在全球资源日益紧张的今天，结构轻量化研究得到越来越多的关注，我国从20世纪90年代将轻量化设计技术引入工程机械领域，随着轻量化技术的不断发展，国内各高校和企业在减少材料消耗、减少环境污染、提高材料利用率、提升工程机械性能以及提高利润和国际竞争力等方面取得了很好的成果。目前，国内的轻量化设计主要是以几何模型为主的传统CAD优化设计，在设计过程中缺乏对轻量化设计知识和经验的有效归纳和整理，没有实现知识的共享和重用等，导致产品发展较慢、缺少核心竞争力。因此，基于知识重用的轻量化设计方法对于提高工程机械产品的轻量化设计水平具有重要的意义。　　本文从解决工程机械轻量化设计知识管理的难题出发，分析了轻量化设计知识的特点和分类，研究了轻量化设计的过程，建立了面向工程机械轻量化设计的知识库系统模型。以实际应用为目的，对轻量化设计知识管理系统的功能需求和关键技术进行了全面的研究，并以装载机的工作装置为例说明了轻量化设计知识管理系统的工作原理。主要研究内容包括以下几个方面:　　1、针对装载机的特点，确定装载机适合轻量化的零部件，基于TRIZ（发明问题解决理论）方法等确定可以使用的轻量化方法。　　2、寻求适合于工程机械轻量化设计知识特点的知识处理技术是知识库研究的关键，本文结合轻量化设计领域知识的特点提出用面向对象表示法表示产品实例和经验知识，并研究了面向对象表示法在数据库上的实现技术。　　3、本文研究了知识获取的方法和流程，提出了知识库系统的知识获取方法，并对知识库的管理进行了探讨，主要内容包括:知识的一致性、完备性、冗余性检测，以及知识的增加、修改、删除、浏览和评价等。　　4、本文结合工程机械轻量化设计的流程，分析了知识检索和知识推理的策略和流程，提出了CBR（基于实例的推理）和RBR（基于规则的推理）相结合的集成推理模型，并应用于工程机械的轻量化设计。　　5、本文针对知识库系统与其他系统的集成，阐述了知识库系统与CAE软件的结合、PDM（产品数据管理）数据交换技术、数据库开发和访问技术，以及与专利创新系统和经验知识管理平台的集成。　　6、作为研究的说明和验证，本文以装载机的工作装置为例，详细的阐述了轻量化设计知识管理系统的工作原理，说明了知识库的结构组成和设计知识在系统中的应用，最终实现工作装置的轻量化设计。