[发明专利]产品功能基因建模系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于产品设计技术领域，涉及一种产品功能基因建模系统，同时涉及一种产品功能基因建模方法。

背景技术

近年来，随着人工智能被不断引入到设计领域，产品设计逐步朝着智能化的方向发展，对智能设计的研究也越来越受到人们的关注。智能设计主要包括两大任务：第一，建立设计知识模型；第二，开发计算机应用软件系统来实现这一模型。知识建模是实现智能设计的基础和关键，然而，如今的产品功能基因建模方法还无法运用XML和矩阵表述建立产品零件的进化推理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种产品功能基因建模系统，可解决现有技术的不足之处。

另外，本发明还提供一种上述产品功能基因建模系统的建模方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种产品功能基因建模系统，所述系统包括：

行为描述单元，用以描述产品间零件的功能性关系，产品间零件的功能性关系包括咬合、连接、平移、旋转、固定位置、覆盖、装配条件、润滑中的一种或多种；

总功能确定单元，用以分析用户提出的功能要求，抓住总设计任务的核心，得出产品的设计需求；通过对设计需求的分析与总结，建立产品的需求模型；从需求模型出发，抽象出此产品的总功能；

总功能分解单元，将总功能分解为若干简单的子功能，并通过对简单子功能问题的求解和对这些解的有机组合来求出总功能的解；

FTML文档读取单元，用以读取产品功能的FTML文档；

功能元矩阵转换单元，用以将得到的FTML文档转换成功能元目标矩阵M；

矩阵调整单元，从已有的产品实例库里面取出与功能元目标矩阵M阶数相同的矩阵Bi，所述矩阵调整单元用以通过迭代算法对矩阵Bi做调整，使其更接近功能元目标矩阵M；

FTML文档转换单元，用以将调整后的矩阵转换为相应的FTML文档，得到设计产品功能的完整FTML文档。

一种产品功能基因建模方法，所述方法包括：

总功能确定步骤，分析用户提出的功能要求，抓住总设计任务的核心，得出产品的设计需求；通过对设计需求的分析与总结，建立产品的需求模型；从需求模型出发，抽象出此产品的总功能；

总功能分解步骤，将总功能分解为若干简单的子功能，并通过对简单子功能问题的求解和对这些解的有机组合来求出总功能的解；

所述方法进一步包括用FTML和矩阵对初步描述的产品功能进行推理的步骤：

A、FTML文档读取步骤，根据产品功能大致需求，给出表述这种功能需求的语义网络，进而得到初步的描述产品功能的FTML文档；读取产品功能的FTML文档；

B、功能元矩阵转换步骤，将得到的FTML文档转换成功能元目标矩阵M；

C、矩阵调整步骤，从已有的产品实例库里面取出与功能元目标矩阵M阶数相同的矩阵Bi，所述矩阵调整单元用以通过迭代算法对矩阵Bi做调整，使其更接近功能元目标矩阵M；

D、FTML文档转换步骤，将调整后的矩阵转换为相应的FTML文档，得到设计产品功能的完整FTML文档。

作为本发明的一种优选方案，所述功能元矩阵调整步骤包括：

C1、计算di，di＝||M-Bi||；

C2、判断di＜dmin是否为真，若是则dmin＝di，进入步骤C3；否则直接进入步骤C3；

C3、赋值i为i+1；

C4、判断i＜n是否为真，若是则返回步骤C1，否则进入步骤C5；

C5、对Bi设定位置上的元素做出调整，使其更接近M，Bi＝BM；转步骤D，同时，将BM存放到产品实例库中，从已有的产品实例库里面取出与M阶数相同的矩阵Bi，若矩阵维数不统一则用对矩阵Bi进行补0，并用n记录矩阵的个数。

作为本发明的一种优选方案，所述方法进一步包括行为描述步骤：描述产品间零件的功能性关系，产品间零件的功能性关系包括咬合、连接、平移、旋转、固定位置、覆盖、装配条件、润滑中的一种或多种；

咬合：上下几何体或几何面咬合接触在一起形成的接触关系；

连接：两个或多个几何面的结合与相连关系；

平移：几何体从坐标系的初始位置移动到终点位置；

旋转；几何体绕坐标系内的某一点或某一支线进行转动；

固定位置：零件被固定于坐标系的某一确定位置，此位置坐标不改变；

覆盖：描述两个或多个零件的位置关系，其中在法线轴的方向上，一个零件位于其他几个零件之上，并且其与法线轴垂直的几何面面积最大；

装配条件：描述零件在装配过程中的各种状态；