随着市场竞争的日益加剧和产品需求的多样化,促使各类产品的结构和功能越来越复杂,开发和设计产品的技术含量也越来越高,导致企业在产品设计成本、开发周期等方面面临巨大压力。以成熟的设计产品和设计方案为基础的变型设计方法,能够快速地响应不断变化的市场,缩短产品设计周期,降低企业开发成本,提高产品质量。通过对成熟产品的变型设计,能最大程度地重用企业自身已有的资源。若是要实现变型设计,则需要一种知识体系作为支持来描述产品的所有信息。由于专家从计算机系统中能够获得的决策支持与新手设计师获取的支持有很大不同,后者只掌握了产品设计的一些基本知识,需要从系统中获得更多的知识,但很少基于知识的计算机系统能够认识到这种差异并提供适当的变型设计决策支持。现如今,工程系统的设计越来越被认为是一个决策过程,设计师的主要决策作用之一就是帮助做出正确的决策。因此,通过为专业设计师和用户提供一定的决策支持,设计人员可以加快产品的设计过程并有效的促进创建高质量,高性价比的设计。决策过程是一个复杂的知识密集型过程,知识在加速决策过程和影响产品设计决策方面发挥着重要作用。本课题将工程设计中的设计决策技术应用到产品变型设计中,为变型设计中的决策设计提供知识层面的决策支持,向不同知识水平的用户和设计人员提供适当的变型设计决策支持,通过对三维软件的设计和开发,使得设计人员能够根据客户要求完成各种变型设计,极大程度上提高了产品的设计效率,减少了重复性设计,为更多的企业节约了相关产品的设计和开发成本,缩短了相关产品的三维软件设计和开发周期。本文主要讨论和研究的内容及重点如下:(1)基于本体设计决策的变型设计理论框架。为了在具体的产品变型设计过程中为产品设计人员在宏观上做出有效的决策,同时提供有效的决策支持,本文采用了设计决策的方法对具体的产品变型设计问题进行决策,提出了基于本体设计决策的变型设计理论框架。该框架首先从宏观上对产品变型设计过程中存在的决策知识进行描述,然后通过利用决策支持问题技术(包括选择决策支持问题技术、妥协决策支持问题技术及耦合决策支持问题技术)的方法来构建基于本体的变型设计决策知识模板,在有限的信息条件下对已知产品信息进行决策,最后通过本体对产品决策知识进行表示,便于设计人员对变型设计知识和决策知识的系统化管理与应用。该理论框架从知识层面对产品的变型设计实现提供了理论支持。(2)基于本体的变型设计知识表达。对于基于本体设计决策的变型设计中,对知识的合理分类能有效的加强知识的管理和重用。因此,对变型设计过程中所产生的知识进行分析,构建一种通用的产品知识模型,能够面对各类复杂产品的知识管理。同时基于本体对知识模型进行表达,要满足设计决策和变型设计要求,同时要有一定的通用性。设计规则需要有效的管理和重用,用于知识推理过程。最后以电站锅炉风门对知识模型进行验证。(3)面向知识的设计决策。以先前建立的决策知识模型为基础,针对设计人员在产品变型设计过程中存在的各种设计问题和决策问题,构建一个通用的设计决策模板用于对产品知识的综合决策,能够对不同类型的产品设计知识进行有效的综合决策,最终实现产品参数的自动化更新以快速完成产品的变型设计。最后以某型可调节二轴电站锅炉风门为例,对变型设计决策模板的可靠性和实用性进行验证。(4)基于设计决策的变型设计方法研究。通过基于相关产品知识驱动的设计决策模板,以客户定制产品直接驱动的主参数(即定制产品的类型和关键参数)为自变量,以定制产品间接驱动的主参数(即产品的其他参数)为因变量(函数值)的一种参数驱动机制。当客户对定制产品的要求变化时,所需要获取的产品类型和关键参数也随之变化。根据产品类型和实时变化的关键参数大小为基础,通过利用参数驱动机制调整实体模型的尺寸与约束条件,计算机自动生成新设计产品的类型和尺寸链,实现设计人员对产品不同类型设计知识的自动更新。(5)变型设计系统的设计与实现。基于SolidWorks,开发了基于本体设计决策的变型设计系统,并对系统进行概述及对其功能进行描述。以某型可调节二轴电站锅炉风门为例对该系统进行验证说明。