数据挖掘在网络化基于实例设计系统中的应用

论文摘要

基于实例设计(Case Based Design,CBD)是基于实例推理方法(Case Based Reasoning,CBR)在设计领域中的应用。它利用人们以往求解类似问题的经验和知识进行推理,从而获得当前问题的求解结果。相比人工智能与专家系统而言,基于实例推理系统对知识、经验及信息完备程度的要求较低,但其推理效率却较高,为产品设计提供了一种高效可行的方法。但由于基于实例推理缺乏严密的理论基础,这种特殊性致使其具有致命的弱点,如:实例获取困难、实例修改准则难以建立等,从而造成了基于实例设计系统开发困难;而且由于设计人员过多地参与设计过程,使得基于实例设计系统缺乏真正意义上的智能化与自动化,设计质量及精度也很难保证。 为了解决基于实例设计系统中出现的问题本文把数据挖掘技术引入到基于实例设计过程当中,并实现了设计系统的网络化。文中分析了数据挖掘技术在基于实例设计系统中的应用,并提出了基于回归分析和MDOD方法的实例修改策略。通过对设计系统的网络化实现,为实例获取提供了一种有效手段,把网络用户的设计结果存储在实例库中,使实例库不断地得到扩充,更好地满足设计要求。 本文采用多元线性回归分析方法对二级圆柱齿轮减速器的单级齿轮副传动参数进行了分析,得出相关的回归方程;并根据回归分析得出的各因子偏回归平方和来判断其重要程度,分析哪些因子为平台参数哪些为特征参数,使设计人员对产品参数之间的关系有更深层次认识。 根据回归分析结果即回归方程和各因子偏回归平方和,引入混合离散变量直接搜索(MDOD)方法对最佳相似实例进行修改,按照各因子偏回归平方和的大小确定修改次序。文中详细给出了实例修改的流程图和实例修改结果,并与传统的设计方法进行了对比,证实了该方法的可行性与实用性。 为了实现基于实例设计系统的网络化,本文提出了C/S与B/S相结合的远程设计模式,使得客户不仅可以利用浏览器对设计结果进行浏览,还可以利用客户端应用程序对设计结果进行处理。本文对二级圆柱齿轮减速器CBD系统实现了网络化,通过客户端应用程序的开发,用户可以利用客户端软件对设计结果进行可视化处理,最终得出二级圆柱齿轮减速器的三维参数化实体模型。该实体模型可以用来进行工

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 论文研究的背景和意义
• 1.2 基于实例设计的发展过程及前景
• 1.3 基于实例的设计过程及其关键技术
• 1.3.1 基于实例的设计过程
• 1.3.2 基于实例设计的关键技术
• 1.4 网络技术、数据挖掘技术在基于实例设计中的应用
• 1.4.1 基于网络的实例获取方式
• 1.4.2 数据挖掘技术在基于实例设计中的应用
• 1.5 论文的主要工作和创新点
• 2 基于实例设计（CBD）中的数据挖掘技术
• 2.1 数据挖掘技术概述
• 2.2 人工神经网络（ANN）
• 2.3 遗传算法（GA）
• 2.4 主成分分析（PCA）
• 2.5 回归分析
• 2.5.1 多元线性回归
• 2.5.2 多重多元回归
• 2.6 小结
• 3 基于实例设计系统的组成及其关键技术
• 3.1 实例库建立及实例获取
• 3.1.1 实例库的建立
• 3.1.2 实例的获取
• 3.2 相似实例的检索
• 3.2.1 实例相似性的相关概念
• 3.2.2 实例检索常用方法
• 3.2.3 获取最佳相似实例及相关实例集合
• 3.3 最佳相似实例的修改策略
• 3.3.1 回归模型的选取或建立
• 3.3.2 基于回归模型的实例修改策略
• 3.4 设计结果存储
• 3.5 小结
• 4 二级圆柱齿轮减速器CBD系统开发
• 4.1 减速器介绍
• 4.2 实例表示方法、实例库的组织结构及实例数据获取
• 4.2.1 数据库系统的体系结构
• 4.2.2 二级圆柱齿轮减速器面向对象的表示方法
• 4.2.3 实例库的组织结构及数据获取
• 4.3 采用回归分析方法进行数据挖掘
• 4.3.1 利用工具软件进行数据分析及数据预处理
• 4.3.2 逐步回归分析的程序实现
• 4.4 最佳相似实例检索、修改及设计结果保存
• 4.4.1 最佳相似实例检索
• 4.4.2 最佳相似实例修改（调整）
• 4.4.3 新实例的保存
• 4.5 实例设计验证
• 4.5.1 一级减速器设计验证
• 4.5.2 二级减速器设计验证
• 4.6 小结
• 5 网络化CBD系统应用平台的建立
• 5.1 远程设计模式的选择
• 5.1.1 C／S模式
• 5.1.2 B／S模式
• 5.1.3 C／S与B／S结合模式
• 5.2 基于XML的圆柱齿轮减速器信息模型建立
• 5.2.1 可扩展标记语言（XML）
• 5.2.2 基于XML的圆柱齿轮减速器信息模型
• 5.3 基于XML的二级圆柱齿轮减速器CBD远程设计系统结构
• 5.3.1 服务器端应用程序
• 5.3.2 客户端应用程序
• 5.4 设计结果示例
• 5.5 小结
• 6 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的学术论文
• 致谢