面向设计过程基于元胞自动机的知识组织与驱动机制研究

发布时间：2017-05-09 16:17

  本文关键词：面向设计过程基于元胞自动机的知识组织与驱动机制研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：复杂机械产品是集多单元技术于一体的具有整体功能的复杂系统，其设计过程是机、电、液等多过程、多源、多部件、多学科的耦合过程，复杂机电产品的设计知识是产品设计的核心，其涉及多领域、多设计参数、多设计目标关联等诸多方面，传统的设计方法与知识管理方法难以获取准确的有效的知识并实现知识复用。本文将复杂机械产品设计过程作为研究对象，综合考虑复杂机电产品设计过程中知识多领域的协同设计问题，对复杂产品知识建模、重用方法与机制进行系统研究，并提出了面向设计的知识组织与驱动机制。具体研究内容如下： （1）复杂产品知识单元的分析与构建技术研究。面向单元化、生态化的知识组织体系，基于可重用技术构建多领域协同的知识管理与组织体系，利用面向对象思想，使用本体建模语言对各领域设计知识进行封装，将复杂产品集成分析过程所涉及的知识、模型和过程进行重新组织和描述，形成知识单元，对设计知识进行全面规范化描述，并结合灯泡贯流式水轮机的设计知识进行建模。 （2）在分析现有知识组织方法不足的基础上，提出了基于元胞自动机的复杂产品知识单元自组织聚类方法。引入元胞自动机模型，，对于大量的异构知识进行聚类，对知识进行合理的划分，并利用水轮发电机设计知识进行算法验证。 （3）最后，基于本文所提出的面向设计的知识组织与驱动机制，设计开发设计知识管理平台，以水轮发电机产品设计开发为例对本文所提出的机制进行了具体应用。 本文的研究结果建立了产品集成化、生态化知识模型并提高设计知识的重用性和继承性，提高复杂机电产品设计过程的分析效率，继而扩展复杂机械产品智能化设计的理论。
【关键词】：复杂机械产品 可重用技术 本体论 元胞自动机 知识聚类
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH122;TM312
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究现状10-13
• 1.3 课题研究的意义13-14
• 1.4 本文研究的主要内容14-16
• 1.5 本章小结16-17
• 第二章 复杂机械系统分析的相关理论与工具17-30
• 2.1 本体论17-20
• 2.1.1 本体的概念17
• 2.1.2 本体描述语言17-18
• 2.1.3 本体技术的研究热点18-19
• 2.1.4 本体知识建模19-20
• 2.2 元胞自动机20-26
• 2.2.1 一维元胞自动机21-22
• 2.2.2 多维元胞自动机22-24
• 2.2.3 元胞自动机的典型应用24-26
• 2.3 知识聚类26-29
• 2.3.1 K-mean 聚类27-28
• 2.3.2 模糊 C-均值聚类算法28-29
• 2.3.3 谱聚类29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 基于本体的知识单元封装技术30-42
• 3.1 本体建模语言——网络本体语言 OWL30-31
• 3.2 本体开发工具31-32
• 3.3 水轮发电机设计知识领域本体构建与封装32-41
• 3.3.1 灯泡贯流式水轮发电机本体知识建模分析32-34
• 3.3.2 灯泡贯流式水电机设计知识领域本体的设计34-35
• 3.3.3 灯泡贯流式水轮机领域本体的实现35-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第四章 基于元胞自动机模型的知识资源自组织聚类42-60
• 4.1 灯泡贯流式水轮发电机设计知识的分类机制42-48
• 4.2 基于元胞自动机的知识资源聚类算法48-56
• 4.2.1 聚类算法机理49-54
• 4.2.2 聚类算法实例分析54-56
• 4.3 面向水轮发电机设计知识资源的聚类56-58
• 4.4 知识资源驱动机制58-59
• 4.5 本章小节59-60
• 第五章 水轮发电机设计知识管理平台60-75
• 5.1 面向设计的水轮发电机设计知识管理平台的可行性60-61
• 5.2 面向设计的水轮发电机设计知识管理平台的框架61-68
• 5.2.1 体系架构61-62
• 5.2.2 系统架构62-66
• 5.2.3 平台工作流程66-68
• 5.3 面向设计的水轮发电机知识管理平台系统实现68-74
• 5.4 本章小节74-75
• 第六章 总结与展望75-77
• 6.1 总结75
• 6.2 展望75-77
• 参考文献77-83
• 发表论文和参加科研情况说明83-84
• 致谢84

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