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1、概念設(shè)計(jì)是機(jī)械產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期中具有決定性意義的階段。研究者指出概念設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)的重要任務(wù):概念設(shè)計(jì)對(duì)加工制造產(chǎn)品質(zhì)量有很大影響,在概念設(shè)計(jì)階段所生成的方案會(huì)影響基本的產(chǎn)品形狀和材料選擇。在接下來(lái)的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)階段,任何針對(duì)概念設(shè)計(jì)所產(chǎn)生缺陷的修改或者妥協(xié)都變得極為困難甚至是不可能的。很多加工工藝(如澆鑄、鑄造和車(chē)工)都間接的由概念設(shè)計(jì)階段所決定。縮短產(chǎn)品研發(fā)時(shí)間并能開(kāi)發(fā)既滿(mǎn)足市場(chǎng)需求又具備創(chuàng)新性的產(chǎn)品成了企業(yè)制勝的關(guān)鍵。傳統(tǒng)
2、的基于實(shí)例的設(shè)計(jì)方法雖然能夠大幅度的提高概念設(shè)計(jì)的效率,但是由于在實(shí)例檢索和實(shí)例修改階段僅局限在本領(lǐng)域的實(shí)例模型中,因而對(duì)概念設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新性需求缺乏有效支持。
本課題通過(guò)研究概念設(shè)計(jì)的特點(diǎn),采用知識(shí)工程的相關(guān)技術(shù),從剖析產(chǎn)品功能的角度,提出基于功能知識(shí)聚類(lèi)的計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)方法。本課題主要的研究成果有:
1.提出了概念設(shè)計(jì)中的功能知識(shí)模型建立方法。通過(guò)分析概念設(shè)計(jì)階段所能獲取的信息如設(shè)計(jì)需求、物理約束、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)等,
3、提出了基于約束的功能知識(shí)模型(Constrained Functional Knowledge Model,CFKM)建模方法。該方法主要針對(duì)功能和結(jié)構(gòu)這兩類(lèi)關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素進(jìn)行知識(shí)表示,并將兩者的映射關(guān)系通過(guò)基于OWL的本體語(yǔ)言關(guān)聯(lián)起來(lái),從而建立基于約束的功能結(jié)構(gòu)映射模型。
2.提出了約束功能知識(shí)模型的語(yǔ)義相似度聚類(lèi)方法。建立了功能謂詞的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)義模型,提出了語(yǔ)義相似度的概念和計(jì)算方法。開(kāi)發(fā)了基于語(yǔ)義相似度的模糊邏輯語(yǔ)義聚類(lèi)算法。
4、構(gòu)建了模糊語(yǔ)義計(jì)算模型來(lái)解決術(shù)語(yǔ)沖突問(wèn)題。
3.提出了約束功能知識(shí)模型的結(jié)構(gòu)特征約束協(xié)同聚類(lèi)(CollaborativeClustering)方法。研究了結(jié)構(gòu)特征約束的數(shù)據(jù)類(lèi)型包括語(yǔ)義型、二進(jìn)制型、數(shù)值型和模糊型等。并對(duì)各種數(shù)據(jù)類(lèi)型對(duì)應(yīng)的距離計(jì)算方法進(jìn)行了深入研究。提出了在多特征約束共同作用情況下的協(xié)同距離概念,通過(guò)定義協(xié)同因子來(lái)獲得多特征約束的協(xié)同距離。開(kāi)發(fā)了基于協(xié)同相似度的結(jié)構(gòu)特征約束聚類(lèi)算法,并用小樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證。<
5、br> 4.提出了基于結(jié)構(gòu)相容度分析的概念解空間約減策略。提出了通過(guò)結(jié)構(gòu)組合來(lái)生成初始概念解空間的方法。定義了基于全局約束的結(jié)構(gòu)相容度指數(shù)(Compatability Index)的概念,以此作為結(jié)構(gòu)相容度的定量分析指標(biāo)。采用模糊多目標(biāo)判定作為相容度定性分析指標(biāo)。通過(guò)綜合定性和定量分析的結(jié)果,對(duì)初始概念解空間進(jìn)行約減,從而得到可用概念解空間,最后進(jìn)一步得到以概念圖表示的設(shè)計(jì)解方案。
5.實(shí)例分析和系統(tǒng)應(yīng)用。開(kāi)發(fā)了基于約束功能
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