基于知識的復(fù)雜產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計輔助系統(tǒng)的研究與應(yīng)用.pdf

1、現(xiàn)代設(shè)計的重心已由傳統(tǒng)的基于經(jīng)驗的設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)榛谥R的設(shè)計，以數(shù)控機床為代表的復(fù)雜產(chǎn)品的造型設(shè)計為工業(yè)設(shè)計研究和實踐帶來了新的挑戰(zhàn)和機遇，面向復(fù)雜產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計創(chuàng)新話題，論文提出了基于知識的輔助工業(yè)設(shè)計系統(tǒng)的概念并通過一系列的研究得以初步實現(xiàn)。論文研究的目標是面向數(shù)控機床這個典型復(fù)雜產(chǎn)品，開發(fā)基于知識的支持數(shù)控機床產(chǎn)品造型設(shè)計的輔助設(shè)計系統(tǒng)，以解決數(shù)控機床造型設(shè)計問題、滿足裝備產(chǎn)品行業(yè)信息化設(shè)計能力的提升。研究的主要內(nèi)容是復(fù)雜產(chǎn)品工業(yè)設(shè)

2、計知識的獲取和在系統(tǒng)層面的表達和實現(xiàn)技術(shù)，以及基于知識的輔助工業(yè)設(shè)計系統(tǒng)平臺的構(gòu)建。論文研究在多項國家科技攻關(guān)和支撐計劃的支持下，提出并完善了基于案例的工業(yè)設(shè)計知識表達和基于情境的產(chǎn)品造型設(shè)計技術(shù)，建立了基于任務(wù)情境的數(shù)控機床造型復(fù)合信息模型，基于Client/Server架構(gòu)建立了面向機床行業(yè)用戶的造型設(shè)計支持軟件平臺。
　　論文的研究過程從機床造型設(shè)計人員的需求和行為出發(fā)，對數(shù)控機床的設(shè)計過程、設(shè)計特征、設(shè)計心理模型等進行分析

3、，結(jié)合設(shè)計調(diào)研、任務(wù)實驗和意象認知實驗等一系列實證方法，獲取數(shù)控機床產(chǎn)品造型設(shè)計的領(lǐng)域本體知識。通過案例情境的知識表達新方式，對造型設(shè)計過程和經(jīng)驗進行封轉(zhuǎn)和表達，實現(xiàn)了基于任務(wù)情境的復(fù)合信息模型，并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建了包含300個造型案例，2000個造型方案的案例庫系統(tǒng)。最后在反復(fù)驗證與多個原型系統(tǒng)開發(fā)試驗的基礎(chǔ)上，建立了一個基于案例的計算機輔助產(chǎn)品造型設(shè)計系統(tǒng)——KB-ICAID，使得該系統(tǒng)具有與實際設(shè)計過程十分相似的項目管理、案例檢索和

4、再設(shè)計等實用功能并能夠運用到實際開發(fā)工作中。通過在在國內(nèi)幾個大型機床主機廠進行示范應(yīng)用，完成了若干款數(shù)控機床產(chǎn)品造型設(shè)計工作，驗證了整個知識研究和系統(tǒng)構(gòu)建的可行性和實用性。
　　工業(yè)設(shè)計問題求解過程的復(fù)雜性和模糊性決定了現(xiàn)有的關(guān)于良性結(jié)構(gòu)問題的知識獲取、表達技術(shù)不能直接使用在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域中，需要專門的、針對性的知識研究方法和技術(shù)。論文研究借鑒了人工智能、心理學(xué)、社會學(xué)等研究成果，采用實證主義研究思想，提出了一套以心理學(xué)實驗和調(diào)研為

5、基礎(chǔ)的、定性和定量相結(jié)合的設(shè)計知識獲取、表達和建模方法，實現(xiàn)了對造型設(shè)計這種非良性結(jié)構(gòu)的求解問題中的內(nèi)隱性、經(jīng)驗性和形象化知識進行挖掘和提取，并將其作為研究產(chǎn)品造型設(shè)計過程和領(lǐng)域本體知識的獲取和表達形式，最終提出了造型設(shè)計知識研究和情境案例表達的理論和復(fù)合信息模型。
　　在以案例情境為核心的知識獲取表達技術(shù)研究基礎(chǔ)上，論文按照“以用戶為中心”的軟件開發(fā)思想先后構(gòu)建了不同層次的基于知識的產(chǎn)品造型設(shè)計系統(tǒng)——ICAID、CBID和KB