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[关键词]产品设计中，当设计者在面临一新的设计任务时，会思考以前有无该类设计的相关经验，或者有无类似设计的相关实例，如果存在这样的经验或实例，那么，在设计过程中，就可以参考这些已有的设计经验或实例进行新的设计，这就是设计重用。
关键词：机械产品；设计重用；意义；应用
中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）31-0062-01
1、设计重用的意义
1.1 从产品角度来讲，现代产品越来越复杂，产品所包含的信息，如概念、工艺、功能等也越来越多，尤其是一些大型复杂机械产品。但是，经研究发现，绝大多数新产品开发中，40%是重用过去的零部件设计，40%只是对现有零部件稍做修改，完全创新的设计仅占20%，对于一企业内的产品而言，其中约20%的零件是标准件，约70%的零件是相似件，只有约10%的零件是专用件，这些来自于产品零件结构方面；另外还有一些设计工作（概念设定、详细设计、工艺设计等）中也存在可重用的设计信息。如果在新产品的开发中能充分利用这些设计资源，便可大大缩短新产品开发时间，提高设计效率。
1.2 从企业角度来讲，当今企业面临的是大规模定制的生产模式，而大规模和定制是两种矛盾的制造模式，企业一方面要满足客户需求的多样性，另一方面又要尽量使生产成本和效率接近于大规模生产方式的成本和效率，而制造技术高度的发达，使企业必须从以产品为中心转向以客户为中心。
1.3 对于企业的设计人员或设计部门来说，通过建立企业规范化的设计重用系统，可实现设计师个人经验与知识的集成与分享，一方面可以提高新产品的设计效率，另一方面由于设计重用系统的支持，设计师可以将更多的精力投入到设计的创新中来，其开发能力和创新能力将得到极大提高；另外通过设计重用的利用，可以使企业的设计知识与经验得以继承，防止因人员流失等原因而造成的知识资源流失，同时也有利于培养设计新人，使新手迅速成长该设计行业专家。由此可见，产品设计重用技术是提高制造企业综合竞争能力，特别是产品快速创新设计能力的有效途径。英国剑桥大学形容可重用设计资源是新产品开发的金矿，提出“不用再发明的创新”思想，强调设计资源重用对实现产品创新设计的重要意义；美国著名的市场与行业调研公司AberdeenGroup在其2007年设计重用现状调查报告中指出，重用已有设计可以使整个产品开发周期缩短80%，报告对设计重用在提高产品设计效率、保证产品质量、降低产品成本、提高设计产品的可预知性等方面所起到的重要作用表示一致肯定。产品设计重用已成为当前设计研究中的一个重要课题。
2、设计重用建模
创新设计应充分发挥设计者的创造性想象及才能，利用有关自然知识及技术原理来进行创新构思，其实践活动的目的是设计出具有新颖性和先进性的产品。机械产品设计实践表明，设计中用到的多是已有的零部件、产品或是对其少量的修改后的应用，由此带来极大的方便。基于机械产品模型的设计重用研究是根据当前设计的设计状态检索已有设计方案的资源，获得可重用信息以建立该设计状态与后续设计状态的映射，重用对象不应仅局限于设计本身，还应该包括设计过程中获得的所有知识与信息，如；CAD数据、技术说明书、成功的经验、失败的教训等。只有建立了完整的设计重用模型才能实现正确的重用。
2.1 支持库
支持库是基于设计重用建模的重要组成部分，也是设计重用的基础内容。它的主要功用是通过对现有资源实施标准化管理以支持产品设计本身及产品设计过程。通过建立完善的支持库系统，使支持库内容丰富、共享、继承并不断扩展，设计重用得以较好地实现。其中设计经验教训包括实例库、教训库及评价库。实例库是组成设计支持库的重要部分，是实现设计经验重用模型的基础。实例库的主要作用是为设计重用子系统提供已有的实例、接受并添加新实例；也包含对设计意图、原理等重用信息建模的产品设计物理模型。教训库主要接受设计重用失败案例，对再处理也无法使用的案例提交教训库备案以便于设计人员借鉴、避免犯重复性的错误。评价库的主要功能是接受“专家”对新实例的有关评价，其评价案例存入评价库后作为当前设计经验的一部分供设计人员参考。设计过程信息、设计理性信息及产品数据信息等含于设计过程库中，以便更好的实现设计过程中设计条件与设计意图的匹配。支持库采用了关系型数据库管理，能准确地对设计经验教训及设计过程进行检索，通过对支持库进行标准化处理研究，为实施设计重用循环过程提供良好的保障。
2.2 设计重用子系统
设计重用子系统通过对现有资源的充分利用、遵循一定的设计约束及规则、生成满足当前设计重用需求的新实例，对成功案例、失败案例分别实施有关评价及标准化处理，并通过与其它系统的交互使设计经验教训内容不断丰富完善，其研究成果对合理利用企业资源起桥梁作用。设计重用子系统包括对象检索子系统、实例重用建模子系统、实例对象生成子系统、实例评价子系统等四大部分，其各部分的功能特点分别介绍如下：
