支持设计重用的知识组件构建方法研究

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1、支持设计重用的知识组件构建方法研究董明明2015年1月中图分类号：TH112UDC分类号：621支持设计重用的知识组件构建方法研究作者姓名董明明学院名称机械与车辆学院指导教师阎艳教授答辩委员会主席卢继平教授申请学位工学硕士学科专业机械工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月ResearchonMethodofConstructingKnowledgeComponentSupportingDesignReuseCandidateName：MingmingDongSchoolorDepartment:SchoolofMechanicalEngineeri

2、ngFacultyMentor:Prof.YanYanChair,ThesisCommittee：Prof.JipingLuDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：MechanicalEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January，2015北京理工大学硕士学位论文摘要产品设计是产品开发过程中的创造性阶段，其本质是一个基于既有知识产生新知识的过程。在产品设计领域，大约70%的设计工作为自适应设计和变型设计，新产品设计大约60%以上的

3、工作都基于以往经验展开。因此，如何将已有的设计资源组织起来，当有新的任务需求时，通过完全重用或部分修改的方式开展设计成为提升产品设计效率和质量的关键问题。然而，目前设计重用领域的研究工作主要集中于对以往设计活动和设计资源的挖掘、表达、管理以及通用的设计重用服务两个方面，对设计过程重用的研究较少，设计重用方法自动化程度较低，无法将设计人员从大量重复性工作中解放出来。针对以上问题，本文提出了支持设计重用的知识组件方法，并对知识组件构建过程中的参数推理、求解器集成以及知识组件组合等关键技术进行了研究，具体研究内容如下：（1）针对现有设计重用方法的不足，提出了支持设计重用

4、的知识组件方法，设计了知识组件的结构，对知识组件各组成部分以及相互之间的关联关系进行了详细的说明，在此基础上分析了知识组件的调用方式。通过实例证明了该方法可以实现设计知识自动服务于设计过程，大大减少设计人员的重复性劳动。（2）针对知识组件运行过程中，输入参数值的变化往往会引起许多非预期的负面影响，输入参数值的确定需要设计人员具备全面设计知识的问题，提出了基于因果模型的参数推理方法。首先分析了参数推理模型，在此基础上结合模型推理思想，提出了因果模型的定义。通过因果模型自动推理出有效的设计参数，并通过启发式搜索算法选择出需要的参数方案。（3）针对企业在求解器部署、维护

5、、升级等方面成本较高，并且分布式求解器无法得到统一管理的问题，提出基于应用虚拟化的知识组件求解器集成方法。分析了知识组件运行中常用求解器的执行过程，在此基础上研究了基于应用虚拟化技术的求解器部署方式、流交付机制以及求解器服务器负载均衡机制。（4）针对知识组件封装层次低，无法有效支持多子任务设计过程中设计重用的问题，提出了面向设计任务的知识组件组合方法。首先基于知识组件的结构设计了知识组件组合框架，其次基于Flex实现了知识组件组合体的可视化建模，最后研究了知识组件组合体的执行方式并以实例验证了知识组件组合方法可以为多子任务设计过I北京理工大学硕士学位论文程中设计重

6、用提供有效支持。（5）基于上述理论和方法，设计并开发了知识组件构建与执行系统。该系统实现了对知识组件组成元素、求解器、知识组件、知识组件组合体的综合管理，验证了通过知识组件实现设计重用的有效性。关键词：设计重用；知识组件；参数推理；应用虚拟化；知识组件组合II北京理工大学硕士学位论文AbstractProductDesignismostcreativestageinproductdevelopmentprocess,itcanberegardedasaprocessthatgeneratingnewknowledgebasedontheaccumulatedkno

7、wledge.Intheproductdesignfield,around70%ofdesignworkisadaptivedesignandvariantdesign,andaround60%ofnewproductdesignisbasedontheaccumulatedknowledgeandexperience,therefore,organizetheexistingdesignresourcesandcompletereuseorpartiallymodifytheorganizedresourcesisregardedasabetterwaytoim

8、prove