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数据分析与知识发现  2018 , 2 (2): 29-36 https://doi.org/10.11925/infotech.2096-3467.2017.0897

专题

概念设计中的设计过程知识获取研究*

羊柳1, 傅柱23, 王曰芬34

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

Yang Liu1, Fu Zhu23, Wang Yuefen34

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)

中图分类号:  TP182 G35

通讯作者:  通讯作者:羊柳, ORCID: 0000-0002-7630-8138, E-mail: ylnjust@126.com

收稿日期: 2017-09-7

修回日期:  2017-11-16

网络出版日期:  2018-02-25

版权声明:  2018 《数据分析与知识发现》编辑部 《数据分析与知识发现》编辑部

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

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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。

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.

Keywords: Conceptual Design ; Design Process Knowledge ; Knowledge Acquisition ; Conversational Method ; Flow Acquisition Template

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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 https://doi.org/10.11925/infotech.2096-3467.2017.0897

Yang Liu, Fu Zhu, Wang Yuefen. Acquisition Method of Design Process Knowledge in Conceptual Design[J]. Data Analysis and Knowledge Discovery, 2018, 2(2): 29-36 https://doi.org/10.11925/infotech.2096-3467.2017.0897

1 引 言

产品概念设计中存在大量多源异构的设计知识, 这些知识从不同维度又可细分为多种不同类型知识, 使得设计知识获取的难度大大提升, 因而设计知识获取一直被认为是设计知识管理的难点之一。设计知识获取能够为设计知识建模和表示提供知识源和知识视图, 在设计过程中为设计人员提供知识服务, 是现代设计过程中的必要组成部分。

从知识流动角度看, 概念设计知识可分为设计领域知识、设计过程知识和设计结果知识。其中, 设计过程知识是设计过程中设计流程及其相关设计准则知识的统称, 是概念设计知识的重要组成部分。在实际的工程设计中, 设计过程知识能够为设计人员提供最直接的支持作用; 从动态设计知识管理和重用角度看, 设计过程知识是概念设计知识建模的主要内容和依据。笔者认为, 设计过程知识获取对概念设计的开展具有重要价值和意义。

在概念设计知识管理领域, 设计过程知识是动态、隐性的, 并且大都来源于组织机构内部。基于此, 本文引入模块化思想对隐性设计过程知识进行获取。以火炮部件概念设计为例, 采用访谈调查法(访谈法), 结合本研究设计的双层流程获取模板, 对概念设计过程知识进行梳理和获取, 旨在为隐性、动态的设计过程知识获取相关研究提供参考和借鉴。

2 相关研究

设计知识获取通常是指设计过程知识获取, 现有研究可分为基于知识系统的设计知识获取和基于实例的设计知识获取两类。

(1) 基于知识系统的设计知识获取

基于知识系统的设计知识获取主要采用人机交互的方式, 结合知识系统对产品设计过程中的隐性设计知识进行获取。如, 陈兆乾等[1]详细讨论了勘探地下水专家系统NCGW中知识获取子系统NCGWT的知识表示和系统结构及其实现技术。Dilger[2]提出一种计算机辅助设计知识获取的理论与方法。运用计算机辅助系统对设计协议进行分析, 并将产品设计解决方案与已有的设计实例进行对比, 从而获得有益的产品设计知识。McNeese等[3]提出一种克服设计知识获取瓶颈的交互技术方法。该方法运用IDEF建模、概念映射和设计关联等方法建立一个交互系统, 以方便用户完成对己有产品设计知识的获取。Deslandres等[4]提出制造系统质量控制设计知识获取技术, 建立智能设计制造支持系统, 通过对质量控制中的设计准则、指导方针的提取, 引导产品设计与制造过程。钟佩思等[5]提出基于元知识控制的多级知识获取策略, 并阐明各模块的功能及特点, 进而建立智能化交互式工艺知识获取系统, 并详细讨论加工链表设计子知识库的建立过程。刘鹰等[6]提出摩擦学设计知识的自动获取研究技术, 采用智能化的摩擦学设计CAD软件包解决摩擦学设计中需要进行大量复杂动力学计算的设计问题, 并介绍了知识自动获取技术在智能化摩擦学设计软件中的应用。刘征等[7]在隐性知识获取过程中, 基于口语报告、问题、选项及标准(QOC)和草图解释的方法捕捉设计师个体活动信息, 并通过草图方案划分设计状态, 初步整理收集信息。基于预设概念定义获取信息的知识转化原理, 通过知识元级模型和本体配置单元, 表达设计对象和设计过程两大类目标知识。钟蜀津等[8]论述了设计知识的获取方法, 特别是隐性知识的挖掘与利用, 分析了设计中知识流动的过程及其与设计过程的关系, 构建了概念设计过程模型并提出设计概念。通过设计知识的获取与综合利用, 设计立式加工中心的外观, 为知识密集型产品的设计提供参考。

