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本文的研究成果是在上海科教兴市重大产业科技攻关项目“华普汽车有限公司‘海域MB’自主车型整车开发知识管理系统”、国家自然科学基金(50575142)“网络环境下的多学科协同设计理论与方法研究”和中国博士后科学基金项目(20060400646)“协同设计中参数鲁棒优化理论和方法研究”以及以前其它项目研究成果的基础上取得的,还与中国航天科技集团委托项目(2007XXX)“支持XXX型号产品开发的知识管理技术研究”密切相关。同时,将博士阶段的研究工作进行拓展,并与在站期间的研究项目密切结合。
在市场要求产品设计快速化的今天,对产品设计和开发知识的有效管理能力已成为影响企业能否获得或保持竞争优势地位的关键因素。本文以面向产品全生命周期支持汽车快速开发的知识管理技术为主线,系统研究了相关理论、方法和关键技术,并针对汽车企业整车开发的特点,研究了面向客户需求基于知识的汽车整车配置方法,并开发了相应系统,证明了方法的准确性和先进性。
第一章论述了课题的研究背景,以及知识工程和知识管理的研究现状。
第二章针对汽车市场个性化定制的要求,提出基于聚类分析和联合分析的需求分析方法;并提出基于粗糙集的需求不确定性信息处理等方法实现对己获取的各种客户需求信息进行分析,将模糊的、不确定的客户需求转化为可以通过实例库进行检索的精确的需求参数,从而为基于知识的整车开发奠定基础。
第三章针对整车开发过程特点提出知识获取框架,在模糊-粗糙集理论的基础之上提出了针对整车开发过程仿真分析结果的知识获取算法,发现分析结果中蕴含的隐性知识,并通过实例说明方法的实现过程;同时,针对整车制造过程的流程控制实例知识和制造过程工艺知识的特点,建立基于框架的实例知识表示方法和基于本体的制造过程知识表示方法,实现对整车开发过程知识的建模。
第四章研究基于BOM多视图映射的整车开发信息集成方法。研究基于转换表的BOM多视图映射方法,形成一套系统的BOM建模及映射过程的体系;研究基本映射的分类、复合映射的处理、主函数和操作函数的建立及运行等算法;实现不同系统间的集成,并且不同BOM之间互为源视图及目标视图,任意BOM间的双向映射;并给出CAX/FDM/ERP系统集成的数据结构。
第五章针对整车开发中对信息集成和知识集成的需要。研究基于集成的知识管理方法,并开发相应的系统。在整车开发过程中基于对PDM与ERP系统的信息集成,一方面对映射所得的数据及其他的非表单类数据添加语义,使数据成为具有表示能力的知识:另一方面,对整车开发过程中获取的各类知识通过本体语言实现形式化的表达;然后针对基于集成的知识管理系统的关键模块进行功能开发,包括知识地图、知识检索及知识推送等,为基于知识的整车开发提供保障。
第六章在前几章对客户需求和整车开发知识获取、表示、分析和管理的基础之上,研究如何将已经明确的大批量的客户需求及整车开发知识在整车配置中得以应用,以及如何有效组织汽车整车的配置知识库(主要包括实例库与规则库);研究基于知识的整车配置开发流程;实现面向客户需求基于知识的整车开发配置。
第七章研究汽车后市场体系与基于知识的汽车配置模型的结合过程,在后市场的基础上建立与配置相关的配置模型;构架了基于可拓模型的汽车整车产品平台。对后市场汽车整车产品结构进行按可拓学理论进行分类,根据后市场中提取的客户的定制可能性、汽车整车配置单元的功能、维修度对汽车整车产品进行模型建立产品平台;并且对整车模型及配置项属性进行了描述。
第八章本章主要以华普汽车有限公司的“海域MB506”新车型开发为例,实现并验证了以上各章的内容。
第九章,总结了作者在站期间的研究工作。