产品配置工业设计的知识库研究

发布时间：2021-04-03 作者：admin 0

产品配置工业设计的知识库研究

摘要：本文通过构建和表达工业设计知识规则，可以统一构建工业设计知识。有效地支持快速解决配置问题和快速实施灵活的配置工业设计。

一书论

随着信息技术的迅速发展、生产技术的不断变化和市长/市场需求的个性化，制造业的生产模式正在向信息化、敏捷化、智能化的方向不断发展。产品的个性化、多样性日益突出，单一规格的产品消费市场发展成为满足不同需求的多元化市场。能否迅速响应客户需求已成为衡量企业市长/市场竞争力的标志之一，面向客户的配置工业设计是实现这些目标的有效手段。

对知识的概念早就提出了。在产品工业设计过程中，需要继续使用或参考过去的工业设计知识，但对于以前的大量工业设计知识，人脑记忆是不够的。这种方法不仅模糊，而且容易混淆。随着计算机技术的迅速发展，为工业设计知识的应用提供了更强大的工具。因此，用计算机重复使用工业设计知识可以大大提高产品配置工业设计的速度和质量。

2产品配置工业设计的技术资料

从产品配置工业设计的整个过程来看，需要交换的不仅仅是产品的几何数据，还包括关于工业设计配置的更多知识(工业设计知识、需求知识、约束等)。这些知识对工业设计配置至关重要。

2.1工业设计知识

工业设计知识是指广泛共享的物理定律的一个领域的公式化规则和工业设计个字的工业设计经验等。工业设计人力需要了解相关产品领域的背景知识和工业设计经验，才能快速进行产品开发，因此需要对已经或正在创建的工业设计知识进行及时的提炼、组织和管理。充分利用经过生产实践测试的产品工业设计知识，不仅可以大大缩短生产周期，还可以避免000

工业设计知识库结合了产品工业设计知识和产品配置工业设计的多种方法和事例。其中包括产品的基本知识和产品工程师、技术人员、营销人员和管理层的领域知识。将产品配置工业设计分为两个层：新产品工业设计和定制产品工业设计。因此，知识库包括以下知识：(1)新产品工业设计知识

新产品工业设计由市场驱动，针对特定客户层的可能需求确定产品族，执行产品族的工业设计和开发，并获得产品模型，其中包括产品功能、原理、结构、现有模块和新模块的信息。这些知识包括产品框架、各种可用的模块、模块之间的各种交互方式(约束、规则、资源生成和消费等)、配置模型文档、各种算法和实验数据等。

(2)定制产品工业设计知识

为客户订购，通过该产品系列支持的快速产品配置和变化，提供满足订单要求的特定产品。该知识包括产品功能模型、结构模型、原理模型、制造模型及其映射关系、配置规则、约束、分析、优化方法等，还包括根据配置和变形工业设计制定的工业设计原则、标准和工业设计实例。完成的工业设计实例对工业设计工程师来说是比较完整和可以学习的知识。

2.2客户需求知识

客户需求知识是用户对产品需求信息的表达。在配置工业设计中，客户需求知识可以表示为配置模型知识和配置结果知识的总和。换句话说：

(1)需求不是无中生有的，正确的需求知识要依靠配置模型知识和配置结果实例知识。

(2)要求是预定义的配置模型知识和配置结果知识的组合。

3掌握产品配置工业设计的知识

获取是一个包含多种信息资源的知识管理过程。有效地掌握和理解客户需求，在产品配置工业设计过程中准确地表达用户的产品需求信息，是企业在激烈竞争的市长/市场环境下取得成功的必要前提。不仅可以缩短产品上市时间，而且对以客户满意度为衡量标准的产品工业设计质量有很大影响。知识获取是产品配置工业设计系统中最重要的部分。

3.1知识特性

知识是人类通过实践认识到的客观世界法则，是信息经过CNC加工整理、解释、改造而形成的。专家系统强调，人类智能活动以知识为中心。知识工程的三个重要组成部分是知识获取、知识表达和知识利用，其中最重要最困难的是知识获取。

