基于联合学习的概念设计知识抽取与图谱构建

为提高产品概念设计过程中设计知识获取效率,解决设计知识碎片化、推理性差、可视化程度不高等问题,提出了基于联合学习的设计知识抽取与图谱构建方法。首先,根据设计知识需求和产品概念设计流程,构建了面向产品概念设计的设计知识图谱框架,然后,分析了设计知识提取过程中实体关系重叠问题,建立了基于联合学习的设计知识抽取模型,该模型通过ELECTRA算法进行语义编码,利用联合学习方法将实体关系抽取转换为各关系上两实体映射。通过真实设计数据和DuIE公共数据集对比实验表明,该模型知识抽取效果显著优于对比模型。最后,将该方法应用于文化创意产品设计知识图谱开发,为设计师提供关联化、可推理、可视化的设计知识,辅助进行产品概念设计。

基于知识图谱和犹豫模糊理论的复杂产品设计知识检索系统

针对复杂产品设计知识检索系统的检索精度低、人员使用要求高、匹配知识粒度大等问题,本文开发了一种基于知识图谱(KG)和模糊相似度的设计知识检索系统。结合设计知识需求及历史设计数据,开发知识表示模型以建立设计知识网络;基于知识图谱的三元组存储形式,构建设计知识检索框架;设计基于犹豫模糊理论的句子检索算法,从词和句子层面融合句子的特征属性,并给出不同属性的隶属度计算公式,对比验证了该算法的平均准确率优于其他相关算法。在上述方法和技术的基础上,以柴油发动机设计知识为例开发设计知识检索系统,通过两类设计知识检索实例,验证了所开发系统的有效性和实用性。

工程创新的设计知识体系构建与传递路径研究

文中研究了工程创新的设计知识体系构建与传递路径。首先介绍了工程创新理念及核心特征,然后探讨了工程创新与设计知识体系的协同,提出其重要价值包括创新驱动与产业升级促进、跨学科融合与协同创新、多元化复合人才打造与市场需求对接、可持续发展与社会问题解决等,然后阐述了工程创新的设计知识体系构建,提出技术与创新、管理与战略、跨学科协作、可持续性等关键维度,最后探讨了工程创新引领的设计知识传递,包括注重综合素质提升、结合实际应用场景、重视创新创业培育等特色举措。在此基础上提出了工程创新导向下的设计知识传递路径,包括提升跨学科合作水平、侧重创新训练、加强实践项目导向、多元化知识传递方式等。研究表明,工程创新的设计知识体系构建与传递路径对促进工程设计和创新能力的协同发展具有重要意义。

设计知识服务系统的知识获取

为了有效解决设计知识服务系统的知识获取问题,为设计者提供有效、准确的设计知识服务,从而提高设计效率,在分析涟波下降规则方法的基础上,提出了基于涟波下降规则的设计知识服务模型,并进一步分析了该系统的知识获取过程。结合不同类型的设计知识的特点,通过涟波下降规则有效的实现了经验设计知识的获取,在专家进行设计过程中可以及时对专家的知识进行获取、组织及应用,且通过和用户进行交互,对知识逐步进行处理和加工,使得能够向用户提供所需要的知识及服务。最后通过一个应用实例,验证了该设计知识服务模型的有效性。

基于涟波下降规则的设计知识管理系统

设计过程是一个知识密集型过程。为了向企业提供有效和准确的设计知识,在分析涟波下降规则工作原理的基础上,提出了基于涟波下降规则的设计知识管理系统架构,给出了该系统的定义,进一步研究了该系统的主要功能。依据提出的架构及其主要功能,通过一个应用实例,验证了研究成果的有效性。

基于本体的设计知识建模

研究知识建模问题,以支持设计知识的管理和重用.分析了设计知识管理面临的主要问题;提出了设计知识管理框架,该框架包括3部分:多种知识源设计知识获取、知识建模和设计知识检索;研究了基于本体的设计知识建模方法,包括设计知识本体的定义、基于本体的设计知识库建立、多视图设计知识检索等;讨论了基于本体的设计知识建模的优点.最后以前述研究成果为基础,开发了产品设计知识管理工具.

