机械设计专家系统开发工具的研制

本文论述机械产品设计专家系统开发工具(MDEST)的设计思想.实现策略和关键技术,介绍作者在系统构件,知识表示,推理模式,设计任务求解过程框架控制策略等方面所进行的探索和取得的结果.     

基于知识的特征单元组合技术

针对当前机械产品设计效率低、周期长的问题,提出一种基于知识的特征单元组合技术,实现产品设计的参数计算和三维特征建模一体化。将产品分解为多个基本特征单元,利用二次开发、API接口、DLL封装等技术对特征单元进行程序化处理;采用知识驱动的可视化流程定制系统实现产品设计知识的表达,形成集参数计算与特征建模为一体的设计知识流程;推理该设计知识流程得到计算参数并在CAD系统中完成特征建模。以圆柱齿轮传动系统作为验证对象,详细分析了圆柱齿轮的特征及定位参数、尺寸参数的构成,整理并构建了圆柱齿轮设计计算和特征建模的知识流程,以此为推理依据,通过不同特征单元的组合完成齿轮传动系统的三维造型。结果表明,该方法可以提高产品设计效率,缩短产品研发周期,具有很强的通用性。     

面向知识管理的产品设计资源库研究

针对产品开发过程中日益突出的交流共享和重用产品设计数据、经验等设计信息的需求,以制造企业产品开发过程中设计信息的动态获取、准确描述、记录和一致性管理为目标,研究了产品设计信息描述方法和相应设计资源数据库.首先,基于产品开发过程中设计人员分析求解问题的一般思维过程,从信息集成角度探讨了产品设计信息间所存在的逻辑关系.然后,从知识管理角度研究了产品设计信息的一致性描述模式及对应产品设计资源数据库的建立方法.从而实现制造企业产品设计知识和经验的有效积累,有力支持了企业产品设计自动化.     

基于模块化方法的产品设计知识组织模型

为了给产品设计过程提供更高效的知识服务,提出一种基于模块化方法的产品设计知识组织模型.采用基于知识点来表示各种产品设计知识,根据知识点的特征和领域本体中的语义关系,将内容相关的知识点组合为一个知识模块,并且所有的知识点和知识模块组织为一个有向无环图.在产品设计过程中,根据有向无环图所建立的逻辑关系,可以进行快速、高效、完备的基于语义的知识查询,提高知识管理的效率.在饰品设计案例中的应用结果表明,该方法可以高效地组织饰品设计知识.     

面向信息时代的机械产品现代设计理论与方法研究进展

在经济全球化的环境下,机械制造业的竞争实质上就是产品设计的竞争,如何快速地进行机械产品的开发是提高制造业市场竞争能力的一个关键问题,进行机械产品现代设计理论、方法和应用技术的研究是十分重要的一项基础性工作。在分析机械产品开发面临的变化和需要的基础上,提出了一种现代设计理论与方法体系结构的描述方法。通过分析网络环境下现代设计方法学的研究现状和特点,重点论述了智能设计、协同设计的概念、技术方法和关键研究内容,介绍了在设计知识表示方法、机械设计知识发现技术、知识仓库技术、机械产品知识仓库的功能体系结构、分布式协同设计原理、基于多智能体的协同设计技术等方面的研究进展。针对在我国“十一五”期间制造业发展的需要,指出进行智能设计技术、基于资源节约的设计方法、计算机辅助创新设计原理等八个方面的研究问题和发展趋势,对深入开展面向信息时代的现代设计理论和方法的研究具有理论指导意义。     

知识驱动的产品设计情境

为进一步探讨情境在实际产品设计中的应用,提出了知识驱动的产品设计情境研究方法.将产品设计过程分为问题情境、求解情境和结果情境3个维度,通过知识驱动产品在原理、结构或组合方式上的创新,提出了基于产品开发设计流程的产品设计情境模型和知识驱动的产品设计情境模型.分析了显性知识与隐性知识在用户、设计师以及系统之间的传递与转化特征,提出了知识转移的交流模型和螺旋模型,并探讨了基于知识的产品建模技术、推理求解技术、感性意象评价技术和知识库技术.以眼镜造型设计为例,构建了眼镜产品族结构体系和计算机辅助眼镜造型系统软件,包括三维造型设计模块、感性意象评价模块和系统知识库模块.基于该系统可以实现眼镜产品设计的快速生成,构建设计知识库以及用户的感性意象评价,从而提高眼镜开发设计的效率,验证了知识驱动的产品设计情境理论体系.     

