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。     

复杂机械变型与改进设计中的知识重用技术研究

基于复杂机械产品的变型与改进设计要求,着重研究复杂机械产品变型与改进设计中的知识重用技术,提出产品设计知识分类管理四维模型和产品变型与改进设计循环演变过程模型,分析阐述了基于知识重用的变型与改进设计系统框架,并以沥青摊铺机为例说明复杂产品变型与改进设计系统在摊铺机新产品设计中的应用.     

产品概念创新设计中的知识获取

从产品设计的流程出发,介绍了产品概念设计过程中所需知识以及如何进行知识获取,并分析了系统中的知识管理技术.通过对概念设计过程中的创新思维和各类创新技法的思考,提出了一种基于知识工程的概念创新设计方法及实现其基本思想的系统框架,并阐述其具体的实现技术和方法.     

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.     

基于改进元胞自动机的协同产品创新系统知识扩散

为提高新产品开发的成功率,从知识主体微观知识交流活动的视角,研究了知识主体间、知识主体与协同团队间以及协同团队间的知识扩散过程和规律。借鉴SIS(susceptible-infected-susceptible)疫病传播思想对协同产品创新系统知识扩散过程进行描述,对传统元胞自动机方法进行改进,使其能够更好地反映协同产品创新系统中的知识扩散过程。构建了基于改进元胞自动机的协同产品创新系统知识扩散模型K-SIS,采用仿真方法研究协同产品创新系统知识扩散过程及规律。研究结果表明:团队间的知识可达性与知识扩散绩效正向相关;协同产品创新系统知识引入策略和知识引入团队分布模式对知识扩散绩效有显著影响,其中过度集中或分散的知识引入策略均不利于知识的有效扩散;知识引入团队随机型分布模式有利于知识扩散,垄断型分布与小团体型分布不利于知识扩散。     

基于本体驱动的产品创新方法研究与实现

针对断路器机构系统运行规律,提出基于知识驱动的产品自组织进化创新方法.分析支持产品创新开发的本体知识构成,阐述由产品基元进行自组织进化创新的原理.研究自组织进化创新的环境,实现创新设计对象在自组织进化机制的驱动下自动建立.研制基于基元自组织进化的产品创新设计系统,并通过断路器机构系统开发给予验证.应用结果表明,原型系统具有很高的实用价值,实现了知识驱动自动化.     

产品自组织进化创新中的本体知识体系

知识的组织和表达是产品创新开发领域中研究的热点问题.论述产品创新的自组织进化设计原理和方法.分析设计本体的概念,建立产品创新开发的本体知识体系.通过设计本体的实例化,实现本体知识共享和重用,支持产品的自组织进化创新.在基于知识的工程环境下,构建产品自组织进化创新知识库系统,实现断路器机构系统的创新开发.应用实例表明了产品创新开发知识本体表达与组织的有效性和实用性.     

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。     

基于复杂网络的知识驱动产品创新设计

为了在概念设计阶段有效组织并利用设计知识驱动产品创新设计过程,提高设计者产生创新方案的效率,提出一种基于复杂网络的设计知识网络构建及分析方法。根据设计知识在创新求解过程中的应用特点以及功能、行为、结构三层知识的多对多映射关系,建立了设计知识复杂网络模型,在此基础上计算和分析网络关键特征参数、挖掘网络拓扑结构特点、评价知识节点的重要度,最后根据知识间的关联关系划分知识组元,为设计者提供一个扩大且有序的方案论域范围,由此驱动对产品方案空间的多样性、适应性、原创性设计操作,以实现对产品概念设计过程的激励。以发动机的改进设计为例,阐述了发动机设计知识复杂网络对概念设计的驱动过程,验证了该方法的有效性。     

基于产品用户需求知识的耗散结构模型

以产品用户需求知识为研究对象,首先,基于尖点突变模型分析产品用户需求知识系统的知识突变过程及系统耗散结构的特征,建立系统形成耗散结构的条件模型;其次,运用信息熵理论构建产品用户需求知识系统的熵变度量模型,以此作为判断产品用户需求知识系统状态的依据,揭示产品创新与用户需求的生成及应用关系。