(2) 基于实例的设计知识获取

基于实例的设计知识获取是利用数据挖掘或人机交互方法从相关设计案例中提取所需的隐性设计知识。如, 黄进等[9]提出一种基于神经网络的工艺设计实例推理索引模型。该方法利用神经网络实现实例的动态分类和索引, 采用新实例的入库操作实现工艺知识的隐式获取, 从而使知识获取得以简化。刘长安等[10]探讨知识密集情况下自动知识获取的有关问题, 提出实例归纳学习, 基于最小状态空间规则扩展的方法以及动态分类的有关问题, 提出重合度的概念以衡量聚类质量标准。凌卫青等[11]采用设计实例的形式对已有设计进行封装和组织, 通过产品设计实例面向对象表达模型, 将设计需求、设计任务、设计过程和设计方案封装在一个设计实例中。谷建光等[12]在基于知识工程的产品设计领域, 研究了产品实例设计知识与领域专家设计经验相结合的知识获取技术, 包括基于产品实例的设计知识获取方法、面向领域专家的设计经验获取方法以及实例与经验相结合的产品设计知识获取实现框架。白秀琴等[13]建立基于摩擦学状态监测实例和决策树的知识获取方法模型, 并应用于船舶柴油机摩擦学状态辨识的知识获取, 利用获得的知识对测试集进行状态识别。

综上所述, 基于知识系统和基于实例的设计知识获取研究大多借鉴面向对象中的结构化封装思想, 利用人机交互方式对设计过程中的隐性设计知识进行获取。这两类研究所获取的知识对象大多是设计过程中的用户需求或设计创意, 缺乏对设计过程中设计流程、设计准则等设计过程知识的获取研究。本文认为, 设计过程中的设计流程及其依附的设计准则等知识是设计过程知识的基础和关键部分, 对设计人员开展设计具有重要的指导和参考价值。因此, 本文在参考这两类研究所采用方法的基础上, 引入模块化思想, 提出访谈法和双层流程获取模板相结合的交互迭代式知识获取方法, 采用访谈法获取初始设计过程知识, 利用研究设计的双层流程获取模板对设计过程知识进行梳理、规范和封装, 实现设计过程知识的模块化获取。

