数据驱动的产品概念设计知识服务模型构建

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1、〔据驱动的产品概念设计知识服务模型构建战洪飞金军合张鵬宁波大学机械工程与力学学院为了能够满足消费者的个性化需求，提高产品概念创新设计阶段的设计效率和水平，同时提升设计阶段的创新能力。本论文构建了数据驱动的产品概念设计创新知识服务模型，该模型基于产品的评论数据和专利数据等，运用文本挖掘和聚类分析等技术，向产品的设计者提供相应的知识服务，进而对设计过程提供相应的辅助支撑。最后，本文用实例验证该模型的有效性。关键词：数据驱动;产品概念设计;知识服务;基金：国家自然科学基金（No.71671097）TheConstructionofKnowledg

2、eServiceModelBasedonData-drivenProductConceptualDesignLINYuanyuanZHANHongfeiYUJunheZHANGGuihaiFacultyofMechanicalEngineeringandMechanics,NingboUniversity;Abstract：Inordertomeettheindividualneedsofconsumers,increasetheefficiencyandlevelinthestageofproductdesignandinnovation

3、,andimprovetheinnovationabilityofdesignstage.Thispaperconstructsainnovationknowledgeservicemodelofproductconceptualdesignbasedonthedatadriven.Themodel,onthebasisofreviewdataandpatentdata,usingtextminingandclusteringanalysistechnology,providesrelevantknowledgeservicetothede

4、signersofproductsandthecorrespondingauxiliarysupporttothedesignprocess.Finally,anexampleisgiventoverifythevalidityofthismodel.Keyword：data-driven;productconceptualdesign;knowledgeservice;1引言随着市场上企业之间竞争的日益加剧，及消费者的个性化需求日益强烈，企业要想在激烈的竞争屮取得优势，就必须能够将消费者个性化需求融入到产品的设计过程中，以最快的速度、最低

5、的成本提供质量最好的产品。又因为在产品的设计过程中，概念设计是产品设计的重要阶段，它是直接影响产品功能的创造、功能的分解以及功能和子功能的结构设计等环节。因此，提高在概念设计阶段的设计效率和创新水平对提高整个设计过程的效率和价值有重要的意义。在产品的创新设计及面向产品的个性化需求方面，已有学者进行丫大量的研究工作。学者孙厚朝U1对模块化配置设计问题进行了详细研宂，并表示模块化设计对提高产品的设计效率有很大的帮助，在未来的应用中将会起到重耍的作用。延鹏m针对客户需求分析的产品配置问题，结合质量功能配置方法和基于规则推理的方法，提出了一种客户需

6、求映射方法。邓鹏m等针对客户多类型客户需求下的模块化产品配置设计，给出丫产品配置设计系统的框架结构。韩煜东ui为了在产品配置中满足客户感性需求的目标，提出了在感性需求和功能需求双重驱动下的产品模块化配置方法。P.P.Wang等在分析客户需求的基础上，提出了基于需求聚类方法来识别客户的价值需求，建立了产品服务的模块化体系，提出了基于本体建模的产品服务配置方法。杨艳华等人为了准确获得满足需求的结构方案，提出丫需求/结构映射的灰关联相似性匹配与求解方案。杨波m等人在功能描述方法分析的基础上，提出了一种对功能进行扩展建模的方法，该方法避免了功构映射

7、过程中功能关联图出现组合爆炸，同时也避免了在概念化设计阶段使用常规机构而过早地限制住产品结构形式的缺陷。郭钢［8］等人为了解决传统功能模型由于缺乏形式语义，进而很难利用计算机在功能空间中进行有效的推理，所以将基于描述逻辑的形式语义及其推理模型引入产品功能模型。金熙哲m基于功能-行为-结构映射的机构系统概念设计模型，建立了整个工艺动作过程的动作方案，集屮寻求最优化有效工作时段动作方案的评价规则、数学模型和求解方案，同时给出了实例验证。陈正水基于机械系统“输入一输出流”转换的功能表达方法提出了机械执行系统功能知识扩展方法，把机械执行系统的抽象功

8、能转化为可操作的具体形式。朱炜UU为能够设计出符合用户需求的产品，提高设计的效率并缩短开发周期，提出了一种应用案例知识进行产品创新设计的方法。从国

9、Aj外学考的研宂看，大部分学考