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当代产品创新设计的本质是知识的创新,而在现实世界中,知识和信息是极其丰富的,对于创新设计者来说,真正稀缺的是有意义地使用现有知识的能力,即应用知识实施技术创新的能力。知识工程涉及到知识的获取、处理、表达、组织、存储、共享、重用等诸多相关活动,涉及到人与计算机的交互作用。重点研究方向是研究如何应用现代创新理论,充分关联信息和知识,最大限度地获取、表达和重用知识,实现基于知识的创新。 将知识表达应用在产品创新设计过程中,可以将设计中遇到的原始问题通过控制论中的同构或同态变换转化为可求解的同构或同态问题,以便更明确、更简洁地表达知识,易于问题求解。因此,能否从循环往复的设计过程中提取有意义的知识,将其用自然语言表达翻译成计算机能够识别的形式,能否有效地对知识进行检查、修改、增删,并将修改过程对已有知识的内容和结构所产生的干扰降到最低,能否使设计者快速准确的定位并使用现有知识,在设计过程中获取创新思维,这些都是知识表达乃至人工智能研究的困难所在同时也是真正现实意义所在。 本文分析了现有常用知识表达方法的优势和劣势,指出了本体论在创新设计知识表达中的优越性。构建由用户层、描述层、本体层、存储层组成的创新设计知识表达模型。阐述了效应知识由功能信息和输入流输出流所为索引项,功能信息用行为、对象、参数三元表示的表达方法。设计并搭建了支持复杂功能设计创新知识本体库结构,对其中各个类集中的概念和术语进行了详细的定义。提取了本体库中用于描述效应知识、表达功能信息以及支持语义层面拓展的三类本体关系,通过本体库中的多种形式知识协同表达创新知识的概念和内涵,并以分布式的OWL语言将本体库实例化。最后,阐述了基于本体论的创新设计流程并实现了创新设计知识推荐系统原型将知识智能化、规范化的展现给设计者,从而使设计者高效率的获取、管理和使用现有知识,直观有效的完成创新设计过程。