3 设计过程知识获取的实验设计

3.1 需求分析

设计过程知识包括设计流程知识及其相关设计准则知识两部分, 因此设计过程知识的获取需求可以从这两方面进行分析。

(1) 设计过程中设计流程知识的获取需求

设计流程知识指设计过程中的设计活动、设计步骤、设计参数及其之间逻辑关系。在工程设计中, 设计流程知识是设计过程中最基本的知识, 也是设计过程中其他设计知识产生的基础和载体, 具有引导设计人员开展概念设计的重要作用。在组织机构中, 设计流程知识一般散落在不同的设计部门或设计人员中。在产品实际设计过程中, 新进设计人员在开展概念设计前需要耗费大量时间、查阅大量资料, 并向经验丰富的设计人员请教和学习才能获得较为完整和详细的设计流程。然而, 现有的参考资料版本普遍较为久远, 设计人员在实际生产设计中使用的设计流程与资料中提供的设计流程可能存在一定的差异, 并且随着产品结构和制造技术的不断更新和优化, 一般情况下从外部获取的设计流程无法满足当前概念设计的需求。由此可见, 设计流程知识的获取和重用不仅能够为新进设计人员提供重要帮助, 而且还能规范设计人员的设计动作和设计理念, 进而提高整个产品设计的效率和质量。因此, 设计流程知识获取已成为设计知识管理领域的迫切需求。

(2) 设计过程中设计准则知识的获取需求

设计准则知识指设计活动或设计任务执行过程需要用到的公式、函数、图表、设计经验、设计约束、设计标准、设计规范等知识。概念设计是产品设计中高度创造性、知识密集性的设计阶段, 其设计过程需要大量设计准则知识的支撑。在组织机构中, 由于长时间经验、技巧等方面的积累, 设计专家往往能够在概念设计中快速地得到符合要求的概念方案, 而新进设计人员需要耗费大量的时间查阅资料或通过技术验证才能得到初步的概念方案。在概念设计中, 若是能够对设计专家的设计约束、设计规范、设计构思等经验性知识以及公式、函数、图表等记忆性知识进行获取, 并通过知识管理和重用手段将设计准则知识实时推送给新进设计人员, 对经验尚浅的设计人员在设计决策中将起到重要的支持作用。对组织内的设计准则知识进行获取与管理, 能够实现组织内不同设计部门或设计专家知识的整合与序化, 进而有效地降低设计成本、提高设计效率和设计质量。在概念设计过程中, 设计准则知识一般依附于设计流程进行流动, 因此可在设计流程知识获取的同时对设计准则知识进行整理和固化, 并建立设计准则知识与设计流程知识的关联映射关系。

3.2 实验设计

设计过程知识获取的实验设计包括实验流程和模板设计两部分。其中, 实验流程主要描述知识获取实验的方法、步骤、逻辑顺序等内容; 模板设计主要是对人员访谈和数据处理两个阶段所使用的模板进行设计与开发。

(1) 实验流程

访谈法是社会科学研究中的一种重要的调查方法, 是与文献检索法、观察法、问卷法并列的4种经典调查方法之一[14]。访谈是一种有目的性的、个别化的研究性交谈, 是通过研究者与被研究者口头谈话的方式从被研究者那里收集第一手资料的一种研究方法[15]。本文以访谈法作为知识获取实验的基本方法。

在访谈法的基础上, 进一步设计双层流程获取模板, 采用访谈法与流程获取模板相结合的方法对设计流程知识进行获取。该方法的主要思想是: 在确定实验目标的基础上, 对相关主要设计人员进行迭代式访谈, 利用双层流程获取模板对访谈内容进行二次规范化, 不断完善设计流程中每个步骤的所有细节, 直至获取到的设计流程知识内容达到实验预期为止。该方法的具体流程如图1所示。

图1   设计流程知识获取实验流程

   

①确定实验目标。确定实验的目的, 包括确认实验对象并提出实验预期。在火炮设计过程中, 通常按照自上而下的层次结构对火炮设计流程进行划分, 如火炮总体方案设计、分系统方案设计、部件方案设计等, 本文主要针对火炮部件的设计流程知识和设计准则知识进行获取。

由于火炮系统的结构复杂, 不同的部件之间具有一定的耦合关系, 如反后坐系统中的复进机和制退机是两个耦合性很强的部件。因此, 在确认实验目标过程中, 需要分析不同部件之间的耦合关系。若目标部件之间的耦合性较强, 那么其设计流程之间也具有很强的耦合性, 则需要考虑对这两个耦合部件的设计流程同时进行获取。

