[发明专利]一种多维度工装设计知识组件构建方法

说明书

本发明涉及一种多维度工装设计知识组件构建方法，属于知识工程和数字化设计领域。该方法从工装设计过程的过程维度、对象维度的角度来构建多维度工装知识组件，实现工装设计过程知识的有效组织、管理和使用。主要包括设计规则知识、参数化和三维模型等工装设计领域的相关设计资源。根据不同类型的知识，采用一种结构化的方法来组织规则，明确知识组件内知识的运用并完成特定设计任务的运转模式。本发明实现了决策的自动化推理过程，减少了在工装设计过程中的人为干预。知识组件运行过程中，设计人员输入的参数值直接决定了知识组件的运行结果，实现从用户输入需求到输出结果的流程一体化，减少了知识组件内部执行任务时的人机交互部分。

技术领域

本发明涉及一种多维度工装设计知识组件构建方法，属于知识工程和数字化设计领域。

背景技术

由于工装结构和功能的复合性，使得工装相关设计知识具有丰富的语义内涵和复杂多样的约束关系，工装设计领域的概念以及关系复杂而且存在多义性。为了实现工装设计领域知识在整个工装设计过程的唯一定义，在目前有关知识组件的技术中，董明明在《支持设计重用的知识组件构建方法研究》中建立的一些知识本体较为零碎化，没有建立一套程序化条理化自动化的体系，没有形成一种通用的，多维度的知识组织方式，不能很好地融合工装设计过程中的各种知识形式，不能有效地实现工装规划设计，结构设计等整个设计流程中的知识重用；高博在《基于知识组件的工装元件快速设计研究》中没有很好地组织和表示工装设计主体(工件)、设计需求(工装体及实例)和工装设计过程中需要用到的知识；Liu，Rosen，Yu在《Ontology based knowledge modeling and reuse approach inproduct redesign》中给出一种基于本体的知识建模方法，将变型设计活动分为参数化变型设计活动和结构变型设计活动，执行不同活动时会提供相应的知识，但是并未给出方法的详细解决步骤以及构建本体的方法；张田会在《基于本体和知识组件的工装结构智能设计》、《基于知识组件的工装智能设计技术研究》中提出一种工装元件知识组件建模方法，并对知识组件模型进行定义，但是没有细化出知识组件的结构，对设计知识的表达方式作深入制定、考虑如何将知识很好地组织管理起来，也都没有规定内部执行的详细动作。本发明以设计过程为维度，通过分析工装设计的不同过程对不同知识的需求,提出工装设计的多维度知识组件模型,将工装元件的参数、规则、实体模型和装配等知识封装为知识组件,为元件的规格确定、参数模型驱动及装配特征约束的构建提供知识支持接口,实现工装知识的高效利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种多维度工装设计知识组件构建方法，该方法以工装设计的设计流程为对象来实施多维度知识组件的构建技术。该方法将工装设计知识与工装设计流程相结合，以整个问题流程中的不同阶段为维度来组织设计知识，把设计过程中积累的多种不同类型知识(数据、规则、模板、标准、实例、流程、手册等)以结构化的方式表示，并以知识组件的方式进行封装，以实现知识的有效标识、索引、检索和使用，完成设计推理，辅助工装设计过程。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种多维度知识组件构建方法，具体步骤如下：

步骤一、搭建知识组件的组织与构架；

将知识组件从结构整体角度，划分为任务式指引模块、知识组件驱动引擎模块、知识数据库模块以及解算器模块，通过四个模块的交互迭代，逐步优化形成知识本体。知识组件的任务式指引模块功能包括：输入、解算和输出三个模块，每个模块之间互相独立，同时实现信息交互。

解算器模块中包含：输入解析翻译功能、语义匹配功能、数据传输与插入功能，主要实现对所有过程程序进行有效的监督与控制。本体库、推理规则库、运算方法库是知识数据库模块的三大组成部分，知识数据库模块主要为知识组件驱动提供所需要的检索数据内容，同时给出了推理逻辑和运算方法与推理规则。

步骤二、知识组件驱动引擎模块运作机理机制；

作为知识组件的核心，知识组件驱动引擎的运作步骤为：