论文部分内容阅读
本文研究构建一个基于知识的概念创新设计系统,作为一个概念设计构件兼容于国家863计划支持的三维CAD(Computer Aided Design)及产品创新设计系统。该系统通过表示模型及转换接口与三维CAD专项核心构件层交互。构造系统的CAD表示模型,重点实现创新技法模拟的创新设计工具,构建面向用户的三维模型表现及应用层。开发适用于产品创新设计的知识支持软件,包含创新设计方法、产品设计知识库、产品评价子系统、产品的协同设计等主要功能模块。本系统可作为知识支撑层集成于概念创新设计系统,也可作为三维CAD专项的软构件,以及作为面向轻工业产品的概念创新设计系统。本文,首先研究了推理的主要机制,并针对案例推理的不足,修改和扩展知识库矩阵和相似度计算公式,提出了基于实例的改进的最近邻推理算法RF-KNN和一个基于旋转不变性产品零件参数的算法RRF-KNN。其次,引入子空间算法对产品知识库中的手机零部件进行了评价估计,对不同类形和同一款式的手机,参考广泛应用于通讯信号处理的MUSIC(multiple signal classification)、ESPRIT (Estimating signal parameters via rotational invariance techniques)算法及冗余预编码算法,提出改进的MUPC (multiple parts classification)算法和EPPRIT(Estimating parts parameters via rotational invariance techniques)算法。再次,设计了概念创新设计系统框架,对系统的各个模块和功能进行了设计和实现,把概念创新设计系统设计成一个基于PDM框架的、多层的系统模型。系统由PDM(Product Data Mangement)框架层、配置模型层、模糊推理层、I_DEAS和CIDS(Conceptual Innovation Design System)集成层、面向服务的概念模型层、设计评价层、个性化图形用户接口和协同设计层等组成。最后,建立了一个协同设计环境,提出了一个基于Web用VRML(Virtual Reality Mark Language)/X3D定义几何物体的协作设计环境,用一个通用的通讯平台去交互,可采用I_DEAS三维造型软件做造型服务器,转换为VRML模型后与协作环境交互,并用提出的通用协作设计软件诠释了产品的应用设计过程。本文的工作主要创新包括如下的四个方面:1)研究了推理的主要机制,并针对案例推理的不足,修改和扩展知识库矩阵和相似度计算公式,提出了基于实例的改进的最近邻推理算法RF-KNN和一个基于旋转不变性产品零件参数的算法RRF-KNN。2)基于子空间估计理论的研究,提出了MUPC算法和EPPRIT算法。3)提出了基于知识的概念创新设计系统的整体设计方案,系统包括PDM框架层和它的缓冲池、与PDM和ERP的集成层、配置模型层、功能模型层、模糊推理层、与I_DEAS等CAD软件的集成层、面向服务的概念设计模型层、设计评价层和计算方法层等。4)建立了一个基于Web用VRML/X3D定义几何物体的协作设计环境,可采用I_DEAS三维造型软件做造型服务器,转换为VRML模型后与协作环境交互。