融合用户行为与过程的复杂产品设计知识重用技术研究及应用

发布时间：2016-06-28 21:49

产品设计往往需要大量的设计知识，是一个包含复杂的知识密集型使用过程。对于产品设计来说，知识的种类很多，分散在不同企业、不同的部口之间，甚至于有些产品的设计知识仅仅存在于一些有经验的工程师的头脑里。在产品设计过程中，现在企业大量重用原来的设计方法等知识，因此，对设计知识进行存储和管理己经越来越重要。据研究得知，在产品设计过程中，通常会重用很多零部件，即使设计了新的零件化只是变形设计而来，一个产品中完全创新的零件通常很少。因此，在对产品的功能、原理以及产品的环境属性信息进行分析时，发现仍然是对现有设计知识的重用，可以说大部分的产品设计都是对艮有设计知识的重用。大部分产品的设计都是在已有设计的基础上进行挖掘创新而形成的，而重用则是继承与创新的过程。

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第2章面向产品设计知识重用的多层次扩展模型

2.1引言

在产品设计过程中，将知识聚集到一致的知识模型中便于对知识进行管理和重用。一方面要用恰到的方法进行设计知识的表达，以此来实现设计知识的统一管理。另一方面在重用设计知识的层面，合理的设计知识建模方法能够辅助设计者对知识进行重用。本章研究产品设计知识的粒度和内容的基础上，阐述了设计知识的表达技术和设计知识重用模型。本章阐述了复杂产品设计知识概念，根据设计知识所具有的特点，对产品设计知识进行表达，按照一定的方式将与产品设计相关的知识资源存储积累下来，从而研成复杂产品设计知识库。为便于对设计知识库中的不同设计知识进行提取和重用，本文对产品设计知识进行分析，明确设计知识的分类，构建融合产品设计知识重用的多层次扩展模型，为设计知识的重用提供基础。

2.2产品设计知识

在复杂产品设计过程中需要大量应用产品设计经验和设计知识，因此，，产品设计知识是从产品的开发过程中提出的，对产品设计巧容进行抽象表示。在复杂产品设计过程中对产品生命周期阶段的设计内容和设计过程进行概括、分析和总结，能够形成具有各自特征的标准和准则，将这些产品设计知识记录并存储起来可以支撑复杂产品的设计。产品设计知识不断地积累，并且在设计过程中被反复重用，从这样一个角度出发，产品设计本身就在强调知识重用，本文研究的关注点为产品设计知识重用。

第3章基于用户行为的产品设计知识检索技术巧究....23

3.1引言....23
3.2产品设计知识的获取方法...23
3.3基于用户行为的产品设计知识检索方法...29
3.4基于用户行为的设计知识检索实现过程....32
3.5本章小结....34
第4章设计过程分解与产品设计知识重用技术研究....35
4.1引言....35
4.2基于多层次扩展模型的多属性匹配方法.....36
4.3设计过程分解迭代过程......40
4.4基于多层次扩展模型的产品设计知识重用..42
第5章产品设计知识重用原型系统开发及应用实例.....47
5.1引言.....47
5.2原型系统开发平台及工具......47
5.3原型系统的体系结构.....48
5.4原型系统的应用.....51

第5章产品设计知识重用原型系统开发及应用实例

5.1引言

本文前几章分别研究了几项关键的设计知识重用技术，原型系统实现的模型基础是设计知识多层次扩展模型，产品设计知识获取、基于用户行为的设计知识检索和设计过程造代分解是原型系统实现的技术保障。针对某型号注塑机设计过程中对设计知识的需隶，以注塑机的设计为例，验证了本文所提出的多层次扩展模型和设计知识重用等技术的可行性以及有效性。

5.2原型系统开发平台及工具

设计知识资源层包括各种不同的设计知识资源，包括显性知识和隐性知识、产品知识和过程知识、产品设计基元实例知识等等，这些设计知识是分散的；设计知识表这层是运用本体语言对设计知识进行统一表达，为设计知识的进一步运用提供便利，设计知识表达层采用本体语言OWL作为设计知识表达的方案：设计知识聚类层是建立在设计知识表达层之上的，使用聚类的方法，通过数据挖掘，得到大量的约简知识，接着再对得到的约简知识进行聚类分析，将属性相同、相似度近似地知识资源聚集在一起；设计知识功能层主要是设计知识进行重用，如设计知识的分类、设计知识检索等；设计知识用户层为用户提供交互的操作界面，以便于用户使用，包括查询用户的知识收藏／浏览记录、评论相应设计知识、审核录入的设计知识等等。为了描述设计知识重用原型系统功能与设计知识之间的关系，图5.2给出了原型系统中不同层次结构中的知识流图。知识流图可以分为王层结构，第一层表示原型系统总体功能，辅助设计者按照需求获取设计知识；第二层表示设计知识管理和重用两种功能；第王层对设计知识管理和重用功能具体化，并解明知识流动关系。

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第6章总结与展望

本文结合国家863项目需求，针对产品设计过程中设计知识重用等问题，采用本体的方法来表适产品设计知识；建立面向产品设计知识重用的多层次扩展模型；基于聚类的方法对产品设计知识进行获取；针对设计知识重用过程中知识检索的繁杂和冗余，采用基于用户行为的产品设计知识检索方法对检索信息进行过滤得到更符合设计需求的知识；对多层次扩展模型进行多属性匹配，并采用分级迭代的方法进行产品设计知识的重用；开发了产品设计知识重用原型系统，对注塑机产品设计知识重用进行了应用验证。本文的主要研究巧容与成果如下：（1）提出了产品设计知识重用的多层次扩展模型，为设计知识的检索和知识的重用提供模型基础。对产品设计过程进行分析，用一种本体言语来描述设计知识，从客户需求出发，对产品的技术要求和设计任务进行描述并建立联系，建立领域知识并构建层次模型。

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参考文献（略）

本文编号：62929