产品工业设计的专业知识来自人类专家的内心，知识获取的任务是提取这些知识，转换成代表计算机内部知识的符号和数据结构，测试后加载到知识库中。知识获取系统还可以修改和扩展知识库中原来拥有的知识。知识获取功能应便于系统知识库的构建和扩展。到目前为止，为了帮助知识获取、编辑等，在功能上有不同的知识获取人-机器界面，但知识获取问题与单纯的基于知识的增设问题相去甚远。每当在实际的工业设计系统中添加或修改知识时，不仅要考虑知识库中是否已经有这样的知识，还要考虑新添加或修改的规则是否与系统的可能结论相冲突。系统的知识收集部分可能会代替知识工程师，希望领域专家能够直接与知识收集系统或专家系统工具对话。

3.2如何获取知识

(1)掌握产品构成工业设计的知识，以产品工业设计领域专家和知识工程师之间的相互交流为主要方式。知识工程师利用SmarTeam软件合作伙伴和SQL Server2000软件工具，包括产品基础知识和产品工程师、技术人员、营销人员和管理层的域知识。)作为二维表存储在知识库中。知识库中的知识可以由工业设计人和管理员提前保存，也可以在配置过程中提供。利用SmarTeam和SQL Server的强大管理功能，通过适当的输入界面，将工业设计领域专家的知识分为适当的规则，添加到知识库的相应表中，利用关系数据库关系管理系统(RDBMS)的功能，如图1所示，添加、修改、删除和查询知识也变得更加容易与传统程序不同，系统中领域的专业知识与程序的其他部分分离，形成知识库。其主要优势是透明度和灵活性。昨天的知识库可以根据今天的变化轻松地得到补充和修改。

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(2)使用Delphi软件编辑程序对话，在计算机程序、工业设计适当输入接口(如变量定义和值、变量条件定义、配置规则接口定义等)、知识库中输入经验知识。关于工业设计配置的知识包括用户和工业设计，这种对话是以一定的形式进行的，系统有根据承诺获取知识的基本承诺。如图2所示。Newmaker.com

使用知识编辑工具获取知识，并将外部获得的信息加载到知识库中之前，将其转换为系统可用的格式。通过这种方式掌握知识，可以提供知识检索、修改、删除、编辑等功能，如果技术资料编辑系统进一步完善，还可以提供兼容性检查、完整性检查等。这都有助于提高推理效率，使专家系统更加实用。

一般来说，客户需求知识通常是从销售人员或用户的角度直接说明的，在这种情况下，需求知识是对一系列功能需求的定义。在产品配置工业设计过程中，从产品工业设计的角度分析客户的需求。此时，需求知识由产品结构、产品和部件之间的约束形式等来表示。客户需求知识可以通过客户需求交互技术获得。客户需求交互式平台结构如图3所示。

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4在工业设计中组织知识表达

客户定制产品是指满足客户定制要求的产品，不同级别的客户有不同的定制要求，同一用户对产品有不同级别的定制要求，因此知识表达反映了不同级别的用户要求。(大卫亚设、Northern Exposure(美国电视剧)、客户定制产品、客户定制产品)

4.1产品配置工业设计知识表示

产品配置工业设计知识由基于知识表示的配置规则驱动，知识表示方法是产品配置工业设计的核心问题。由于机械产品结构的复杂性和各知识之间的联系比较密切，工程实际中很多知识和经验无法用统一的知识来表达，因此，以现有单一知识来表达的智能工程工业设计系统在工程实际中有一定的应用缺陷。对于不同的机械产品功能结构，配置知识使用复合表达。在本文的产品构成信息模型中，知识的表达主要采用复合知识表示(规则框架)，是适合机器工业设计领域的知识表示方法，具有推理速度快的特点。可以表示客观事物具有的属性或状态，以及与其他事物的关系等，其表现形式是分层的、模块化的，是更好的知识表达方法。

