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基于知识工程的智能化产品设计关键技术及应用

基于知识工程的智能化产品设计关键技术及应用

作者:郝佳
出版社:北京理工大学出版社出版时间:2021-04-01
开本: 16开 页数: 204
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基于知识工程的智能化产品设计关键技术及应用 版权信息

基于知识工程的智能化产品设计关键技术及应用 内容简介

  《基于知识工程的智能化产品设计关键技术及应用》围绕复杂产品智能化设计需求,对智能化产品设计的思路、方法、实现技术和行业应用进行了较为全面的论述。  《基于知识工程的智能化产品设计关键技术及应用》共分7章,沿着从智能化产品设计现状、技术框架到基于知识组件的设计知识封装、基于案例推理的智能化设计、基于模糊认知图的设计方案评价这条主线逐步深入,详细介绍了智能化产品设计的需求、模式、技术框架、关键技术与实现思路,为工程设计领域的从业人员了解相关智能化产品设计技术提供参考。  《基于知识工程的智能化产品设计关键技术及应用》可作为机械设计、知识工程等专业本科生及研究生的教学参考用书,也可供研究院所从事智能制造、产品设计、企业信息化领域的研发人员阅读参考。

基于知识工程的智能化产品设计关键技术及应用 目录

第1 章  绪论 ………………………………………………………………… 1

  1. 1  智能化产品设计研究背景 ………………………………………… 1

    1. 1. 1  时代背景———全球制造业回归 ……………………………… 1

    1. 1. 2  技术背景———设计技术亟待提升 …………………………… 3

  1. 2  智能化产品设计基本概念 ………………………………………… 4

    1. 2. 1  智能化产品设计内涵 ………………………………………… 4

    1. 2. 2  智能化产品设计模式 ………………………………………… 5

  1. 3  智能化产品设计技术现状 ………………………………………… 7

    1. 3. 1  设计重用技术 ………………………………………………… 7

    1. 3. 2  知识表示技术 ………………………………………………… 16

    1. 3. 3  方案评价技术 ………………………………………………… 17

  1. 4  智能化产品设计研究内容 ………………………………………… 20

第2 章  基于案例推理的智能化产品设计技术框架 …………………… 23

  2. 1  产品设计过程及其特点 …………………………………………… 23

    2. 1. 1  产品设计过程的嵌套结构 …………………………………… 23

    2. 1. 2  产品设计过程的特点 ………………………………………… 26

  2. 2  产品设计对知识的需求 …………………………………………… 27

    2. 2. 1  设计过程的知识需求层次 …………………………………… 27

    2. 2. 2  设计知识的重用模式 ………………………………………… 29

  2. 3  基于案例推理的智能化产品设计技术框架 ……………………… 32

    2. 3. 1  传统的产品设计模式及问题 ………………………………… 32

    2. 3. 2  智能化产品设计技术框架 …………………………………… 33

    2. 3. 3  基于案例推理的智能化设计过程 …………………………… 34

  2. 4  基于案例推理的智能化产品设计关键技术 ……………………… 36

    2. 4. 1  知识组件构建技术 …………………………………………… 36

    2. 4. 2  设计知识库构建技术 ………………………………………… 36

    2. 4. 3  设计案例检索及匹配技术 …………………………………… 37

    2. 4. 4  设计案例适应性修改技术 …………………………………… 37

    2. 4. 5  设计案例评价与选择技术 …………………………………… 37

第3 章  基于知识组件的自动化设计技术 ……………………………… 39

  3. 1  知识组件构建技术 ………………………………………………… 39

    3. 1. 1  知识组件的定义 ……………………………………………… 39

    3. 1. 2  知识组件的结构 ……………………………………………… 40

    3. 1. 3  知识组件的调用 ……………………………………………… 45

  3. 2  基于虚拟化的求解器集成技术 …………………………………… 46

    3. 2. 1  求解器部署方式 ……………………………………………… 46

    3. 2. 2  求解器请求机制 ……………………………………………… 47

    3. 2. 3  虚拟化求解器调用过程 ……………………………………… 48

  3. 3  知识组件应用案例 ………………………………………………… 50

    3. 3. 1  知识组件功能 ………………………………………………… 50

    3. 3. 2  解决设计问题 ………………………………………………… 50

    3. 3. 3  知识组件参数 ………………………………………………… 51

    3. 3. 4  知识组件模板 ………………………………………………… 52

  2 基于知识工程的智能化产品设计关键技术及应用

    3. 3. 5  知识组件运行 ………………………………………………… 54

  3. 4  知识组件组合技术 ………………………………………………… 57

    3. 4. 1  基于流程的知识组件组合 …………………………………… 57

