基于本体的转向架设计知识表达与重用研究

发布时间：2019-11-04 08:07

【摘要】：近年来,我国铁路建设水平不断提高,高速列车市场规模不断扩大,市场需求呈现变化快速、种类多样的特点,已有的产品实例往往不能完全适应多样的订单需求。设计师需要根据产品设计需求和设计约束重新进行高速列车概念设计,利用产品设计知识得到新的概念设计方案,更好地满足动态、多变的市场需求。高速列车转向架设计涉及电气、机械等多个学科领域,知识种类繁多,层次结构复杂,同时知识表达中存在异构性问题,使得设计师交流时需要多次沟通确认,影响设计效率。为解决上述问题,本文以转向架为主要研究对象,分析了复杂产品设计多学科知识特点,进行知识定义与分类,研究了基于本体的复杂产品设计多学科知识表达与重用方法。主要研究内容如下:(1)对复杂产品概念设计流程进行了剖析,明确复杂产品设计知识的使用目的和应用需求,分析了复杂产品设计多学科知识特点,对知识进行分类与定义。以转向架为例,对划分的知识进行了具体描述,为知识表达提供基础。(2)针对复杂产品设计知识关系复杂,跨学科领域知识表达存在异构的问题,提出了基于本体的复杂产品设计多学科知识表达方法,构建了复杂产品设计领域知识本体。在此基础上,以转向架这一典型复杂产品为对象,构建转向架设计知识本体模型,明确转向架设计知识关系和层次结构,通过定义语义间关系解决跨学科领域概念异构问题,并利用本体编辑软件Protege建立了转向架设计知识本体。(3)在构建完成知识本体模型的基础上,对本体的语义相似度检索算法进行研究,通过设计知识的检索和知识推理实现转向架设计知识的重用。(4)基于上述研究,根据转向架设计需求,提出了基于本体的转向架概念设计知识重用框架,构建了转向架设计知识库。利用Jena推理机实现知识检索和推理,以转向架牵引电机和传动系统设计为例,验证了知识重用方法的可行性。通过上述研究,实现了转向架概念设计多学科知识的规范化表达与重用,使转向架设计知识得到了有效利用。
【图文】：

对产品设计多学科原理知识进行充分的表达和描述，满足复杂产品对多学科知识表达的逡逑需求，因此，本文基于功能－行为－结构模型构建复杂产品概念设计知识模型，，基于知识逡逑的复杂产品概念设计过程如图２－１所示。逡逑＆妈铉yU明本一逡逑￣￣Ｉ功４

本文编号：2555556