②设计实验方案。对知识获取实验的方案场景进行设计, 包括实验开展的时间、地点、人员、内容等方面的计划和安排。该步骤的产出是实验设计说明书。

③评估实验方案风险。对实验方案进行风险评估, 评估内容包括实验安排是否合理、实验内容是否有遗漏等。若是风险适中, 则开展实验; 若是风险偏高, 则需要调整设计实验方案, 降低实验的难度和复杂度保证实验的效率和成功率。

④开展访谈实验。属于关键部分, 主要目的是获取设计人员对设计过程的描述。访谈实验主要存在两种情况: 设计人员已经对目标部件的设计流程知识进行外显并记录成册。此时, 实验的主要工作是梳理已有的记录文档, 通过访谈完善现有设计流程记录, 包括针对每个具体设计活动进行提问, 记录设计人员在设计过程中参数选取、部件选型等设计问题的隐性经验; 设计人员还未外显目标部件的设计流程知识。此时, 需要先通过访谈方式记录并整理设计人员对目标部件过往设计流程的记忆和描述, 对隐性的流程知识进行初步显性化, 形成部件设计流程的记录文档。在此基础上, 继续按照第一种情况进行后续工作。访谈实验工作完成后, 形成访谈记录文档。

⑤分析实验结果。对访谈记录文档进行整理和分析, 进而判断实验结果是否达到实验预期目标。本文设计并利用双层流程获取模板规范访谈记录中的设计流程信息。若访谈记录经过规范化后基本包含设计流程中所有设计活动的相关信息, 并且达到实验预定目标, 则实验完成; 若是未能达到实验预期, 则记录设计流程规范过程中的遗漏内容或存在的疑惑信息, 对同一受访设计人员再次进行访谈。

(2) 模板设计

本文针对实验中的访谈过程设计知识获取访谈记录表, 用于记录和整理访谈内容, 如表1所示。

表1   知识获取访谈记录表

   

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:

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访谈记录表主要包含访谈的日期、对象、地点等项目, 每次访谈活动对应一个访谈记录表。此外, 为实现动态设计过程知识的有效管理和重用, 本文引入模块化思想, 在访谈法的基础上, 针对知识获取实验设计了一套双层流程获取模板, 用以规范访谈实验中获取到的不同层次设计流程信息。

双层流程获取模板包括设计流程获取模板和设计步骤获取模板两个层次。其中, 流程获取模板是从宏观角度出发, 用于对系统或部件设计流程中粗粒度的设计活动单元、输入输出参数、逻辑控制等相关信息进行分析、提取和结构化, 如表2所示; 步骤获取模板更关注设计流程中细粒度的流程单元, 如参数来源、功能算法、参数约束等。步骤获取模板是从微观角度出发, 用于将设计活动拆解成最小粒度的设计步骤单元, 并对设计步骤的内容进行完善和封装, 如表3所示。

表2   设计流程获取模板

   

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

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表3   设计步骤获取模板

   

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

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双层流程获取模板的设计与实现, 能够对不同层次的设计流程单元进行梳理和封装, 便于设计人员或知识工作者对设计流程知识的理解和共享, 有利于后续知识建模及表示工作的开展, 为设计过程知识的有效管理和重用提供基础和支撑。

4 案例分析

本实验以火炮中的制退机部件概念设计为例, 采用实地调研方式, 邀请某研究机构中设计经验丰富的制退机设计人员进行访谈实验。实验完成后, 获得关于某类制退机的原始设计流程。此时, 需要对原始设计流程进行预处理, 这样才能为后续的知识建模及表示活动提供有效知识视图和素材。

原始设计流程预处理包括流程规范和流程拆解。流程规范指的是基于工程设计原理, 利用设计流程获取模板对部件设计流程进行规范化, 在此过程中需要从设计流程中提取设计活动及其所需的设计知识, 并以结构化形式进行表示; 流程拆解是将设计活动进一步拆分为粒度更小、具有独立功能的设计步骤, 同时提取步骤中的设计知识, 并将设计步骤及其所需的设计知识以结构化形式进行表示。

