设计知识建模、演化与应用PDF电子书下载

第一章　绪论 1

1.1　引言 1

1.2　知识与企业竞争力 2

1.2.1　什么是知识 2

1.2.2　知识与竞争优势 2

1.2.3　知识发展与企业变革 3

1.2.4　知识对企业成功的贡献 4

1.3　设计知识 4

1.3.1　设计知识的内涵 5

1.3.2　设计知识的表达 6

1.3.3　设计知识的运用 7

1.4　基于知识的设计 10

1.4.1　机械制造企业产品设计的特点 11

1.4.2　现代设计制造环境下设计过程模式的演变 14

1.4.3　计算机辅助产品设计的研究现状 15

1.4.4　典型的基于知识设计方法 20

1.4.5 国内外著名的产品设计系统 25

第二章　产品广义功能需求模糊知识获取技术 29

2.1　功能需求信息获取与描述方法概述 29

2.2　基于功能需求信息元的GFRRM模型 31

2.2.1　功能需求信息元的定义 31

2.2.2 GFR-TCM的层次模型 33

2.2.3 GR-TCM的关联模型 35

2.3　基于多粒度本体的功能需求语义信息模型 38

2.3.1　功能需求信息本体的概念 38

2.3.2　功能需求信息本体的多粒度视图 42

2.4　面向领域应用的GFRRM模型实现 45

2.4.1 基于知识表达的FRIC实现 45

2.4.2　基于XML的功能需求语义模型试验 47

第三章　产品需求知识到结构知识的转换 50

3.1　基于规则的产品需求知识到结构知识的转换 50

3.1.1 结构映射规则的表达与匹配 50

3.1.2 关系约束规则的表达与匹配 53

3.2　基于相似特征的产品需求知识到结构知识的转换 54

3.2.1　基于相似特征的实例检索算法 54

3.2.2　相似匹配模板 57

3.3　基于混合推理的产品结构知识提取 59

3.3.1　需求特征值提取 59

3.3.2　产品级的结构知识原型提取 59

3.3.3　模块级的结构知识优化 60

3.3.4　模块关系的约束检验 61

第四章　产品运动方案的形式化表达技术 62

4.1 运动方案设计的层次模型 62

4.2 运动功能的形式化表达 63

4.2.1 机构运动特性形式化表达 63

4.2.2 机构运动关系形式化表达 64

4.3 运动功能的形式化分解规则 65

4.3.1 串联运动关系的形式化分解规则 65

4.3.2 并联运动关系的形式化分解规则 66

4.3.3 反馈运动关系的形式化分解规则 67

4.4 基于运动关系的运动功能求解 68

4.5 运动特性到机构的映射 69

4.6 机构运动关系到机构组合关系的映射 69

4.7 运动方案的评价 70

4.7.1 运动方案直观化表达 70

4.7.2 多目标综合评价 71

第五章　基于定性推理的产品信息符号建模技术 73

5.1 形体符号 73

5.1.1 形体符号的定义与分类 73

5.1.2 形体符号的性质与操作 74

5.1.3 形体符号的描述 76

5.2　概念设计中零件结构的符号造型 76

5.2.1 形体符号的定量拼合运算 76

5.2.2 形体符号的定性拼合运算 77

5.2.3 符号模型的建立 78

5.2.4 符号零件的构造图和局部构造树 79

5.2.5 零件符号化的一般过程 80

5.2.6 符号零件的结构图 81

5.2.7 零件符号化的基本形式和准则 81

5.2.8　典型结构零件的符号表示实例 82

5.3　符号零件结构的定性模型 84

5.3.1 定性几何约束 84

5.3.2 定性几何约束图 86

5.3.3 符号结构约束的标注准则和顺序 86

5.3.4 符号零件结构的定性模型 88

5.4　符号零件结构的约束局部相容性维护 89

5.4.1 基本复合运算 89

5.4.2 约束局部相容性推理算法 90

5.4.3 约束局部相容性推理实例 91