    3. 4. 2  可视化知识组件组合建模 …………………………………… 57

    3. 4. 3  知识组件组合体执行方式 …………………………………… 60

  3. 5  知识组件组合应用案例 …………………………………………… 62

    3. 5. 1  设计问题 ……………………………………………………… 62

    3. 5. 2  知识组件构建 ………………………………………………… 63

    3. 5. 3  知识组件组合体建模 ………………………………………… 64

    3. 5. 4  知识组件组合体执行 ………………………………………… 66

第4 章  面向智能化设计的知识库构建技术 …………………………… 67

  4. 1  设计知识分类 ……………………………………………………… 67

  4. 2  基于决策模板的案例表示方法 …………………………………… 69

    4. 2. 1  设计案例的多层次结构 ……………………………………… 69

    4. 2. 2  基于 cDSP 的案例知识模型 ………………………………… 70

    4. 2. 3  基于模板的案例知识表示 …………………………………… 71

    4. 2. 4  设计案例的表达模型 ………………………………………… 75

  4. 3  设计规则的表示方法 ……………………………………………… 76

  4. 4  设计知识表示案例 ………………………………………………… 78

第5 章  产品设计案例匹配及适配技术 ………………………………… 81

  5. 1  产品设计案例相似度计算 ………………………………………… 81

    5. 1. 1  产品设计案例参数类型 ……………………………………… 81

    5. 1. 2  数值型指标相似度计算 ……………………………………… 82

    5. 1. 3  字符型指标相似度计算 ……………………………………… 83

    5. 1. 4  包含型指标相似度计算 ……………………………………… 84

    5. 1. 5  综合相似度计算 ……………………………………………… 85

  5. 2  基于规则的设计案例适配技术 …………………………………… 86

目    录  3

  5. 2. 1  基于规则的设计案例适配流程 ……………………………… 86

    5. 2. 2  基于规则的设计案例适配技术 ……………………………… 88

  5. 3  设计案例匹配案例 ………………………………………………… 91

第6 章  基于模糊认知图的设计方案评价技术 ………………………… 97

  6. 1  设计方案评价问题描述 …………………………………………… 97

  6. 2  基于模糊认知图的指标关系建模 ……………………………… 100

    6. 2. 1  模糊认知图 ………………………………………………… 100

    6. 2. 2  基于模糊认知图的指标关系建模 ………………………… 104

    6. 2. 3  指标关系建模案例 ………………………………………… 109

  6. 3  基于模糊认知图和灰色关联分析的评价方法 ………………… 113

    6. 3. 1  模糊决策机制 ……………………………………………… 113

    6. 3. 2  灰色关联分析 ……………………………………………… 116

    6. 3. 3  FDM - GRA 方案评价方法 ………………………………… 119

    6. 3. 4  FDM - GRA 应用案例 ……………………………………… 125

第7 章  智能化产品设计在复杂产品中的应用案例 …………………… 133

  7. 1  某射击装置智能化产品设计应用案例 ………………………… 133

    7. 1. 1  某射击装置智能化产品设计需求分析 …………………… 133

    7. 1. 2  某射击装置智能化产品设计模式 ………………………… 142

    7. 1. 3  某射击装置智能化产品设计平台实施方案 ……………… 148

  7. 2  固体动力装置智能化产品设计应用案例 ……………………… 163

    7. 2. 1  固体动力装置智能化产品设计需求分析 ………………… 163

    7. 2. 2  固体动力装置智能化产品设计平台建设目标 …………… 167

    7. 2. 3  固体动力装置智能化产品设计平台实施方案 …………… 168

参考文献 …………………………………………………………………… 193


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基于知识工程的智能化产品设计关键技术及应用 作者简介

郝佳,北京理工大学机械与车辆学院,副研究员,博士生导师,美国密歇根大学访问学者,日本会津大学客座研究员,长期从事知识工程以及知识驱动的智能设计技术研究,在相关领域发表学术论文60余篇,其中20余篇SCI论文,主持完成包括国家自然科学基金、北京市自然科学基金、国防基础科研等课题10余项,获得国防科技进步奖二等奖、三等奖各1项。 牛红伟,北京理工大学机械与车辆学院,博士研究生,中国人类工效学会会员,研究生国家奖学金获得者,教育部产学合作协同育人项目获得者,主要研究方向是脑机融合与智能设计、数字化设计与制造、知识工程等。申请各类专利15项,授权发明专利2项,发表高水平SCI/EI论文8篇,主持完成省部级科研项目3项,参与国家重大课题5项,获得省部级以上奖励8项。 刘玉祥,江南机电设计研究所高级工程师,中国空气动力学会理事 龙永松,江南机电设计研究所高级工程师

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