（1）对象检索子系统
对象检索子系统的主要任务是从支持库中查找满足当前设计需求的重用对象。对于设计领域提出的资源要求经重用交互界面规范化后，对象检索子系统以支持库为基础查找相关的对象，通过实例重用建模子系统生成所需要的实例。对支持库的检索采用了主关联库（子实例库的搜索方法，对象检索子系统必须通过子实例库找到包含部件或零件的较为完整的信息。
（2）实例重用建模子系统
实例重用建模系统的功用是利用对象检索系统提供的对象并遵循装配约束要求生成所需的新实例，类似于对象组装过程。通过对象组装成案例后要进一步判断生成是否为所需要的实例。实例重用建模子系统对生成的重用对象以经验教训总目录的形式提交给支持库并把重用失败案例提交实例对象生成子系统处理。
（3）实例对象
生成子系统实例对象生成子系统接受实例重用建模子系统的检索结果，并与支持库及实例评价子系统等交互进行。实例对象生成子系统接受的检索情况可以分为三种情况：直接重用、修改后重用和重用失败。
直接重用：若检索结果不为空，即在支持库中找到与实例重用建模子系统所需的匹配对象可作为直接重用对象。直接重用对象需经标准化处理方可存入支持库，并作为当前重用实例被应用。
修改后重用：对检索到的对象进行适当的修改使之满足当前的设计要求成为重用对象，即修改后重用。修改后重用对象同样需经标准化处理方可存入设计支持库、并作为当前修改后重用实例被应用。
重用失败：若经修改仍不能满足当前的设计要求，即重用失败。表明现有的支持库资源缺少匹配的对象而不能支持设计重用，则要进行初始设计。
实例对象生成子系统把重用对象及重用失败案例经标准化处理后分别提交经验库和教训库，同时把重用对象提交实例评价子系统进行专家评价。
（4）实例评价子系统
实例评价子系统从专家的角度对生成的新实例进行相关评价，其评价案例存入支持库的评价库并作为当前的设计经验提供给设计人员作为借鉴。设计重用建模力求对传统产品设计方法进行创新，通过支持库、设计重用子系统的研究全面支持可视化程序设计，实现人机交互；具有多库协同设计的特点，便于设计经验教训丰富、扩充；支持装配体、部件与零件间的动态组装及相应的约束关系，设计人员可以在设计过程中动态改變零、部件的组装结构，使其对可视化编程的支持程度更高。
3、结束语
总之，机械产品设计重要应用十分广泛，在进行设计过程中，要充分发挥设计重用的作用，提高设计效果。
参考文献
[1] 王冬梅，殷国富，徐蕾.基于设计重用的机构计算机辅助设计研究[J].机械设计与制造，2016（17）：20.
关键词：机械产品；设计重用；意义；应用
中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）31-0062-01
1、设计重用的意义
1.1 从产品角度来讲，现代产品越来越复杂，产品所包含的信息，如概念、工艺、功能等也越来越多，尤其是一些大型复杂机械产品。但是，经研究发现，绝大多数新产品开发中，40%是重用过去的零部件设计，40%只是对现有零部件稍做修改，完全创新的设计仅占20%，对于一企业内的产品而言，其中约20%的零件是标准件，约70%的零件是相似件，只有约10%的零件是专用件，这些来自于产品零件结构方面；另外还有一些设计工作（概念设定、详细设计、工艺设计等）中也存在可重用的设计信息。如果在新产品的开发中能充分利用这些设计资源，便可大大缩短新产品开发时间，提高设计效率。
1.2 从企业角度来讲，当今企业面临的是大规模定制的生产模式，而大规模和定制是两种矛盾的制造模式，企业一方面要满足客户需求的多样性，另一方面又要尽量使生产成本和效率接近于大规模生产方式的成本和效率，而制造技术高度的发达，使企业必须从以产品为中心转向以客户为中心。
1.3 对于企业的设计人员或设计部门来说，通过建立企业规范化的设计重用系统，可实现设计师个人经验与知识的集成与分享，一方面可以提高新产品的设计效率，另一方面由于设计重用系统的支持，设计师可以将更多的精力投入到设计的创新中来，其开发能力和创新能力将得到极大提高；另外通过设计重用的利用，可以使企业的设计知识与经验得以继承，防止因人员流失等原因而造成的知识资源流失，同时也有利于培养设计新人，使新手迅速成长该设计行业专家。由此可见，产品设计重用技术是提高制造企业综合竞争能力，特别是产品快速创新设计能力的有效途径。英国剑桥大学形容可重用设计资源是新产品开发的金矿，提出“不用再发明的创新”思想，强调设计资源重用对实现产品创新设计的重要意义；美国著名的市场与行业调研公司AberdeenGroup在其2007年设计重用现状调查报告中指出，重用已有设计可以使整个产品开发周期缩短80%，报告对设计重用在提高产品设计效率、保证产品质量、降低产品成本、提高设计产品的可预知性等方面所起到的重要作用表示一致肯定。产品设计重用已成为当前设计研究中的一个重要课题。