第六章　基于公理设计的产品功构映射技术 92

6.1　产品功构模型的公理化原理 92

6.1.1　产品公理化概述 92

6.1.2　产品公理化的基本原理 94

6.2　基于公理域的功构单元粒度划分 95

6.2.1　产品功构模型的公理化处理 95

6.2.2　产品功能结构抽象和分解 96

6.2.3　基于模糊C均值算法的功构单元粒度划分 97

6.2.4　功构单元粒度划分评价 99

6.3　公理域映射的功构设计求解 100

6.3.1　公理化功构单元类型的形式化表示 100

6.3.2　基本功构单元的多层次公理域映射关系模型 101

6.3.3　基于HMMF模型的公理域映射功构设计求解 102

6.4　功能驱动的产品功构模型优化 104

6.4.1　功能驱动的产品功构模型 104

6.4.2　功能驱动的产品功构模型优化算法 105

6.4.3　产品功构模型优化分析 107

第七章　类产品结构的配置知识建模与求解技术 108

7.1　基于类产品结构的产品配置模型 108

7.1.1 类产品结构的建立 108

7.1.2 GPCM模型的建立 109

7.1.3 GPCM模型中的配置单元 111

7.2　配置设计规则的知识表达 114

7.2.1　配置设计知识规则定义 114

7.2.2　配置设计规则的特征 115

7.3　配置设计中知识求解和知识模板 115

7.3.1 配置设计中客户需求约束的规范 115

7.3.2　配置设计的求解策略 116

7.3.3　配置设计的知识模板 117

7.3.4　配置设计的知识实例 118

第八章　产品设计信息可重用技术 119

8.1　产品设计信息的可重用性 119

8.1.1 重用的概念 119

8.1.2 可重用性的概念 120

8.1.3 影响产品设计信息可重用性的主要因素 120

8.1.4 产品设计信息的基本可重用性属性 121

8.2　多视图、多粒度的产品设计信息可重用模型 123

8.2.1 产品设计信息模型的概念模型 123

8.2.2 产品设计信息模型的UML描述 124

8.2.3 产品设计信息可重用模型的STEP表示 130

8.3　基于RBF网络的离线式特征信息识别 132

8.3.1 神经网络应用于信息识别的优势 132

8.3.2 RBF网络的结构及其主要算法 133

8.3.3 可重用特征信息单元及其特征编码方法 134

8.3.4 RBF网络的结构设计和训练 136

8.3.5 相交特征信息单元的信息识别 138

8.4　基于AFGT模型的在线式可重用功构信息识别 140

8.4.1 装配特征图树模型的描述 140

8.4.2 设计功能特征信息的识别 142

8.4.3 装配特征信息的识别 145

第九章　基于可拓推理的产品设计知识派生技术 150

9.1　产品构造模型知识的可拓集合 150

9.1.1　产品构造模型的共轭特性 150

9.1.2　基于共轭视图的产品基本构造模型描述 151

9.1.3　产品构造模型的知识拓展 152

9.2　产品设计过程知识的可拓变换 158

9.2.1　产品设计过程知识蕴含系统的建立 158

9.2.2　基于蕴含系统的变换派生 162

9.2.3　产品设计过程知识的递归 164

9.3　产品设计知识的优度评价 165

9.3.1　优度的概念 165

9.3.2　设计知识优度评价的具体步骤 166

9.3.3　设计知识优度评价的优点 168

第十章　基于知识导航的产品零部件进化技术 169

10.1　装配语义的关联表示 169

10.1.1 装配语义及其蕴含的约束信息 169

10.1.2 装配语义的定义和描述 170

10.1.3 语义约束信息的建立 173

10.1.4 装配语义的约束规则集描述 174

10.1.5 装配语义的映射转化 176

10.2　零件概念结构间的联结约束 177

10.2.1 零件概念结构抽象和分解 177