流程规范为动态设计流程知识提供统一知识视图, 促进设计流程知识的理解和共享, 同时为动态设计过程知识的管理提供基础; 流程拆解为后续设计知识的统一建模和表示提供知识素材, 同时也为动态设计过程知识的重用提供基础。

(1) 原始设计流程获取

访谈实验完成后获得某类制退机在实际设计过程的详细描述, 该描述在规范化之前形成设计流程说明书, 对其部分设计流程进行抽象和简化, 如图2所示。

图2   某类制退机的设计流程简图

   

图2中, 某类制退机设计流程的前两个设计活动(称为设计活动1和设计活动2)的描述如图3所示。

图3   设计活动1和设计活动2的具体描述

   

(2) 流程规范

流程规范是流程预处理的首要步骤, 能够为部件设计流程提供全局视图。原始设计流程经过流程获取模板规范化后, 形成了具有统一结构的设计流程样式。以设计活动1和设计活动2为例, 其规范化后的设计活动描述如表4所示。在设计流程规范过程中, 因提取约束类知识, 需要对设计活动1进行再完善并规范化, 其结果如图4所示。

表4   某类制退机设计流程的规范化(示例)

   

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Lλmax——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A0λmax——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。

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图4   设计活动1的设计实现描述

   

(3) 流程拆解

流程拆解是流程预处理的关键步骤, 对设计流程知识的模块化获取具有重要作用。一方面, 流程拆解能够为后续设计知识的结构化封装建模提供小粒度的知识素材; 另一方面, 设计流程中的设计约束、设计经验等设计准则知识大多依附于设计流程中的设计单元, 流程拆解可将设计单元及其依附的设计知识进行分离, 有利于设计流程中设计单元与设计知识的结构化封装和配置, 从而为设计过程知识的管理和重用提供基础。

本文采用步骤获取模板对设计流程进行拆解和细化, 以示例流程中的前三个设计活动为例进行说明。其中, 设计活动1和设计活动2无法继续拆分, 直接将两个设计活动作为对应的设计步骤1和设计步骤2(如表5表6所示); 而设计活动3可拆分为“计算制退筒内径DT”(设计步骤3)和“计算制退杆外径dT”(设计步骤4), 具体如表7表8所示。

表5   设计步骤1的详细描述

   

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

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表6   设计步骤2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_001A0——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

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表7   设计步骤3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

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表8   设计步骤4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

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表5-表8中可以看出, 设计步骤1到设计步骤4之间存在明显逻辑关系, 如设计步骤1的输入参数λmaxe也是设计步骤2的输入参数, 设计步骤2的输出参数A0是设计步骤3和设计步骤4的输入参数。基于此, 本文在进行设计流程拆解的过程同时建立设计步骤间的逻辑顺序和数据依赖关系, 如图5所示。

图5   设计步骤之间的逻辑顺序和数据依赖(示例)

   

5 结 语

在概念设计中, 设计过程知识是概念设计知识的核心部分, 为概念设计的开展提供支撑作用。对设计过程知识进行获取, 能够为后续模块化设计知识建模和表示提供知识素材, 促进动态设计过程知识的管理和重用, 从而提升现代设计的效率、质量和创新程度。基于此, 本文引入模块化思想, 开展概念设计中隐性设计过程知识的获取研究。从设计流程和设计准则两方面分析了设计过程知识的获取需求, 提出基于双层流程获取模板的设计流程规范方法; 结合访谈法和双层流程获取模板设计知识获取实验; 以某类制退机为例, 对设计过程中的设计流程及设计准则知识进行初步获取, 并进一步实现流程预处理, 最终得到结构化、具有独立功能的设计流程及其单元模块。本研究是现代设计中设计过程知识获取一次新的探索过程, 能够为设计过程知识获取相关研究提供参考和借鉴。

作者贡献声明

羊柳: 提出研究思路, 设计研究方案;

傅柱: 具体实验设计及案例分析, 论文起草;

王曰芬: 补充设计方案, 修改论文。

利益冲突声明

所有作者声明不存在利益冲突关系。

支撑数据

支撑数据由作者自存储, E-mail: fuzhu886@163.com。

[1] 羊柳, 傅柱, 王曰芬. ztjsjzs.docx. 某制退机概念设计过程知识案例.