框架是适合组织产品结构层次的知识表示的分层数据结构，框架可以从其他框架继承信息，因此框架提供了关系数据库的功能。对产品结构单元的实例配置配置工业设计以解决问题。分析、判断和决定的简单推理问题等知识都可以用规则来表示。它还将与规则相关的对象或概念与框架相关联。可以通过框架系统查询规则库中的对象或概念。因此，使用框架说明因规则不便而说明的部分信息，可以提高系统的透明度。配置工业设计过程是根据配置工业设计规则进行的过程推理和知识演化。设置适当的配置工业设计规则是提高配置工业设计知识的可重用性、知识库的可服务性和搜索效率的前提。本文使用复合知识规则的符号规则和案例推理规则。符号规则本身不包含特定知识提供的产品信息，解决过程对产品知识具有透明和严格的逻辑，确保了解决问题方法的独立性和通用性。案例推理规则以一系列案例匹配和事件推理构成的知识集合为推理对象，得到工业设计结果。案例只有结合实际的产品知识才能明确特定的物理意义。案例推理规则不是结构化的，必须与实际工业设计经验相结合，推理过程需要复杂的逻辑匹配。两个规则的结合可以保证解释过程的逻辑，同时提高推理过程的智能，方便复杂机械产品配置工业设计知识和规则的表达和实施。

例如：判定BX5DL-11-1/17型号的摆线减速器。

框架：BX5DL-11-1/17型号的减速器规则

知识库：摆线减速器；

成员槽：BX系列减速器分类规则；

(此插槽表示具有相同或相似属性的两个对象规则的成员关系。也就是说，BX5DL-11-1/17模型的减速器规则和BX系列减速器的分类规则是成员关系。）

自行槽：结论From BX5DL-11-1/17型号减速器

(此插槽用于说明框架表示的规则，或表示您所在的规则等级。）

活动人士奇：BX系列，5号型号，塔带马达，11，17；回到结论，BX5DI-11-1/17型号的减速器。

评估曲面：表格；规则先决条件表

值：决定与BX系列的关系。

底座模型

结构形式

电力；

减速费。

4.2用户需求知识表示

使用该关系，产品树中的每个节点表示与该用户需求项目的详细属性信息相对应的用户需求知识的层次结构。

示例：摆线减速器的产品结构树如图4所示。

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图4摆线减速器产品结构树

因此，结构树中的每个节点都对应于一个产品或组件，每个节点都用图形编号和名称表示，节点的属性包含产品或组件的属性，该文档存储为子文档。通过结构树，将与产品或部件相关的用户要求的详细数据有机地连接起来，使数据组织和管理变得容易，用户要求的知识变得更加明确。机械产品中有些工业设计很复杂，理论性还不明确，影响因素很多，很难做出准确的描述。对于模糊概念的构成工业设计问题，使用模糊知识集的表达方法更合适。通过对共同用户需求定义模糊语言术语集及其模糊分布，用户在确定特定需求的性能指标时，可以直接选择定义的统一语言术语，或使用用户定义的模糊表达来反映用户需求项目的特定需求。例如，产品工业设计工程师定义了稳定载荷、中等冲击载荷、冲击载荷等载荷的模糊集。在此集合中，元素表示的概念模糊，不区分正确的度量。

5结束语

提出了利用产品配置工业设计系统构建工业设计知识的表达模型，并映射到关系数据库实现知识库的组织。这种方法对关系数据库的唯一查询、更新和完整性机制很有用，因为它将配置模型的含义尽可能地放置在关系数据库表中。但是，这种方法有一些限制。例如，在概要映射到表时，会创建更多的关系表，生成大量的数据信息，并扩大故障排除空间。因此，需要研究产品配置工业设计要求转换算法，减少存储在数据库中的大量事实信息。也就是说，在数据库中只存储产品信息和少量产品之间的关系，提高解决方案效率，将用户要求直接集成到产品配置中。有效减少配置问题解决空间，通过技术资料、产品配置规则作用，以产品模式为基础实施产品配置工业设计。

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