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数据分析与知识发现  2018, Vol. 2 Issue (2): 29-36    DOI: 10.11925/infotech.2096-3467.2017.0897
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概念设计中的设计过程知识获取研究*
羊柳1(),傅柱2,3,王曰芬3,4
1(南京理工大学机械工程学院 南京 210094)
2(河海大学企业管理学院 常州 213022)
3(南京理工大学经济管理学院 南京 210094)
4(江苏省社会公共安全科技协同创新中心 南京 210094)
Acquisition Method of Design Process Knowledge in Conceptual Design
Liu Yang1(),Zhu Fu2,3,Yuefen Wang3,4
1(School of Mechanical Engineering,Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China)
2(School of Enterprise Management, Hohai University, Changzhou 213022, China)
3(School of Economics and Management, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China)
4(Jiangsu Collaborative Innovation Center of Social Safety Science and Technology, Nanjing 210094, China)
全文: PDF(596 KB)   HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

目的】探究概念设计过程知识的获取方法, 为设计过程知识的模块化建模和表示提供知识素材, 进而实现动态设计过程知识的管理和重用。【方法】从知识内容角度对设计过程知识获取需求进行分析; 结合访谈调查法和研究设计的双层流程获取模板对设计过程知识获取实验进行设计; 采用访谈调查法初步获取组织内隐性的设计过程知识, 利用双层流程获取模板进一步对设计过程知识进行模块化处理。【结果】以某制退机概念设计为例, 采用访谈法获取初始设计过程知识; 利用设计流程获取模板对设计流程知识进行整理和规范, 利用设计步骤获取模板对规范后的设计流程知识进行拆解和封装。【局限】实验开展及结果数据处理都依靠人工方式, 其效率有待提高。【结论】所提出的知识获取方法能够以模块化形式有效地获取概念设计中隐性、动态的设计过程知识。

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作者相关文章
羊柳
傅柱
王曰芬
关键词 概念设计设计过程知识知识获取访谈法流程获取模板    
Abstract

[Objective] This paper proposes a new knowledge acquisition method for conceptual design process, aiming to improve the modular modeling and representation, as well as effectively manage and reuse dynamic knowledge. [Methods] First, we analyzed the design process knowledge acquisition from the perspective of content. Then, we designed a knowledge acquisition experiment with the help of interviews and the double-layer flow acquisition template. Finally, we obtained the implicit design process knowledge in organization by interviews, which was modularized by the double-layer flow acquisition template. [Results] We used the conceptual design process of a recoil brake part as case to retrieve the initial design process knowledge. The design flow knowledge, which was organized and normalized by acquisition template of the standardized design flow, was dismantled and packaged by acquisition template of the design step. [Limitations] Both the experiment and data analysis were conducted manually, which posed negative effects to the efficiency. [Conclusions] The proposed method could effectively obtain the tacit and dynamic design process knowledge from conceptual design.

Key wordsConceptual Design    Design Process Knowledge    Knowledge Acquisition    Conversational Method    Flow Acquisition Template
收稿日期: 2017-09-07     
基金资助:*本文系装备技术基础项目“国防关键技术领域情报研究知识库构建研究”(项目编号: YXNLG20171QB04)和江苏省社会公共安全优势学科项目的研究成果之一
引用本文:   
羊柳,傅柱,王曰芬. 概念设计中的设计过程知识获取研究*[J]. 数据分析与知识发现, 2018, 2(2): 29-36.
Liu Yang,Zhu Fu,Yuefen Wang. Acquisition Method of Design Process Knowledge in Conceptual Design. Data Analysis and Knowledge Discovery, DOI:10.11925/infotech.2096-3467.2017.0897.
链接本文:  
http://manu44.magtech.com.cn/Jwk_infotech_wk3/CN/10.11925/infotech.2096-3467.2017.0897
图1  设计流程知识获取实验流程
访谈日期 访谈对象 访谈地点
访谈部件及主题:
(明确双方访谈的对象, 如复杂产品的某一具体部件)
访谈目的: (实施此次访谈的目的)
待解决的问题: (实施实验前访谈者自拟需要解决的问题)
访谈记录: (整理访谈过程中的要点)
访谈结果: (是否达到预期目标, 解决了哪些问题及相关体会)
建议:
签名:
表1  知识获取访谈记录表
记录日期 设计对象名称
存在的问题
设计活动编号 设计活动名称 输入参数 输出参数 设计约束
表2  设计流程获取模板
步骤编号
步骤功能
输入参数 参数来源 设计约束 功能算法 输出参数
表3  设计步骤获取模板
图2  某类制退机的设计流程简图
图3  设计活动1和设计活动2的具体描述
记录日期 XX年XX月XX日 设计对象名称 某制退机
存在的问题 基本满足实验目标。
活动编号 活动名称 输入参数 输出参数 设计约束
XX_ZTJSJ_1 计算制退机工作长度L λmax——最大后坐长度;
d——口径;
k1——制退杆活塞长度计算系数;
e——考虑装配误差及极限射击条件而保留的余量。
l——制退杆活塞长度;
L——制退机工作长度。
k1一般
取值范围
0.5~0.7
XX_ZTJSJ_2 计算活塞工作面积A0 λmax——最大后坐长度;
e——考虑装配误差及极限射击条件而保留的余量;
E——自由后坐能量;
α——估算系数。
Wy——制退机液量;
A0——活塞工作面积。
表4  某类制退机设计流程的规范化(示例)
图4  设计活动1的设计实现描述
步骤编号 ZTJBZ_001
组件功能 计算制退机工作长度L
输入参数 参数来源 设计约束 功能算法 输出
λmax——最大后坐长度 用户输入 L=λmax+l+2e

l=k1×d
l——制退杆活塞长度
d——口径 用户输入 L——制退机工作长度
k1——制退杆活塞长度计算系数 用户输入 0.5~0.7
e——考虑装配误差及极限射击条件而保留的余量 用户输入
表5  设计步骤1的详细描述
步骤编号 ZTJBZ_002
组件功能 计算制退机活塞工作面积A0
输入参数 参数来源 设计约束 功能算法 输出
λmax——最大后坐长度 ZTJBZ_001 ${{w}_{y}}=\frac{E}{\alpha }$
${{A}_{0}}=\frac{{{w}_{y}}}{{{\lambda }_{\max }}+2e}$
wy——制退机液量
e——考虑装配误差及极限射击条件
而保留的余量
ZTJBZ_001 A0——活塞工作面积
E——自由后坐能量 用户输入
α——估算系数 用户输入
表6  设计步骤2的详细描述
步骤编号 ZTJBZ_003
组件功能 计算制退筒内径DT
输入参数 参数来源 设计约束 功能算法 输出
A0——活塞工作面积 ZTJBZ_002 ${{D}_{T}}=2y\sqrt{\frac{{{A}_{0}}}{\pi ({{y}^{2}}-1)}}$ DT ——制退筒内径
y ——经验系数 用户输入
表7  设计步骤3的详细描述
步骤编号 ZTJBZ_004
组件功能 计算制退筒外径dT
输入参数 参数来源 设计约束 功能算法 输出
A0——活塞工作面积 ZTJBZ_002 ${{d}_{T}}=2y\sqrt{\frac{{{A}_{0}}}{\pi ({{y}^{2}}-1)}}$ dT ——制退筒外径
y ——经验系数 用户输入
表8  设计步骤4的详细描述
图5  设计步骤之间的逻辑顺序和数据依赖(示例)
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