集成Affordance的詳細(xì)設(shè)計(jì)知識(shí)建模與應(yīng)用方法研究.pdf

1、在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員通常需要考慮來(lái)自產(chǎn)品全生命周期階段的各種因素。由于這些因素通常隱藏于詳細(xì)設(shè)計(jì)結(jié)果背后，這給詳細(xì)設(shè)計(jì)知識(shí)的應(yīng)用帶來(lái)了很大的困難。本文的詳細(xì)設(shè)計(jì)知識(shí)指的是支持設(shè)計(jì)人員為產(chǎn)品中零件的設(shè)計(jì)參數(shù)賦值的決策過(guò)程中涉及到的知識(shí)。本文擬借助于Affordance這個(gè)設(shè)計(jì)方法學(xué)中的新概念，來(lái)解決詳細(xì)設(shè)計(jì)階段隱性設(shè)計(jì)知識(shí)的建模和應(yīng)用問(wèn)題。本研究主要進(jìn)展體現(xiàn)在下列四個(gè)方面：
　　一．將Affordance概念應(yīng)用于詳細(xì)設(shè)計(jì)。在M

2、aier&Fadel的關(guān)系型設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善了設(shè)計(jì)學(xué)的新概念：Affordance。將Affordance概念概括為一種廣義的面向產(chǎn)品全生命周期的功能。在對(duì)詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的Affordance概念進(jìn)行澄清基礎(chǔ)上，本文提出了零件Affordance的概念，使其可以包含詳細(xì)設(shè)計(jì)研究中所需要考慮的各種隱性的全生命周期因素。同時(shí)，探索了零件Affordance的形式化表示方法，使得設(shè)計(jì)人員能夠清晰地對(duì)詳細(xì)設(shè)計(jì)階段所涉及的Affordan

3、ce進(jìn)行描述。
　　二．基于形狀-行為-Affordance（FBA）的產(chǎn)品全生命周期信息模型。產(chǎn)品全生命周期信息模型是進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)知識(shí)建模的基礎(chǔ)，目前的產(chǎn)品信息模型（主要包括結(jié)構(gòu)Structure、形狀Form、行為Behavior、功能Function），由于它們沒(méi)有包含詳細(xì)設(shè)計(jì)階段所需要考慮的各種全生命周期因素，從而難以有效地支持詳細(xì)設(shè)計(jì)。本文提出了基于形狀-行為-Affordance（FBA）的產(chǎn)品全生命周期信息模型，使得

4、設(shè)計(jì)人員可以對(duì)產(chǎn)品全生命周期的各種因素進(jìn)行建模。
　　三．結(jié)構(gòu)化的的詳細(xì)設(shè)計(jì)知識(shí)表示模型。在分析了知識(shí)工程師通過(guò)編寫代碼的方式完成知識(shí)的錄入過(guò)程中存在的柔性差的問(wèn)題，本文提出了基于遺傳編程（GP，Genetic Programming）的方法，來(lái)對(duì)詳細(xì)設(shè)計(jì)知識(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化建模。其中，詳細(xì)設(shè)計(jì)知識(shí)包括設(shè)計(jì)問(wèn)題知識(shí)和設(shè)計(jì)求解知識(shí)。設(shè)計(jì)問(wèn)題知識(shí)的重要組成部分是Affordance約束知識(shí)，通過(guò)Affordance約束定理，幫助設(shè)計(jì)人員系統(tǒng)

5、化地從捕獲到的零件Affordance中導(dǎo)出基本Affordance約束。將定性的零件Affordance描述，轉(zhuǎn)化為定量的數(shù)學(xué)形式的設(shè)計(jì)約束，從而幫助設(shè)計(jì)人員利用這些設(shè)計(jì)約束為相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)賦值。基于遺傳編程方法，一個(gè)設(shè)計(jì)約束公式可以通過(guò)由設(shè)計(jì)變量和運(yùn)算符組成的二叉樹來(lái)表示。通過(guò)遺傳編程方法，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)實(shí)際情況柔性地輸入詳細(xì)設(shè)計(jì)約束知識(shí)，并且也使得設(shè)計(jì)重用系統(tǒng)方便地從產(chǎn)品全生命周期模型中找到設(shè)計(jì)變量的本體意義，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)公式類知識(shí)的