10.2.2 联结语义及其蕴含的约束信息 177

10.2.3 联结语义的定义与描述 178

10.2.4 联结单元的进化运算 181

10.3　支持装配进化模型的语义关联与驱动 184

10.3.1 装配进化模型的装配语义关联图 184

10.3.2 多层次语义关联的映射式进化算法 186

10.3.3 语义装配驱动的映射式进化算法 187

10.4　基于联动式进化的零件结构进化模型动态编辑 188

10.4.1 联结语义信息的继承 188

10.4.2 结构进化模型重构的联动式进化算法 189

10.4.3 结构进化设计过程与设计实例 190

第十一章　基于数值与几何相结合的复杂装备多参数关联分析技术 192

11.1　电除尘器装备产品结构 192

11.1.1 电除尘器总体结构 192

11.1.2 电除尘器功能模块组成 193

11.1.3 电除尘器客户需求特征 194

11.2　电除尘器装备产品物元描述 196

11.2.1 电除尘器产品设计实例物元模型 196

11.2.2 电除尘器阴极系统构造模型建立与拓展 198

11.2.3 电除尘器设计过程蕴含系统及物元派生 200

11.2.4　电除尘器设计物元的优度评价分析 201

11.3　电除尘器装备多参数关联分析 204

11.3.1 电除尘器除尘效率影响因素分析 205

11.3.2 电除尘器除尘效率决策表 206

11.3.3 电除尘器关键技术性能规律性曲线 208

11.3.4　电除尘器多技术领域知识综合 210

第十二章　基于知识的产品设计应用案例 212

12.1　工业汽轮机设计知识在结构进化设计中的应用 212

12.1.1 工业汽轮机产品基于知识的结构进化设计应用背景 212

12.1.2　工业汽轮机汽缸结构进化设计原理 213

12.1.3　工业汽轮机汽缸事物特性表的构建 214

12.1.4　工业汽轮机汽缸结构进化设计实现 214

12.1.5　工业汽轮机转子结构进化设计原理 218

12.1.6　工业汽轮机转子事物特性表的构建 219

12.1.7　工业汽轮机转子结构进化设计实现 220

12.1.8　应用效果分析 223

12.2　注塑机产品基于知识的模块划分优化 223

12.2.1　应用背景简介 223

12.2.2　注塑机产品零部件知识的公理化处理 223

12.2.3　注塑机产品模块划分的实现 224

12.2.4　注塑机产品模块划分优化分析 225

12.2.5　应用效果分析 227

12.3　电梯产品功能知识获取系统的实现及工程应用 227

12.3.1 电梯产品知识获取系统应用背景 227

12.3.2 电梯产品功能知识的形式化表达 227

12.3.3 电梯产品功能知识的综合统计分析 229

12.3.4　功能驱动的电梯产品功构单元聚类过程分析 230

12.3.5 电梯产品功构单元粒度划分有效性评价 232

12.3.6　基于知识的电梯产品参数配置 232

12.3.7　应用效果分析 235

12.4　叉车产品异构知识的语义描述的实现 235

12.4.1　应用背景介绍 235

12.4.2　叉车产品数据知识结构 235

12.4.3　基于OWL语言的叉车产品知识语义描述 236

12.4.4　基于语义模型的叉车产品知识XML描述 237

12.4.5　叉车产品知识的匹配 238

12.4.6　叉车产品设计文档知识的特征项抽取 240

12.4.7　决策支持向量机的文档知识分类 241

12.4.8　应用效果分析 242

12.5　转辙机产品知识配置系统的实现及工程应用 242

12.5.1　转辙机产品知识配置的应用背景 242

12.5.2　转辙机产品的结构和设计特点 243

12.5.3　转辙机产品族模型的建立 244

12.5.4　基于CBR的转辙机产品知识配置过程分析 244

12.5.5　应用效果分析 247