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Implementation of formal quality policy in manufacturing environments requires extensive knowledge in many different fields: (1) knowledge of the problems that can be found; (2) knowledge of the methods and procedures that can definitively improve the process; (3) knowledge of the quality techniques that can be used; and (4) how to implement these techniques in manufacturing environments. Different experts are able to provide such knowledge, ranging from operators to quality engineers which for example provide knowledge about specialised quality tools. Intelligent decision support systems (DSS) can be used to make quality expertise available to people who face quality problems every day. However, these systems are difficult to elaborate especially due to the acquisition and modelling tasks, considered as the bottleneck of intelligent systems development. Based on our experience of DSS development in the quality area, we propose here to analyze and classify the knowledge necessary to develop advisory systems for quality applications (e.g. process diagnosis, selection of quality tools and configuration of quality tools). Elicitation methods which have been proved successful for extracting quality knowledge are presented as well as guidelines for the design of acquisition sheets. Then we propose to describe the subsets of knowledge in a unified structure, which can be further implemented by the use of object-oriented formalism and rules. The structure greatly facilitates the design of advisory quality systems in manufacturing environments.
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智能CAD系统中的知识表示与知识获取策略

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分析了智能CAD系统中复杂产品设计过程特点和设计目标的可分解性,论述了设计子目标与子知识库间的内在联系,建立了基于元知识控制的分层框架引导的层次化知识表示与知识库模型,提出了基于概念与或树模型的智能化多级领域知识获取策略.

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分析了智能CAD系统中复杂产品设计过程特点和设计目标的可分解性,论述了设计子目标与子知识库间的内在联系,建立了基于元知识控制的分层框架引导的层次化知识表示与知识库模型,提出了基于概念与或树模型的智能化多级领域知识获取策略.
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摩擦学设计的知识自动获取研究

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摩擦学设计是机械设计的重要环节, 直接影响到机械设备的寿命和性能。但实施摩擦学设计需要进行大量复杂的动力学计算。采用智能化的摩擦学设计CAD软件包是解决摩擦学设计问题的工程出路。介绍了知识自动获取技术及其在智能化摩擦学设计软件中的应用

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摩擦学设计是机械设计的重要环节, 直接影响到机械设备的寿命和性能。但实施摩擦学设计需要进行大量复杂的动力学计算。采用智能化的摩擦学设计CAD软件包是解决摩擦学设计问题的工程出路。介绍了知识自动获取技术及其在智能化摩擦学设计软件中的应用
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[J]. 机械设计, 2016, 33(5): 109-112.

[本文引用: 1]     

(Zhong Shujin, Zhou Pai, Yang Xiuping, et al.

Conceptual Design of Vertical CNC Appearance Based on Knowledge Acquisition Ideology

[J]. Journal of Machine Design, 2016, 33(5): 109-112.)

[本文引用: 1]     

[9] 黄进, 严隽琪, 马登哲, .

基于实例的工艺知识获取模型

[J]. 上海交通大学学报, 1998, 32(5): 88-91.

URL      [本文引用: 1]      摘要

介绍了耦合神经网络的工艺设计实例推理系统的实现方法论,提出了一种基于神经网络的工艺设计实例推理索引模型。与现存大多数实例推理系统不同该方法用神经网络实现实例的动态分类和索引.

(Huang Jin, Yan Junqi, Ma Dengzhe, et al.

Case-Based Knowledge Acquisition Model for Process Planning

[J]. Journal of Shanghai Jiaotong University, 1998, 32(5): 88-91.)

