機械產品設計知識嵌入方法研究

王迎暉

摘 要：機械產品設計中，因對過往設計圖紙、模型、或是一些標準在查詢與再利用方面的不便因素，使得我們不得不對產品設計進行知識嵌入法的管理。一般在圖紙上，顯示的都是幾何構造信息，對信息的理解，對產品的要求等等方面，附加的文字說明，也只是成品性能與組裝的要點。基于這種前提下，對機械產品設計提出了知識嵌入的要求，在此要求下，我們通過本體的設計屬性，圍繞著設計過程、設計對象、組織加工等方面進行知識嵌入式設計進行研究與分析。

關鍵詞：機械產品；知識嵌入；產品設計；方法研究

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）09-0222-01

在對機械產品設計進行的數據管理中，有大量的產品開發信息需要保存下來，但這些數據管理并沒有形成系統管理，查找起來有一定困難，因此對產品設計的再利用率也隨之降低，怎樣才能對紛繁復雜的產品設計進行快捷式的查詢管理呢？相關人士在設計配置，設計規則等方面，提出了可以進行嵌入式服務的管理機制，這是一種由被動變主動的知識規則化配置，可以提高機械產品設計的重用率，相較于推送式的管理辦法，嵌入式能夠更及時準確地提供所需知識。

1 產品設計的四要素分析

通過對產品實際設計中典型特征的研究與分析，我們可以從以下五個方面進行總結：

1.1 設計知識的多源性

從產品設計角度看，設計知識的來源具有多樣性，它可以是設計規范、計算機程序、產品模型、或設計經驗、仿真試驗、客戶反饋等等，等諸如此類的信息還有很多很多，由此可見，設計知識的多源性。

1.2 設計知識的人員相關性

在產品設計過程中，設計知識會隨著人的變化而變化，無論是設計規范，還是設計經驗，都是從零開始，從無到有的，而在這一過程中，應用也好，存儲也好，產品設計都會圍繞著人而展開，且密不可分。

1.3 設計知識的過程相關性

雖然設計過程源于企業的各類信息與數據的收集提煉，再經過創新、生產的過程，但產品設計也包括對原產品的技術升級，因此，產品設計的過程都是有一定內在與外在的必然性聯系的。

1.4 設計知識的異構性

設計規范、設計手冊、產品模型、計算機程序等都屬于設計知識的來源，所有設計知識都將通過計算機進行存儲與轉換，他們會以不同形式展現著設計知識所存在的差異性。

1.5 設計對象的穩定性

設計對象即指我們最終所要生產的產品或零部件，在設計一個產品時，人員可以變，設計方案可以變，但設定的產品本身是不可變的，它具有一定因素上的相對穩定性。

通過對產品設計五方面的特征分析，我們可以總結出設計階段的四要素：設計過程、設計人員、設計對象、知識對象。這四個要素之間有著一定的聯動關系，通過對它們進行知識嵌入，將會大大提高知識的重用率。

2 本體模型的知識嵌入

在進行知識嵌入的過程中，首先我們要滿足設計任務與設計人員所需的大量知識源的提供，這里有兩種嵌入方法推薦：一種是自定義知識嵌入，是通過組織人員的經驗與實踐，在模板設計初始階段，指定具體知識對象，當正式進入設計過程后，設計人員將自動接收相關產品知識；另一種是推送式知識嵌入，是由與本體相關的組織結構，組織對象與任務對象等，在設計過程中將產品知識推送給設計人員。

目前，機械工程領域通過四要素的分析與定義，以本體知識嵌入為核心設計，劃分出四大本體：設計過程本體、設計組織本體、設計對象本體與知識對象本體，在此四大本體中，因知識對象存在著異構性特征，又將其細劃為：描述性知識、方法性知識、結構性知識、手冊性知識、過程性知識與判斷性知識六類。此外，知識對象本體中細劃的內容也是設計對象本體與設計過程本體中的一部分，知識對象的集合式管理被稱為知識單元，而執行與管理設計過程被稱為設計向導。四個本體之間相互關聯，主要可起到以下作用：首先，可以記錄設計過程知識，對設計過程中的組織部門、工作組、人員等相關知識進行描述定義；其次，對設計過程中的設計向導、設計任務、設計活動，提供人員相關知識的嵌入支持；最后，是根據向導模型、設計任務等與設計對象之間的相關特點，對設計對象進行相關知識的追蹤與重用方面的支持。

3 基于本體的知識嵌入機制

設計過程中，既能向設計人員提供知識的嵌入與推送，又能對知識嵌入進行有效管理，這是由控制模型的主要運行原理決定的：首先，需要定義出模型的知識嵌入方式，可通過知識流配置器形成配置條件集；其次，將任務信息、配置條件集與知識單元生成匹配集，再將其擴展生成匹配條件集；最后將匹配集與知識單元內的知識記錄嵌入到設計任務中，供設計人員使用。

4 結語

機械產品設計的知識嵌入法是基于本體設計過程、設計組織、設計對象與知識對象為基本要素的前提下建立起來的，通過本體概念表示、語義表示等優勢，將產品設計過程進行知識嵌入與推送，可大大縮減信息檢索過程，并有效利用其準確性，提高了知識資源的利用率。

參考文獻

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