基于知识管理的并纱机模块化配置系统研究_产品创新数字化(plm)_pdm-plm_810

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1、基于知识管理的并纱机模块化配置系统研究_产品创新数字化(PLM)_PDM/PLM   知识管理是通过对知识的捕获和共享，将恰当的知识传递给恰当的知识使用者，实现将知识转化成创造力的重要过程。知识管理已经成为现代企业核心竞争力的源泉。   PDM技术的发展为产品的知识管理和CAx集成提供了一种有效的工具。文中在PDM(smarTeam)平台上应用知识管理、模块化设计和产品配置等技术，为某纺织机械公司开发了并纱机模块化配置(DWMc)系统。并纱机是一种纺织机械，适用于络筒以后的并纱工序，将棉、毛、化纤

2、短纤维的纯纺或混纺等各种纱支并成筒子纱，供倍捻机使用。   1DWMC系统中知识管理的关键技术   1.1模块化配置设计知识的分类与获取   模块化产品配置设计是先将基型产品自顶向下按功能和结构划分层次模块，再根据一定的原则和方法，将这些模块组合配置成变型产品的设计过程。   产品设计知识可分为显性知识和隐性知识两类。这些知识主要来源于以下几类信息：市场需求信息、产品对象信息、产品设计过程控制信息和设计人员组织结构信息’。从以上信息中可以总结出模块化产品配置设计知识，如成熟的计算公式、较成熟的模糊

3、规则、约束知识、难以直接操作的原理知识、解决普遍问题的手册知识和针对特殊场合的经验实例。将这些知识分析并抽象后，可将它们规划为以下几类：   (1)客户需求知识。客户的个性化需求信息通常包括产品的结构、功能、使用性能、材料、外观、数量、价格和交货时间等方面。这些知识的获取可以借助Intemet搜集市场需求和行业信息实现，它们构成了企业需求信息资料库。   (2)设计对象(产品、模块和零部件)知识。包括设计对象的基本信息(如编码、系列、状态和分类等)、文档管理信息(如图文件的名称、编号、路径、版本、

4、状态和类型等)、BOM信息(如装配关系、装配数量、结构清单等)、产品开发过程中积累的产品和模块实例表。该系统对并纱机产品、零部件、图文档和各种BOM表等设计信息数据进行了全面的收集、整理和挖掘，建立了PDM数据库。并在它的基础上，充分利用基于数据库的知识发现技术，建立了设计资料产品库、产品实例库和模块实例库等知识库。   (3)模块化配置设计过程知识。包括模块划分的方法和原则；模块接口的标准化设计方法；模块结构布局和尺寸变化时，其设计参数的相应变化规律；模块和模块接口编码的管理方法；模块组合受到的

5、各种机械性能约束；模块参数变化对模块组合的影响；模块设计参数的提取方法和取值原则；产品变型时，受影响的模块及其设计参数的变化规律等。该系统中，这些知识经过收集、归纳和整理，然后采用关联规则等方法进行挖掘分析，最后以面向对象类的函数方法(规则)形式出现，并据此建立了配置规则知识库。   1.2构建模块化配置设计知识表达模型   1.2.1对象建模技术(0bjectM0delingTechnique，0MT)   传统的产品设计知识表达方法主要有谓词、语义网络、框架、产生式规则等，这些表达方法均存在着

6、知识表达形式单一，知识的整体形象难以把握等缺点。为了克服上述不足，应用面向对象的知识表达与推理机制，根据知识的特点，采用对象建模技术，建立以对象模型为基本构成要素的模块化配置设计的知识表达模型，同时映射到关系数据库表中进行存储，能有效地实现知识的管理。   对象模型由类、属性、函数和关系组成。一个对象Object可以用5个要素来描述，即：0bject={ID；Name；ParentObject；Attributes；Functions}。其中：ID为对象唯一标识；Name为对象名称ParentOb

7、ject为对象父类；Attributes为对象属性集合；Function为对象的方法(函数)集合，通常一个对象具有若干个方法，它们构成该对象的对象方法集。对象模型的关系分为3种，即关联、聚合及继承。关联是指对于不同的类，相互间通过某些相关(同)属性的映射实现的链接关系；继承是指父类和子类之间的包含关系；聚合是指整体和构成它的不同部分之间的相互关系。   1.2.2模块化配置设计知识表达模型   以对象建模技术为基础，将面向对象的思想与公理化设计理论相结合，把公理化设计中的用户域(cR)、功能域(F

8、R)和结构域(DP)中的元素借用等效的面向对象方法的术语表示，推导出基于对象建模技术的反映产品需求一功能一结构之间映射关系的模块化配置设计知识表达模型(如图l所示)，对该模型的说明如下：   图l模块化配置设计知识表达模型   (1)把产品的总需求、总功能和整个产品结构分别定义为一个抽象的父类对象，与它们对应的子客户需求、子功能要求和子模块结构就代表一系列子类对象。   (2)假设每个设计对象(产品、模块或子模块)类都是由它的客户需求子类、功能子类和结构子类聚合而成，这3个子类都封