产品设计知识建模与演化关键技术研究

论文摘要

本文从产品设计知识的创新性与重用性相结合的角度探索了产品设计知识演化的发展规律，系统地提出了产品设计知识建模与演化的理论和方法，对产品设计知识获取、产品设计知识挖掘、产品设计知识派生以及产品设计知识进化中的关键技术进行了深入研究，并结合企业具体应用将上述理论应用于实际产品开发中，取得了良好的效果。 论文的主要工作如下： 第一章综述了产品设计知识的研究现状，分析了设计知识的内涵并提出了设计知识的分类方法，阐述了针对产品设计知识的各种技术研究，在分析研究方法不足的基础上给出了产品设计知识建模与演化理论的主要思想和研究背景。 第二章提出了基于物元封装的产品设计实例知识获取建模的基本原理。将物元以及在此基础上发展而成的事元、事物元引入到产品设计实例的知识封装中来，实现了通过统一的形式化方式对产品设计实例的描述，并对产品设计实例进行了有效的封装。 第三章提出了基于数据挖掘的产品设计知识挖掘方法。分析了数据挖掘与产品知识信息之间的关系，将粗糙集理论引入到产品设计规则知识挖掘中来，通过挖掘产品实例中重要因素对产品性能方面的影响，得到可供设计人员参考的产品设计规则。 第四章提出了基于可拓推理的产品设计知识派生方法。针对产品设计模型知识与产品设计过程知识，通过可拓推理的方法，在建立产品基本构造模型的基础上进行了产品设计模型的知识拓展；在建立产品设计过程蕴含系统的基础上实现了产品设计过程知识的变换。 第五章提出了基于优度评价的产品设计知识进化方法。通过优度评价方法的运用，阐述了产品设计知识菱形进化的概念，建立对产品设计知识评价与再利用的体系，实现了对产品设计知识的有效进化。 第六章介绍了以本文内容为核心的产品设计知识管理信息系统。结合企业具体应用，开发了产品设计知识建模与演化系统，将产品设计知识建模与演化的理论和方法应用于产品设计任务信息管理、产品设计模块信息管理、产品设计流程管理以及产品基础数据管理等过程中，给出了系统的应用背景、实施策略、体系结构和功能模块。 第七章总结了本文的主要研究内容和成果，并给出了今后的研究方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 设计知识
• 1.2.1 设计知识的内涵
• 1.2.2 设计知识的表达
• 1.2.3 设计知识的运用
• 1.3 产品设计与设计知识
• 1.3.1 产品概念设计与设计知识
• 1.3.2 设计知识在产品设计中的实现方法
• 1.3.3 产品设计与设计知识管理系统
• 1.4 本文研究背景、内容及意义
• 1.4.1 现有产品设计知识研究的不足
• 1.4.2 本文研究的研究背景
• 1.4.3 本文的主要思想
• 1.4.4 本文的组织思路
• 第二章 基于实例的产品设计知识获取建模
• 2.1 引言
• 2.2 产品设计实例的分解
• 2.3 产品设计实例的形式化描述
• 2.3.1 产品设计实例的一般描述方法
• 2.3.2 物元理论及其形式化方法
• 2.3.3 产品设计实例物元模型的建立
• 2.4 产品设计实例的封装
• 2.4.1 产品设计事物元
• 2.4.2 关联信息的建立
• 2.5 实例分析
• 2.5.1 电除尘器产品实例
• 2.5.2 电除尘器产品设计实例物元模型
• 第三章 基于数据挖掘的产品设计知识挖掘
• 3.1 引言
• 3.2 数据挖掘与产品知识信息
• 3.2.1 数据挖掘的基本概念与主要技术
• 3.2.2 可挖掘的产品知识信息
• 3.3 基于粗糙集的产品设计规则知识挖掘
• 3.3.1 粗糙集理论与数据挖掘
• 3.3.2 产品设计规则知识的挖掘过程
• 3.4 实例分析
• 3.4.1 电除尘器除尘效率影响因素分析
• 3.4.2 电除尘器除尘效率决策表
• 3.4.3 电除尘器除尘效率设计规则知识生成
• 3.4.4 电除尘器设计规则知识综合
• 第四章 基于可拓推理的产品设计知识派生
• 4.1 引言
• 4.2 产品构造模型知识的可拓集合
• 4.2.1 产品构造模型的共轭特性
• 4.2.2 基于共轭视图的产品基本构造模型描述
• 4.2.3 产品构造模型的知识拓展
• 4.3 产品设计过程知识的可拓变换
• 4.3.1 产品设计过程知识蕴含系统的建立
• 4.3.2 基于蕴含系统的变换派生
• 4.3.3 产品设计过程知识的递归
• 4.4 实例分析
• 4.4.1 电除尘器阴极系统构造模型建立与拓展
• 4.4.2 电除尘器设计过程蕴含系统及知识派生
• 第五章 基于优度评价的产品设计知识进化
• 5.1 引言
• 5.2 产品设计过程的设计知识评价
• 5.2.1 设计知识评价的主要对象
• 5.2.2 设计知识评价的信息流
• 5.3 产品设计知识的优度评价
• 5.3.1 优度的概念
• 4.3.2 设计知识优度评价的具体步骤
• 5.3.3 设计知识优度评价的优点
• 5.4 产品设计知识菱形进化方法
• 5.4.1 一级菱形进化模型
• 5.4.2 多级菱形进化模型
• 5.5 实例分析
• 第六章 产品设计知识管理系统的集成与实现
• 6.1 引言
• 6.2 系统的应用背景与实施策略
• 6.2.1 系统的应用背景
• 6.2.2 总体实施方案
• 6.3 系统的体系结构与功能模块
• 6.3.1 系统的体系结构
• 6.3.2 产品设计任务管理模块
• 6.3.3 产品模型管理模块
• 6.3.4 产品设计流程管理模块
• 6.3.5 产品设计资源管理模块
• 6.3.6 基础数据管理模块
• 第七章 总结与展望
• 8.1 全文总结
• 8.2 今后工作展望
• 参考文献
• 附录一 攻读博士学位期间发表（录用）的学术论文
• 附录二 攻读博士学位期间参加的科研项目
• 致谢