21世纪初,虚拟现实和信息技术的应用使机械产品设计与制造的研究方法、开发方法产生了重大变革。虚拟环境下的产品建模、设计与仿真成为产品研发中的重要部份。虚拟环境下基于知识融合的产品建模与设计方法是本文研究的主要内容。 本文从两个方面阐述了产品建模的内容:一是从现实中提取产品知识信息模型,二是提取产品可视化三维模型。成功地探讨了如何从现实中提取产品的知识模型,建立知识库,并且把相关知识映射到数据库中去,借鉴数据库管理方法来实现知识库的管理。论证了可视化实体的三维建模方法、光照模型方法、二维/三维模型获取、检索及转换。提出了基于多边形网格的三维模型获取、检索及转换的数学模型。 文章阐述了机械产品设计的手段,研究了知识融合的机理和方法。把知识融合分为二类:第一类是产品设计过程中重用知识的融合,实现方法是知识重用和嵌入。把产品设计分为重用设计和非重用设计,再把重用设计分为绝对重用和相对重用,并给出了相对重用和绝对重用的概念,分析了相似性、模型变异引起的复杂性和设计者的期望度等因素,提出了重用设计可用度,建立了数学模型。利用产品的结构与功能相似及其可用度来进行重用设计与决策,给出了重用设计的算法步骤,建立知识重用和嵌入的模型。第二类是产品设计与仿真中不确定知识的融合。针对冲突证据情况下Dempster-Shafer规则存在的不足,首次提出融合误差的概念,提出一种新的扩展组合规则,改进了Dempster-Shafer证据组合规则,提高了知识和信息融合的可靠性。首次用融合误差量化了冲突证据融合时产生的偏差。 为了实现虚拟环境下机械产品设计与仿真,采用多Agent系统来描述产品结构、推理决策和仿真。构建了知识融合的多Agent设计与仿真系统结构。给出了虚拟设计Agent和仿真Agent的工作流程。讨论了多Agent系统和产生式推理机制,分别建立了产生式的多Agent设计和仿真决策系统模型。利用该技术把知识综合起来嵌入到问题求解过程中去。分析了多Agent协作的冲突问题,用改进的证据组合规则和融合误差解决个体Agent自身证据和多Agent合作决策的双重冲