2、设计重用建模
创新设计应充分发挥设计者的创造性想象及才能，利用有关自然知识及技术原理来进行创新构思，其实践活动的目的是设计出具有新颖性和先进性的产品。机械产品设计实践表明，设计中用到的多是已有的零部件、产品或是对其少量的修改后的应用，由此带来极大的方便。基于机械产品模型的设计重用研究是根据当前设计的设计状态检索已有设计方案的资源，获得可重用信息以建立该设计状态与后续设计状态的映射，重用对象不应仅局限于设计本身，还应该包括设计过程中获得的所有知识与信息，如；CAD数据、技术说明书、成功的经验、失败的教训等。只有建立了完整的设计重用模型才能实现正确的重用。
2.1 支持库
支持库是基于设计重用建模的重要组成部分，也是设计重用的基础内容。它的主要功用是通过对现有资源实施标准化管理以支持产品设计本身及产品设计过程。通过建立完善的支持库系统，使支持库内容丰富、共享、继承并不断扩展，设计重用得以较好地实现。其中设计经验教训包括实例库、教训库及评价库。实例库是组成设计支持库的重要部分，是实现设计经验重用模型的基础。实例库的主要作用是为设计重用子系统提供已有的实例、接受并添加新实例；也包含对设计意图、原理等重用信息建模的产品设计物理模型。教训库主要接受设计重用失败案例，对再处理也无法使用的案例提交教训库备案以便于设计人员借鉴、避免犯重复性的错误。评价库的主要功能是接受“专家”对新实例的有关评价，其评价案例存入评价库后作为当前设计经验的一部分供设计人员参考。设计过程信息、设计理性信息及产品数据信息等含于设计过程库中，以便更好的实现设计过程中设计条件与设计意图的匹配。支持库采用了关系型数据库管理，能准确地对设计经验教训及设计过程进行检索，通过对支持库进行标准化处理研究，为实施设计重用循环过程提供良好的保障。
2.2 设计重用子系统
设计重用子系统通过对现有资源的充分利用、遵循一定的设计约束及规则、生成满足当前设计重用需求的新实例，对成功案例、失败案例分别实施有关评价及标准化处理，并通过与其它系统的交互使设计经验教训内容不断丰富完善，其研究成果对合理利用企业资源起桥梁作用。设计重用子系统包括对象检索子系统、实例重用建模子系统、实例对象生成子系统、实例评价子系统等四大部分，其各部分的功能特点分别介绍如下：
（1）对象检索子系统
对象检索子系统的主要任务是从支持库中查找满足当前设计需求的重用对象。对于设计领域提出的资源要求经重用交互界面规范化后，对象检索子系统以支持库为基础查找相关的对象，通过实例重用建模子系统生成所需要的实例。对支持库的检索采用了主关联库（子实例库的搜索方法，对象检索子系统必须通过子实例库找到包含部件或零件的较为完整的信息。
（2）实例重用建模子系统
实例重用建模系统的功用是利用对象检索系统提供的对象并遵循装配约束要求生成所需的新实例，类似于对象组装过程。通过对象组装成案例后要进一步判断生成是否为所需要的实例。实例重用建模子系统对生成的重用对象以经验教训总目录的形式提交给支持库并把重用失败案例提交实例对象生成子系统处理。
（3）实例对象
生成子系统实例对象生成子系统接受实例重用建模子系统的检索结果，并与支持库及实例评价子系统等交互进行。实例对象生成子系统接受的检索情况可以分为三种情况：直接重用、修改后重用和重用失败。
直接重用：若检索结果不为空，即在支持库中找到与实例重用建模子系统所需的匹配对象可作为直接重用对象。直接重用对象需经标准化处理方可存入支持库，并作为当前重用实例被应用。
修改后重用：对检索到的对象进行适当的修改使之满足当前的设计要求成为重用对象，即修改后重用。修改后重用对象同样需经标准化处理方可存入设计支持库、并作为当前修改后重用实例被应用。
重用失败：若经修改仍不能满足当前的设计要求，即重用失败。表明现有的支持库资源缺少匹配的对象而不能支持设计重用，则要进行初始设计。
实例对象生成子系统把重用对象及重用失败案例经标准化处理后分别提交经验库和教训库，同时把重用对象提交实例评价子系统进行专家评价。
（4）实例评价子系统
实例评价子系统从专家的角度对生成的新实例进行相关评价，其评价案例存入支持库的评价库并作为当前的设计经验提供给设计人员作为借鉴。设计重用建模力求对传统产品设计方法进行创新，通过支持库、设计重用子系统的研究全面支持可视化程序设计，实现人机交互；具有多库协同设计的特点，便于设计经验教训丰富、扩充；支持装配体、部件与零件间的动态组装及相应的约束关系，设计人员可以在设计过程中动态改變零、部件的组装结构，使其对可视化编程的支持程度更高。
3、结束语
总之，机械产品设计重要应用十分广泛，在进行设计过程中，要充分发挥设计重用的作用，提高设计效果。
参考文献
[1] 王冬梅，殷国富，徐蕾.基于设计重用的机构计算机辅助设计研究[J].机械设计与制造，2016（17）：20.