基于功能本体的产品设计知识表达与应用研究

发布时间：2017-08-31 16:33

  本文关键词：基于功能本体的产品设计知识表达与应用研究

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【摘要】：为了统一、规范的表达产品概念设计阶段的功能模型，本文将功能本体理论应用于产品概念设计阶段。从产品概念设计阶段的功能建模开始，运用功能本体理论表达功能模型，并应用智能算法为功能选取合适的结构解，得到产品的物理结构，，完成产品的设计过程。 首先详细阐述了功能本体理论体系的内涵，介绍了其组成部分、各个组成部分间的关系以及各个部分在功能模型表达中的作用。其次提取功能本体中的核心概念，同时添加特定领域的结构知识和流的相关知识，采用本体的表达形式，构建了产品设计知识库。 然后利用该知识库对特定领域的产品进行概念设计。概念设计从用户的需求出发，确定产品的总功能，选取合适的功能实现方法将总功能分解，使用功能体来表达功能分解过程中的功能，采用功能组织结构的形式表达产品的功能模型。完成功能建模后对底层的功能元按照不同的功能实现方法选取不同的结构解，组合得到不同的方案，根据遗传算法选出最优方案。 最后，本文利用数据库技术和面向对象的编程语言开发了基于功能本体的知识表达和应用平台。对介绍的知识和方法分别设计了对应的模块，采用该平台设计了三坐标送料机，验证了理论的正确性。
【关键词】：概念设计 功能本体 知识库 遗传算法
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH122
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 课题研究背景11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 课题研究意义12-13
• 1.4 论文组织结构13-14
• 1.5 本章小结14-15
• 第二章 功能本体理论体系15-24
• 2.1 产品功能的含义15-16
• 2.1.1 产品功能的定义15
• 2.1.2 产品功能定义的目的15-16
• 2.1.3 产品功能定义的方法与技巧16
• 2.2 本体理论概述16-19
• 2.2.1 本体的概念16-17
• 2.2.2 本体的组成17
• 2.2.3 本体描述语言17-18
• 2.2.4 本体构建原则和方法18-19
• 2.3 功能本体定义及其体系结构19-23
• 2.3.1 功能本体的定义19-20
• 2.3.2 功能本体体系结构20-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 基于功能本体的产品设计知识表达24-37
• 3.1 产品设计知识概述24
• 3.2 基于功能本体的产品设计知识库框架概述24-25
• 3.3 基于功能本体的产品设计知识库创建25-32
• 3.3.1 功能体本体知识库的创建26-28
• 3.3.2 宏功能本体知识库的创建28
• 3.3.3 功能实现方法本体知识库的创建28
• 3.3.4 流本体知识库的创建28-30
• 3.3.5 结构本体知识库的创建30-32
• 3.4 在 Protégé中构建功能本体知识库32-34
• 3.5 结构-功能映射34-36
• 3.6 本章小结36-37
• 第四章 基于功能本体知识的产品概念设计37-47
• 4.1 产品概念方案的产生37-41
• 4.1.1 基于功能本体的功能建模37-39
• 4.1.2 功能元的对应结构获取39-41
• 4.2 基于遗传算法的设计方案选择41-46
• 4.2.1 遗传算法简介42-44
• 4.2.2 方案评价指标44-45
• 4.2.3 遗传算法的实现45-46
• 4.3 本章小结46-47
• 第五章 基于功能本体的产品设计知识库开发与应用47-62
• 5.1 软件开发环境及语言介绍47
• 5.2 系统体系结构与模块介绍47-50
• 5.2.1 系统的体系结构47-48
• 5.2.2 系统模块介绍48-50
• 5.3 系统数据库设计50-51
• 5.3.1 数据库系统概述50
• 5.3.2 数据关系模型50-51
• 5.4 基于功能本体的产品设计知识库创建51-54
• 5.5 基于功能本体的产品设计实例54-61
• 5.6 本章小结61-62
• 第六章 总结与展望62-64
• 6.1 全文总结62
• 6.2 研究展望62-64
• 参考文献64-67
• 致谢67-68
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文68-69
• 附录69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 薄瑞峰,张旗;遗传算法在机械产品概念设计方案生成中的应用[J];测试技术学报;2004年01期

2 张东民,廖文和,胡建,郭宇,程筱胜,黄晔;基于本体的设计知识建模[J];华南理工大学学报(自然科学版);2005年05期

3 沈斌;宫大;;产品设计知识重用研究[J];计算机工程;2006年18期

4 黄洪钟,赵正佳,关立文,李剑中,冯刚;基于遗传算法的方案智能优化设计[J];计算机辅助设计与图形学学报;2002年05期

5 胡玉杰,李善平,郭鸣;基于本体的产品知识表达[J];计算机辅助设计与图形学学报;2003年12期

6 应杭,李善平,郭鸣,贺赛龙;本体在产品知识S-B-F表达模型中的应用研究[J];计算机集成制造系统;2004年S1期

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9 黄林;王华;刘波;;基于本体的车身设计知识库的构建方法研究[J];中国制造业信息化;2011年11期

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本文编号：766692