URL      [本文引用: 1]      摘要

介绍了耦合神经网络的工艺设计实例推理系统的实现方法论,提出了一种基于神经网络的工艺设计实例推理索引模型。与现存大多数实例推理系统不同该方法用神经网络实现实例的动态分类和索引.
[10] 刘长安, 杨志宏.

基于实例归纳的工艺设计知识获取

[J]. 中国机械工程, 1998, 9(1): 46-48.

https://doi.org/10.3321/j.issn:1004-132X.1998.01.012      URL      [本文引用: 1]      摘要

结合工艺设计领域特点 ,探讨知识密集情况下自动知识获取的有关问题 ,提出了实例归纳学习 ,基于最小状态空间规则扩展的方法以及动态分类的有关问题 ,给出了重合度的概念以衡量聚类质量标准

(Liu Chang’an, Yang Zhihong.

Knowledge Acquisition of Process Design Based on Case Summarization

[J]. China Mechanical Engineering, 1998, 9(1): 46-48.)

https://doi.org/10.3321/j.issn:1004-132X.1998.01.012      URL      [本文引用: 1]      摘要

结合工艺设计领域特点 ,探讨知识密集情况下自动知识获取的有关问题 ,提出了实例归纳学习 ,基于最小状态空间规则扩展的方法以及动态分类的有关问题 ,给出了重合度的概念以衡量聚类质量标准
[11] 凌卫青, 赵艾萍, 谢友柏.

基于实例的产品设计知识获取方法及实现

[J]. 计算机辅助设计与图形学学报, 2002, 14(11): 1014-1019.

https://doi.org/10.3321/j.issn:1003-9775.2002.11.004      URL      [本文引用: 1]      摘要

现代产品设计是面向市场、功能驱动以及基于新知识的设计 ,而知识获取是关键步骤 .采用设计实例的形式对已有设计进行封装和组织 ,通过产品设计实例面向对象表达模型 ,将设计需求 (包括性能需求、环境约束和成本约束 )、设计任务、设计过程和设计方案封装在一个设计实例中 ,体现了功能驱动、面向市场的现代设计特征 .在此基础上 ,利用 Sybase公司的 Power Designer 8.0建模工具 ,进一步提出产品设计实例的获取模型 ,并对实例获取的关键技术进行了讨论 .以滑动轴承设计为工程应用背景 ,选择应用于涡轮机的四油叶径向滑动轴承为设计实例 ,详细描述了集成于 Solid Works2 0 0

(Ling Weiqing, Zhao Aiping, Xie Youbai.

Case-Based Knowledge Acquisition of Product Design

[J]. Journal of Computer-Aided Design & Computer Graphics, 2002, 14(11): 1014-1019.)

https://doi.org/10.3321/j.issn:1003-9775.2002.11.004      URL      [本文引用: 1]      摘要

现代产品设计是面向市场、功能驱动以及基于新知识的设计 ,而知识获取是关键步骤 .采用设计实例的形式对已有设计进行封装和组织 ,通过产品设计实例面向对象表达模型 ,将设计需求 (包括性能需求、环境约束和成本约束 )、设计任务、设计过程和设计方案封装在一个设计实例中 ,体现了功能驱动、面向市场的现代设计特征 .在此基础上 ,利用 Sybase公司的 Power Designer 8.0建模工具 ,进一步提出产品设计实例的获取模型 ,并对实例获取的关键技术进行了讨论 .以滑动轴承设计为工程应用背景 ,选择应用于涡轮机的四油叶径向滑动轴承为设计实例 ,详细描述了集成于 Solid Works2 0 0
[12] 谷建光, 张为华, 解红雨.

