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

1、現(xiàn)代設(shè)計(jì)的重心已由傳統(tǒng)的基于經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)榛谥R(shí)的設(shè)計(jì)，以數(shù)控機(jī)床為代表的復(fù)雜產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)為工業(yè)設(shè)計(jì)研究和實(shí)踐帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，面向復(fù)雜產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新話題，論文提出了基于知識(shí)的輔助工業(yè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的概念并通過(guò)一系列的研究得以初步實(shí)現(xiàn)。論文研究的目標(biāo)是面向數(shù)控機(jī)床這個(gè)典型復(fù)雜產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)基于知識(shí)的支持?jǐn)?shù)控機(jī)床產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，以解決數(shù)控機(jī)床造型設(shè)計(jì)問(wèn)題、滿足裝備產(chǎn)品行業(yè)信息化設(shè)計(jì)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(jì)知識(shí)的獲取和在系統(tǒng)層面的表達(dá)和實(shí)現(xiàn)技術(shù)，以及基于知識(shí)的輔助工業(yè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)平臺(tái)的構(gòu)建。論文研究在多項(xiàng)國(guó)家科技攻關(guān)和支撐計(jì)劃的支持下，提出并完善了基于案例的工業(yè)設(shè)計(jì)知識(shí)表達(dá)和基于情境的產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)技術(shù)，建立了基于任務(wù)情境的數(shù)控機(jī)床造型復(fù)合信息模型，基于Client/Server架構(gòu)建立了面向機(jī)床行業(yè)用戶的造型設(shè)計(jì)支持軟件平臺(tái)。
　　論文的研究過(guò)程從機(jī)床造型設(shè)計(jì)人員的需求和行為出發(fā)，對(duì)數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)過(guò)程、設(shè)計(jì)特征、設(shè)計(jì)心理模型等進(jìn)行分析

3、，結(jié)合設(shè)計(jì)調(diào)研、任務(wù)實(shí)驗(yàn)和意象認(rèn)知實(shí)驗(yàn)等一系列實(shí)證方法，獲取數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的領(lǐng)域本體知識(shí)。通過(guò)案例情境的知識(shí)表達(dá)新方式，對(duì)造型設(shè)計(jì)過(guò)程和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行封轉(zhuǎn)和表達(dá)，實(shí)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(gè)造型案例，2000個(gè)造型方案的案例庫(kù)系統(tǒng)。最后在反復(fù)驗(yàn)證與多個(gè)原型系統(tǒng)開(kāi)發(fā)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，建立了一個(gè)基于案例的計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)系統(tǒng)——KB-ICAID，使得該系統(tǒng)具有與實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程十分相似的項(xiàng)目管理、案例檢索和

4、再設(shè)計(jì)等實(shí)用功能并能夠運(yùn)用到實(shí)際開(kāi)發(fā)工作中。通過(guò)在在國(guó)內(nèi)幾個(gè)大型機(jī)床主機(jī)廠進(jìn)行示范應(yīng)用，完成了若干款數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)工作，驗(yàn)證了整個(gè)知識(shí)研究和系統(tǒng)構(gòu)建的可行性和實(shí)用性。
　　工業(yè)設(shè)計(jì)問(wèn)題求解過(guò)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(wèn)題的知識(shí)獲取、表達(dá)技術(shù)不能直接使用在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，需要專(zhuān)門(mén)的、針對(duì)性的知識(shí)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(huì)學(xué)等研究成果，采用實(shí)證主義研究思想，提出了一套以心理學(xué)實(shí)驗(yàn)和調(diào)研為

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