支持多学科设计优化的产品集成设计知识模型研究

为了在工程设计中提高产品多学科设计知识的集成能力,通过研究产品多学科设计优化（MDO）的设计过程,提出一种支持多学科设计优化的产品集成设计知识模型.利用对产品设计知识应用特征的分析,研究产品集成设计知识的融合方法,阐述了产品设计知识的表达以及具体设计规则的匹配机制,分析了多学科设计知识获取和目标满意度评价的过程及方法.应用产品集成设计知识模型作为指导框架,采用GeneXus开发工具,搭建了一个支持多学科设计优化的原型系统平台,并以具体产品的设计过程为例,在平台中验证了该设计知识模型的可行性和有效性.     

基于过程知识的设计过程重用

为提高产品设计过程的效率,从＂产品设计过程亦是产品＂的观点出发,提出了基于设计过程知识的设计过程重用方法,设计了基于过程知识的设计过程重用的流程;给出了过程重用系统的模块组成及其结构.并以某重型汽车变速箱设计过程为实例,实证了该方法与流程能有效地提高变速箱设计过程的效率,进而缩短了变速箱的上市周期,提高了变速箱的质量.     

产品设计事例的描述框架和创新行为研究

创新设计是一个基于知识的、不断探索的设计过程，探索的结果是在设计中引入新的变量或改变变量空间。运用FBS(功能行为结构)框架对产品设计事例进行表达，使得产品设计知识组织具有结构化和一般化的特点，便于知识的管理和探索。在此基础上，运用一创新设计实例对产品的创新设计过程进行了描述。     

基于知识工程的CAD 技术研究

产品开发过程是一种知识密集型的活动, 许多研究致力于将知识工程引入CAD 系统。智能CAD 技术, 运用知识库系统, 解决了产品设计中对知识的需求的问题;基于知识的设计, 实现CAD 和知识工程的结合;基于配置的设计以配置器为核心技术, 有效解决复杂推理问题;基于定制的设计, 满足客户个性化需求的敏捷产品设计;基于设计仓库的设计, 实现产品知识管理和案例管理;基于知识网络的设计, 利用XM L 技术, 为企业知识在Inte rnet上交流提供基础。     

蜗杆传动专家系统的实现方法的研究

针对蜗杆传动的特点，提出了建造蜗杆传动的专家系统的基本思想和蜗杆传动专家系统结构。采用基于面向对象的框架结构来对蜗杆传动知识进行描述，并构造了蜗杆传动的知识库。提出了蜗杆传动设计的多级推理控制方式，以完成蜗杆传动的选型，参数、结构设计及工艺决策等相关任务。     

基于模式语言的设计知识描述与发现方法研究

针对网络协同产品设计过程中知识表现形态的复杂性、多样性和不确定性特征,在对模式语言概念分析的基础上,应用信息论和模糊综合评价方法,提出一种基于模式语言方式设计知识描述方法与知识描述存储表结构,建立了基于模式语言的知识发现和知识综合模糊评价模型.以冲压模具的设计为例,验证了基于模式语言的设计知识描述和知识积累方法的可行性和实用性.     

机床夹具可重构模块化设计方法研究

:如何提高机床夹具设计的效率和质量是计算机辅助工艺装备研究的一个重要问题.在分析机床夹具可重构模块和模块系列规划过程的基础上,提出一种基于公理化设计与设计结构矩阵集成的机床夹具可重构模块化设计方法.该方法以设计过程中的共性单元归并和信息、过程的重用问题为切入点,采用设计结构矩阵建立产品内构件间相互关系,得到合理的模块化夹具产品结构,实现可重构模块拓展变换来实现夹具快速设计.夹具实际实例验证表明,本文设计方法有助于实现机床夹具可重构模块化快速设计,具有较好的应用指导意义.     

产品生长型设计及其关键技术研究

计算机辅助概念设计是机械设计领域的研究热点。在生长型设计理论的基础上提出了生长型设计过程模型；研究了CAD系统中支持生长型设计的关键技术：产品信息数据结构，设计知识库建模和概念结构匹配为实体结构技术；在此基础上开发了相应的概念设计自动化软件；通过工程实例验证了上述理论和技术的有效性和实用性。     

工业设计与工程技术设计

从工业设计与工程技术设计的过程比较,工业设计师与工程师的知识结构的比较,工业设计与工程技术设计的设计理念比较三方面,论述了工业设计与工程技术设计的区别和联系．旨在摆正工业设计与工程技术设计之间的关系,使工业设计在产品开发方面,在保障人们健康的生活方式方面发挥出应有的作用．     

Knowledge-reuse-oriented Product Modeling and Knowledge Management in Digital Design

1 Introduction Rapid changes in market requirements force enterprise to produce customized product withthe cost and de-livery ti me of mass production.Parametric modeling is a usual design approachin CADsystemand it is usefulwhen geometric model should be changed frequentlyin design process[1-4]. To a certain degree parametric tech-nique si mplifies design process and shortens development cycle . However parametric approachis difficult to de-scribe design knowledge .Currently CADtechnique m…