开发的需求,在分析敏捷工业设计特征基础上,提出了多迭代产品敏捷工业设计流程,通过多次迭代逼近用户需求。结合创意过程的知识获取流程,构建了创意知识信息元,并对其进行结构化表征。通过创建创意知识匹配模板,设计了创意知识匹配算法,以控制创意过程的迭代次数。以无线移动上网终端概念设计过程的创意知识获取为例,验证了方法的有效性。     

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。     

基于知识面向环境的产品全生命周期模型

从产品全生命周期的视角建立了包括产品开发、产品制造、产品使用和产品回收再造各个阶段的模型。与传统的产品开发模型相比，该模型充分考虑了产品全生命周期中从概念形成到回收再造的诸多因素，以及这些因素之间的关系，同时在模型中融入知识这一重要因素，体现了在产品增值链上的知识循环过程。     

一种以面对面的设计知识组织与应用模型

鉴于目前知识组织模型对产品创新过程的支持力度不足,根据复杂机电产品创新设计知识的特点和类型,提出了一种"以面对面"的知识组织与应用模型.通过概念本体形式构建内部语义网络知识面,实现对事实知识创新属性的管理.利用Agent知识体对事实资源知识进行组织,并建立基于设计目录形式的外部资源网络知识面.借助对内外部网络知识面立体知识地图的搜索技术,为设计人员提供利于产品创新的多学科原理和具体策略知识,从而有效激励设计人员产生多种创造性的设计思路和具体方案.     

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。     

产品创新设计中基于本体理论的客户知识集成技术研究

为了支持产品创新设计过程的深入研究,针对客户知识在产品创新实践中的集成问题进行了研究.首先,根据产品创新活动的特点,建立了一种产品创新设计中的客户知识集成模型;其次,提出了基于"问题域-功能域"的客户知识转换方法,同时使用本体理论对客户知识进行建模,构建了包括客户创意、感性知识、客户需求、基本知识在内的客户知识概念本体树模型,实现了对客户知识的本体描述;随后,提出了用客户知识服务引擎来实现客户知识请求匹配的方法;最后,结合产品创新中客户知识集成系统的开发,对上述模型及方法进行了验让.     

面向产品创新的仿真建模与分析方法研究

为实现产品创新开发的可视化和知识获取的智能化,根据仿真目的的不同,将支持产品创新的仿真过程分为概念仿真和性能仿真2个阶段,并给出仿真模型的定义。提出了基于本构关系的概念建模方法,实现抽象模型到原理方案或结构的创新。分析了计算机辅助设计／计算机辅助工程集成环境中性能仿真模型的构造方法与过程。断路器机构的创新开发过程仿真及试验验证结果表明,概念仿真有利于将创新的设计思路转化为产品原型;性能仿真既是对原型产品性能的效验,也是获取产品创新开发知识的重要手段。     

New Knowledge Network Evaluation Method for Design Rationale Management

Current design rationale(DR) systems have not demonstrated the value of the approach in practice since little attention is put to the evaluation method of DR knowledge. To systematize knowledge management process for future computer-aided DR applications, a prerequisite is to provide the measure for the DR knowledge. In this paper, a new knowledge network evaluation method for DR management is presented. The method characterizes the DR knowledge value from four perspectives, namely, the design rationale structure scale, association knowledge and reasoning ability, degree of design justification support and degree of knowledge representation conciseness. The DR knowledge comprehensive value is also measured by the proposed method. To validate the proposed method, different style of DR knowledge network and the performance of the proposed measure are discussed. The evaluation method has been applied in two realistic design cases and compared with the structural measures. The research proposes the DR knowledge evaluation method which can provide object metric and selection basis for the DR knowledge reuse during the product design process. In addition, the method is proved to be more effective guidance and support for the application and management of DR knowledge.     

A feature-based approach towards an integrated product model in intelligent design

Conceptual design is an early stage in the product design process, which has an essential effect on the product innovation. Existing approaches for product knowledge engineering for conceptual design always focus on knowledge modelling and organization, etc. However, the traditional approach is lack of better comprehending representation and reuse of design knowledge in conceptual design. This paper is devoted to presenting a systematic effective integrated modelling approach of principle solutions in conceptual design to make the knowledge of functional design be transferred efficiently to the subsequent principle conceptual design and structure conceptual design process, and even detail design. With the introduction of the physical quantity model, feature-based representation model of function, effect, physical quantity, working principle and structure concept are put forward step by step, and then an integrated principle solution model is presented based on the generalized assembly model. The knowledge organization method of principle solutions based on physical quantities is also proposed. Conceptual design process based on integrated modelling and knowledge organization of principle solutions is presented, which discloses that physical quantity model is a bridge across functional design, principle conceptual design and structure conceptual design. The conceptual design of new devices for decreasing resistance of petroleum equipment offshore platform is given as an example, which demonstrates that the methodology is obviously helpful to increase opportunities for product innovation in conceptual design.     

知识管理体系及其在系统集成环境中的集成

针对产品研发过程中知识管理与应用的实现问题,在知识管理层次体系基础上提出了产品系统开发智能化集成环境的构建方案.从知识本质特征分析人手,得出知识的运用与管理是通过构建知识工具、维护数据载体、进行知识过程控制来实现的结论.探讨了知识管理的实现机制,通过协调知识、数据、过程、工具之间的关系,给出了支持工程应用的知识管理体系与功能阶段.基于知识管理的体系层次,给出了支持产品分布式集成开发环境的功能体系技术方案,定义了基于知识的集成环境的智能化操作流程.