实例与经验相结合的产品设计知识获取技术

[J]. 计算机集成制造系统, 2008, 14(3): 417-424.

https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2008.03.016      URL      [本文引用: 1]      摘要

为实现产品设计知识的完整获取,在基于知识工程的产品设计领域,研究了产品实例设计知识与领域专家设计经验相结合的知识获取技术。首先,分别研究了基于产品实例的设计知识获取方法和面向领域专家的设计经验获取方法。然后,提出了实例知识与专家经验的融合算法和获取结果的神经规则表示,在此基础上给出了实例与经验相结合的产品设计知识获取实现框架。最后,将该方法应用于基于知识工程的固体火箭发动机设计,解决了固体火箭发动机设计中与经验相关知识的获取问题,得到了细粒度和完备性好的固体发动机药形选择设计知识,并通过实例说明了该技术的有效性和实用性。

(Gu Jianguang, Zhang Weihua, Xie Hongyu.

Knowledge Acquisition Based on Combination of Product Cases and Domain Experts Experience

[J]. Computer Integrated Manufacturing Systems, 2008, 14(3): 417-424.)

https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2008.03.016      URL      [本文引用: 1]      摘要

为实现产品设计知识的完整获取,在基于知识工程的产品设计领域,研究了产品实例设计知识与领域专家设计经验相结合的知识获取技术。首先,分别研究了基于产品实例的设计知识获取方法和面向领域专家的设计经验获取方法。然后,提出了实例知识与专家经验的融合算法和获取结果的神经规则表示,在此基础上给出了实例与经验相结合的产品设计知识获取实现框架。最后,将该方法应用于基于知识工程的固体火箭发动机设计,解决了固体火箭发动机设计中与经验相关知识的获取问题,得到了细粒度和完备性好的固体发动机药形选择设计知识,并通过实例说明了该技术的有效性和实用性。
[13] 白秀琴, 袁成清, 王志芳.

基于监测实例的摩擦学系统状态辨识的知识获取

[J]. 润滑与密封, 2010, 35(11): 14-17.

https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2010.11.004      URL      [本文引用: 1]      摘要

对于摩擦学系统监测样本相对比较少或者投入运行时间不长的机器,研究如何实现其摩擦学系统的智能状态辨识具有重要意义。建立基于摩擦学状态监测实例和决策树的知识获取方法模型,并应用于船舶柴油机摩擦学状态辨识的知识获取,利用获得的知识对测试集进行状态识别,取得良好的摩擦学状态辨识结果,从而为从监测实例中挖掘摩擦学状态辨识知识提供方法与手段支持。

(Bai Xiuqin, Yuan Chengqing, Wang Zhifang.

Knowledge Acquisition of Tribological System Condition Identification Based on Monitoring Examples

[J]. Lubrication Engineering, 2010, 35(11): 14-17.)

https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2010.11.004      URL      [本文引用: 1]      摘要

对于摩擦学系统监测样本相对比较少或者投入运行时间不长的机器,研究如何实现其摩擦学系统的智能状态辨识具有重要意义。建立基于摩擦学状态监测实例和决策树的知识获取方法模型,并应用于船舶柴油机摩擦学状态辨识的知识获取,利用获得的知识对测试集进行状态识别,取得良好的摩擦学状态辨识结果,从而为从监测实例中挖掘摩擦学状态辨识知识提供方法与手段支持。
[14] 颜玖.

访谈法在社会科学研究中的应用

[J]. 北京市总工会职工大学学报, 2002, 17(2): 44-50.

[本文引用: 1]     

(Yan Jiu.

The Application of Conversational Method in Social Science Research

[J]. Journal of Beijing Federation of Trade Unions Cadre College, 2002, 17(2): 44-50. )

[本文引用: 1]     

[15] 杨威.

访谈法解析

[J]. 齐齐哈尔大学学报: 哲学社会科学版, 2001(4): 114-117.

[本文引用: 1]     

(Yang Wei.

Analysis of Conversational Method

[J]. Journal of Qiqihar University: Philosophy & Social Science Edition, 2001(4): 114-117.)

[本文引用: 1]     

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