产品造型设计中的用户知识与设计知识研究

从工业设计出发 ,讨论了用户内隐知识与设计知识的关系 ,建立了用户知识与设计知识的匹配与碰撞模型 ,探讨了其关键技术和研究方法。以数控机床造型设计为例 ,采用口语分析法和语义差异法等方法分析了用户知识与设计知识的获取及表征形式 ,将内隐知识外显化 ,验证了该匹配模型 。

基于特征语义分析的数控机床设计知识精确智能推送方法

针对设计流程驱动的数控机床设计知识推送过程中不同设计人员在设计任务中的设计知识需求差异问题,提出基于特征语义分析的数控机床设计知识推送方法。通过建立非线性权重的数控机床设计知识描述词—设计知识语义简约矩阵,利用奇异值分解对描述词—设计知识语义简约矩阵进行降维,将描述词—设计知识语义简约矩阵映射至低维特征语义空间。提取了数控机床设计工作流上下文模型中的设计知识需求,并计算了设计知识与知识需求的匹配度,同时构建了设计知识设计人员兴趣个性化的过滤规则对设计知识进行二阶段过滤,最终获得符合设计人员知识需求差异的数控机床设计知识推送方案。以某型号高精度数控坐标镗床切削力设计的设计知识推送方案为例,验证了该方法在工程应用中的正确性与高效性。

国际专利分类表中设计知识的提取和利用

针对产品创新设计缺乏知识的问题,提出从国际专利分类表(IPC)中提取设计知识的思想,将IPC中的知识分为功能、效应和作用结构知识3个层次,并定义功能关联度、效应互换度、效应通用度与作用结构知识兼容度定量参数,建立知识之间的关联关系.提出从IPC中获取这些设计知识的流程,采用知识网的形式组织和表示所获取的知识,以辅助创新设计.以电加热水龙头为例,通过从IPC中获取相关的功能、效应和作用结构知识,并运用组合、替换、变异等创新策略,得到创新方案,表明从IPC中获取设计知识能有效拓展设计人员的创新思维,促进创新方案的产生.

基于本体的复杂产品设计知识表示和标注方法

针对复杂产品设计领域多学科交叉、知识资源数量庞大导致的知识重用与共享困难等问题,提出以专业领域维度划分为依据的知识表示方式,以领域本体为语义模型,实现产品设计知识结构化、维度化的表示。设计了一套针对设计文档的自动语义标注框架,以领域本体为框架底层,提出多影响因子综合加权的概念语义相似度来提取概念间的语义关系,并引入语义增量提取文档中的关键词权重特征,完成对知识的语义标注。通过雷达设计知识管理系统中知识自动标注、录入验证了所提方法的有效性。

飞机装配工艺设计知识本体

如何用计算机描述复杂、经验性的飞机装配工艺设计知识是尚未解决的难题,制约着人工智能技术在飞机装配领域的应用研究。以建立飞机部件装配工艺知识模型为目标,以本体论为指导思想,收集并深入分析了飞机装配工艺设计领域的专家知识数据,总结出影响飞机装配工艺设计的十大因素。对有关领域知识数据进行转换、重构的概念化处理,形成了6个可用计算机描述的概念化领域术语并确立了它们之间的关系,构建了飞机装配工艺设计领域知识的本体模型,初步解决了装配知识计算机描述的问题,为人工智能在飞机装配领域的应用奠定了基础。最后,基于框架表示法,给出了装配知识本体形式化描述的BNF(Backus Normal Form)。

云制造环境中面向设计知识资源序列化组合的量子和声搜索算法

针对云制造环境下中小企业设计知识散乱无序、创新能力薄弱的现状,为将设计知识组合成有序的知识资源序列,提出知识资源的服务能力评估模型和知识资源序列化组合的数学模型,并设计了求解该模型的量子和声搜索算法。该算法通过引入量子化编码及量子门变换,提高了全局搜索能力。以模具中小企业设计知识资源组合优化问题为例,根据数学模型,用该算法求解出了成本与质量综合约束下的最优设计知识资源序列化组合。

基于本体的产品设计知识表示方法

针对产品设计知识的多样性、动态化和相关性等特点,提出了一种基于本体的产品设计知识表示方法。建立了以客体、概念集、属性集、命题集和函数集为核心的知识单元,并设计了五者之间的联系,在此基础上引入了输入输出模块,以增强产品设计知识表示的全面性和灵活性。最后以圆柱形螺旋弹簧设计为例,验证了所提方法的有效性。

