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《哈尔滨工程大学》 2006年
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基于功能的概念设计求解过程研究

史冬岩  
【摘要】: 概念设计是产品设计过程中的早期阶段,对产品全生命周期有着极为重要的影响。在概念设计研究中,核心问题在于概念设计的求解过程和为实现这一过程的知识运用。产品设计的目标是以实现产品功能为目的的。功能定义的规范化使得利用知识实现概念设计的求解成为必然。本文在分析了现存的概念设计过程理论研究和应用基础上,提出了基于功能的概念设计过程,引用本体论,研究了本体知识在该设计过程中的运用。本文的主要研究内容如下: 1.在研究了国内外概念设计过程理论和实现方法的基础上,着重论述了功能在概念设计求解过程中的作用。通过分析现存功能定义存在的问题,提出了采用功能语义进行功能表达;提出采用本体理论,确立概念设计求解过程的领域知识。基于上述的研究,本文建立了概念设计求解过程模型FSFM,讨论了模型的特点和实现方法。 2.为实现计算机辅助概念设计,给出了FSFM中元模型FPS的信息概念表达,建立了通用的FPS的信息元素和数据模型,并采用XML的扩展标记语言CPML的Schema,对信息进行了封装,从而为过程求解的知识共享、重用和协同设计奠定基础。 3.分析了本体论的基本理论和思想,提出功能本体、原理本体和结构本体作为概念设计求解中的知识表示。基于功能语义自然语言,重点探讨了通过语义相似度实现功能本体库的自动构建。利用概念从属理论,建立功能本体语义树,实现功能语义的关联。采用本体论的建模原语,描述了功能本体、原理本体和结构本体的知识形式。 4.探讨了概念设计知识重用和共享的关键技术。建立了一个面向对象的知识库系统。采用实例推理,描述概念设计的知识重用,研究了基于实例推理的概念设计过程。分析了基于WEB的FSFM模型的协同设计形式,为协同过程的数据和语义提供了统一的语法操作性。 5.建立了概念设计求解过程,为计算机辅助实现概念设计提供基础。以机械手的设计过程为例,说明了概念设计部分实现方式。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TB472

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