面向产品快速设计的知识库系统关键技术研究与应用

论文摘要

近年来,企业现有的产品设计和开发手段较以前有较大的提高,然而,这种以几何模型为主的传统CAD系统,仍仅限于较低层次的自动化,特别是在设计过程中缺乏对设计知识和经验的有效归纳整理、实现知识的共享及其重用等,导致产品档次不高、缺乏市场竞争力。在上述背景下,基于知识重用的快速设计方法便应运而生。机械产品设计领域知识类型多、结构复杂,知识的表现形式也多种多样,知识库系统负责存储、管理和利用领域知识,是实现产品快速设计的关键基础,对提高机械产品设计设计水平有着重要的研究意义。机械产品设计是典型的知识密集型工作,经验表明,在产品设计过程中,设计者往往要花费80%以上的时间收集所需的知识和信息,产品设计在本质上是基于知识的问题求解过程。本文首先分析了机械产品设计知识的分类和特点,进而对机械产品设计过程进行了研究,提出了设计目标的可分解性。分析了面向快速设计知识库系统的功能需求,提出了其结构模型及实现的关键问题。寻求适合于机械产品设计知识特点的知识处理技术是知识库系统研究的关键,本文总结概括了知识获取、表示和检索推理的方法和流程,并结合机械领域知识的特点提出了产品实例和领域经验规则等知识的获取与表示方法,给出了CBR与RBR的集成推理模型,并应用于机械产品设计,分析了其检索和推理的策略和流程。针对知识库系统与产品设计平台的集成以及知识库系统中知识存储与管理的实现,阐述了UG二次开发关键技术、数据库开发与访问技术及装配结构树遍历与零部件属性提取技术及其在知识库系统实现中的应用。最后,作为以上研究的验证,本文在UGNX4.0平台上利用动态链接库技术,结合某公司转向器设计知识管理和快速设计开发了面向产品快速设计的知识库系统,实现了系统总体结构设计,并详细阐述了知识库的结构组织形式和知识在数据库存储的实现,阐述了知识库管理系统的功能实现,并给出了应用实例。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 知识库系统的发展与国内外研究现状
• 1.2.1 知识库系统的发展
• 1.2.2 知识库系统的国内外研究现状
• 1.2.3 知识工程的相关技术研究现状
• 1.3 课题来源及研究意义
• 1.3.1 课题来源
• 1.3.2 本课题研究意义
• 1.4 本文研究的主要内容和篇章结构
• 1.5 本章小结
• 2 面向产品快速设计的知识库系统
• 2.1 引言
• 2.2 机械产品设计知识的内容和分类
• 2.3 机械产品设计过程分析
• 2.3.1 机械产品设计过程分析
• 2.3.2 设计目标的可分解性
• 2.4 基于知识重用的快速设计模型
• 2.4.1 快速设计技术概述
• 2.4.2 基于知识重用的的快速设计模型
• 2.5 面向产品快速设计的知识库系统结构模型
• 2.5.1 面向产品快速设计的知识库系统功能需求
• 2.5.2 面向产品快速设计的知识分类
• 2.5.3 知识库系统的结构模型
• 2.6 知识库系统设计与实现的关键技术
• 2.7 本章小结
• 3 机械产品设计知识处理技术研究
• 3.1 引言
• 3.2 机械产品设计知识的获取
• 3.2.1 知识获取概述
• 3.2.2 机械产品设计知识的获取
• 3.3 机械产品设计知识的表示
• 3.3.1 知识表示的一般方法
• 3.3.2 机械产品设计知识的表示
• 3.4 面向产品快速设计的机械设计知识推理与检索
• 3.4.1 CBR 和RBR 的集成推理模型
• 3.4.2 面向产品快速设计的机械设计知识推理流程
• 3.4.3 规则推理和实例检索的方式和策略
• 3.5 本章小结
• 4 知识库系统实现关键技术研究
• 4.1 引言
• 4.2 知识库系统与UG 集成的关键技术
• 4.2.1 UG/Open API 函数
• 4.2.2 动态链接库技术
• 4.2.3 UG/Open MenuScript
• 4.2.4 二次开发程序结构
• 4.3 装配结构树遍历与零部件属性信息提取的实现
• 4.4 数据库开发与访问技术
• 4.4.1 概述
• 4.4.2 ADO 访问技术
• 4.5 本章小结
• 5 面向产品快速设计的知识库系统开发与应用
• 5.1 引言
• 5.2 知识库系统的总体结构设计
• 5.3 系统开发的环境
• 5.4 知识库的建立与实现
• 5.4.1 面向对象的设计方法
• 5.4.2 知识库的结构组织形式
• 5.4.3 知识存储的实现
• 5.5 知识库管理系统的实现
• 5.5.1 产品及零部件属性信息管理
• 5.5.2 UG 部件和EXCEL 数据的导入
• 5.5.3 属性信息列表字段配置
• 5.6 知识库系统的应用实例
• 5.6.1 转向器设计知识库系统管理
• 5.6.2 知识库系统在产品快速设计系统中的应用
• 5.7 本章小结
• 6 结论语
• 致谢
• 参考文献
• 附录