基于Web的设计知识管理系统研究

设计知识共享是企业开发新产品增强竞争力的关键,提出了广义设计知识的概念,采用面向对象的技术对设计知识进行了分类,对设计知识的获取、表达、存储、检索等关键技术等进行了讨论,采用XML来表达设计知识,并研究了起实现技术。提出了一种基于Web的设计知识管理系统;该系统采用三层客户机(浏览器)/服务器。对系统构建策略进行了探讨。

专利设计知识的创新性评估方法及其在创新设计中的应用

专利中蕴含了丰富的设计知识,不同专利设计知识对创新设计的价值不同,对专利设计知识进行合理量化评估能快速有效地帮助设计人员进行创新设计。根据专利方案设计知识的特点,采用动词和名词分别代表专利中的原理设计知识和结构设计知识。通过引入信息熵的概念,提出专利设计知识的新颖度和相容度的量化计算方法。结合形态学分析方法,建立面向复合功能的专利组合方案设计知识创新性优化评估模型。以具有自锁功能的直线驱动机构创新设计为例说明基于形态学矩阵的创新设计过程。对比分析专利数量和设计知识词汇集数量对组合方案创新性评估结果的影响,验证了提出的新颖度和相容度的量化计算方法以及组合方案创新性评估模型的可行性和实用性。

基于决策支持向量机的产品设计知识文档分类研究

为准确地定位大量旧的产品设计知识文档信息,构建产品设计知识库,提出了基于决策树和支持向量机的产品设计知识文档分类方法。通过对产品设计知识文档的分词处理、特征抽取、特征合并和向量表达,为决策支持向量机方法提供了样本数据预处理。在分类算法中,为了改善样本的处理效率,通过二叉决策树依次构建多个支持向量机对文档样本进行分类。同时为了保证样本分类的准确性,在最后一个分类添加一个分类器,再次对样本进行判断,避免出现因前期分类器训练不足而产生的误判。最后,通过分类性能评价理论的验证和企业信息化项目的应用,证明了该方法的有效性和实用性。

产品专利设计知识获取方法研究

为了获得专利文献中的产品功能与结构的相关知识,提出一种基于关联规则的知识获取方法.通过提取专利文献的权利要求书中特征零部件,分析标题或摘要中的目的功能和手段功能,建立手段功能-特征零部件和目的功能-手段功能的训练集,并采用作者提出的修剪分类算法提取它们之间的关联规则,获得特征零部件-手段功能-目的功能之间关系的知识,以辅助产品的持续创新.并以冲击钻为例验证了该方法的有效性.

面向设计知识重用的产品外观分类

为了设计知识重用,提出一种通过分类、索引获取产品外观设计知识的方法。根据产品外观在传播系统中的性质,建立对象和实现性两类产品外观设计知识基本类型。基于分类学原理,根据用户认知过程和设计师造型过程,对产品外观知识的基本类型进行分解,形成可以细致描述和规范案例的外观知识框架。知识框架包括功能、形式、使用方式、文化时尚、设计过程、创新方法、形式方法和制造工艺8种类型,可以应用于建立产品外观案例库,分解产品外观。在造型过程中,设计师搜索图像信息阶段和发展形态阶段,案例库对灵活重用设计知识有着促进作用。最后,对设计师使用外观案例库进行手机设计的情况进行观察,统计使用情况和方案设计质量的关系,调查结果反映该方法存在应用价值。

基于用户认知的产品外观创新设计知识模型

为了支持产品外观设计知识重用,提出了用于分解创新性产品外观案例的模型。根据用户认知产品经历美学印象、语意判断和符号联系三个阶段,将产品分为形式美学、使用方式和文化时尚三种外观创新类型。利用分类学原理和外观设计创新过程,建立三种外观创新类型对应设计知识框架模型,用于抽取和重用外观创新设计知识。该模型应用于建立产品创新案例库,帮助设计师搜索和应用以往成功案例,实现以用户为中心的产品开发。通过设计师使用该数据库,说明了它的有效性。

广义设计知识管理及关键技术研究

设计知识共享是企业开发新产品增强竞争力的关键,提出了广义设计知识的概念,采用面向对象的技术对设计知识进行了分类。提出了一种设计知识管理的系统策略,并引入了进化算法对设计知识优化搜索、进化设计。对设计知识的获取、表达、存储和检索等关键技术等进行了讨论。