基于可拓本体的复杂产品方案设计可拓集成框架研究

发布时间：2020-12-28 07:08

　　为了有效提升大型复杂产品方案设计结构配置的设计效率和质量,对大型复杂产品方案可拓集成设计进行了研究。对大型复杂产品方案可拓设计过程中的可拓本体概念模型、可拓本体库构建框架、方案设计可拓需求模式、方案设计可拓配置模式和方案设计可拓再设计模式进行了分析,提出了一种基于可拓本体概念的复杂产品快速设计可拓模式框架;通过将应用层、应用工具层以及环境支撑软件层相融合,建立了基于可拓设计模式的型号飞机产品快速设计可拓集成平台体系结构。研究结果表明:该可拓集成设计平台体系结构的建立,能够实现多层次、多属性、创造性、复杂性等特点的复杂产品方案设计的结构可拓配置,从而为复杂产品快速设计的顺利实施提供理论和工程应用支持。 

【文章来源】：机电工程. 2020年05期 北大核心

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

可拓本体库构建的一般框架

产品方案设计需求分析可拓设计模式如图2所示。从图2可以看出:基于可拓本体概念的产品方案设计需求分析可拓设计模式包含几个关键组成部分:(1)基于公理化设计的客户域、功能域、结构域、工艺域的划分,以及对应基元可拓集的构建[18];(2)需求基元/系统、需求基元可拓集以及需求可拓本体的构建。在这里需要说明的是,需求基元/系统、需求基元可拓集以及需求可拓本体均是对需求信息以及设计需求关系的描述。需求可拓本体是表征设计需求关系,其构建形式如1.1节所示。需求基元/系统是对需求可拓本体概念的表征,其构建形式如1.2节所示。需求基元可拓集是对设计需求信息的可拓关系表征,其构建形式如1.1节所示;(3)需求信息与设计参数之间的映射关系,包括基于公理化设计的设计域间的Z映射、需求分析蕴含过程模型、可拓分析与可拓变换方法等主要内容[19];(4)设计参数基元、设计可拓本体以及本体库构建;(5)基于基元权重分配模型的需求基元和设计参数基元间的可拓关联矩阵的构建[20-21];(6)可拓方案集的获取以及基于可拓优度法的优选方案生成[22-23]。

产品快速配置设计的可拓设计模式如图3所示。从图3可以看出:基于可拓本体概念的产品方案设计快速配置的可拓设计模式包含有几个关键组成部分:(1)基于可拓需求分析获得目标基元,并建立相应的需求基元可拓集以及相应的可拓本体;(2)在可拓本体库中对目标基元进行可拓本体检索,获得相匹配的设计对象,可拓本体检索可以对可拓本体特征进行匹配,由于可拓本体概念是基于基元模型/系统而建立的,可拓本体特征匹配算法和基元特征匹配算法是一致的,笔者在文献[24-25]中给出了相应的基元特征匹配算法;(3)在匹配集中基于对应的可拓重用算法和模型获得满足设计要求的重用对象集[26];(4)对多设计重用对象进行可拓优选,获得最佳设计对象[27-28]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]面向航天产品研制的知识网络本体建模方法[J]. 代风,翟翔,施国强,杜臣勇.  浙江大学学报(工学版). 2018(10)
[2]基于可拓理论的定制类汽车产品概念设计方案评价[J]. 张健,邱采芹,起雪梅.  机械设计. 2018(S1)
[3]基于QFD和案例推理的绿色产品设计方案选择研究[J]. 杨东,柴慧敏.  科技管理研究. 2018(16)
[4]基于可拓创新方法的改进TRIZ研究[J]. 楼炯炯,桂方志,任设东,谢智伟,赵燕伟.  计算机集成制造系统. 2018(01)
[5]基于领域本体和CBR的案例知识检索方法[J]. 文家富,郭伟,邵宏宇.  计算机集成制造系统. 2017(07)
[6]基于改进信息熵的创新合作伙伴多级可拓优选决策分析[J]. 曹霞,张路蓬.  统计与决策. 2016(05)
[7]可拓本体的定义与性质[J]. 杨国为,朱荣成,张小锋,陈敏.  数学的实践与认识. 2015(13)
[8]可拓设计理论方法综述与展望[J]. 赵燕伟,周建强,洪欢欢,陈尉刚,何路.  计算机集成制造系统. 2015(05)
[9]考虑客户需求偏好的产品创新概念设计方案生成[J]. 杨涛,杨育,张东东.  计算机集成制造系统. 2015(04)
[10]本体知识拓展分析树在可拓策略生成系统的应用[J]. 温树勇,李卫华.  智能系统学报. 2014(01)

博士论文
[1]产品方案设计中的近似建模与知识处理方法研究[D]. 郭丰.哈尔滨工业大学 2017



本文编号：2943344