【开题报告】辅助产品设计的原理-结构知识库的实现

开题报告

机械设计制造及其自动化

辅助产品设计的原理-结构知识库的实现

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

本课题国内外研究动态

随着工业设计的不断发展,曾经以技术为主题的设计,转向以用户为中心、以技术为客体的设计。有效地获取和理解用户需求,并在设计描述中准确地定义产品需求信息,是在当今激烈竞争的全球化市场环境中产品设计成功的必要前提。然而21世纪的信息产业的发展尤为迅捷，同时曾经以工程师纸面的设计也转向了现在以计算机的辅助软件来更轻松的完成以前相当复杂繁琐的设计。这样的转变使得设计创新过程变得不再复杂令人烦躁，同时也为设计工程师腾出了更多的时间来进行设计的创新思考，为产品设计稳步的发展垫下的基石。

现在大型企业都采用了计算机辅助设计软件，来进行对产品的设计改进。这样的做法将会大大的提高企业的工作效率，使企业制造流程更为通畅。知识库又是这些产品设计创新的前提，一位设计工程师有了设计的目的，自然要有相关的资料，更要更多的去了解很多事物的原理—结构，然后从中才能有创新设计。知识库的创建是庞大的工程，要包含的东西非常的多，才能让设计师更多的了解，而不至于查询知识库后，不能得到透彻理解，然后还需上网查找该类的知识，那么这样的知识库的作用就显得无足轻重。

根据知识的获取途径, 可以将知识分为“外显性知识”( explicitknowledge) 和“内隐性知识”( implicit knowl2edge)。外显性知识是可以诉诸文字、图像、声音等并可以传授给他人的技能和客观事实;内隐性知识是人类所拥有却无法轻易描述的技能、判断和直觉,如洞察力、灵感、视觉感受、经验等,这类知识带有主观性、随意性和模糊性,将其概念化地表示出来是知识建模的难点和关键。

用户具有自己特有的内隐知识。用户在认知产品之前,通常在大脑中会形成对产品的一种“印象”,如“它应该有哪些功能”、“它看起来像什么”等诸如4W1H (what 、when、who 、where 、how) 问题。这些“印象”通常是建立在用户过去使用同类产品或产品广告之上的,并存储在记忆中。当受到刺激时,就会将这些“印象”提取出来与

看到的产品或设计方案进行认知比较。用户对产品的认知过程,实质上是一个选择、比较、过滤、提取的信息加工过程。

在实际设计过程中,由于各种因素的制约,使得设计师在了解设计任务之后,往往停留在用户显性知识的分析层面,而很少去研究用户的内隐知识,或者研究与设计脱节,致使设计方案要经过多次与用户讨论后才能通过,延误了产品设计的时间。因此,有必要在设计开始之前,对用户的内隐知识进行研究,规范设计知识并使之与用户知识相匹配,使得设计方案获得“一次成功”。

现在国外的企业现在已经广泛使用知识库，每一个企业都会有自己所创建的知识库，为本企业的设计人员所用，而这些知识库的涉及方面则是本企业所要生产的产品有关的知识所构建的知识库，那么这样的知识库的制作就不会变的非常的庞大。这样的知识库一旦创建好了，企业以后的培养人才，就会更加的不费力，为企业增添更多的人才。自然而然更多的人才会向这些有这种知识库的企业去靠拢，去发展自我，去展现自己的才能。

以上是国外的发展现状，要抓紧时代的主题，现在的主题就是计算机辅助设计创新产品。那么国外的发展，代表着国内将要发展的方向，所以国内企业必须开发拥有自主知识产权的设计辅助软件。这就是发展的方向。

选题的依据和意义

随着信息技术的迅猛发展和各种先进制造理念的产生, 制造业正在迅捷地向并行化、分布式、数字化和智能化制造方式转化。传统的小而全的企业正向分散的企业联盟发展, 因此设计、制造知识不再存在于原有的一家企业, 而是由多个联盟企业分享。一方面, 企业内产生的设计开发资料随着产品的不断增加而日益膨胀; 另一方面企业又必须不断地从外界获取各种信息,由此产生的各种设计知识堆积而且成指数增长。因此如何有效地管理已有的设计知识和准确地分析并提取外界的有用信息, 成为提高产品开发速度的关键。

目前, 我国的多数机械制造企业设计开发手段依然很弱, 不能充分利用已有的设计信息, 设计中缺乏有效的协作等等。其关键之一在于对设计知识管理和运用不善, 没有充分利用相关的设计知识。具体存在如下问题: (1) 由于设计人员的变动, 在设计过程中形成的技术诀窍不能正确完整传递; (2) 由于对已有的设计知识了解不透彻, 因而导致设计错误的重复; (3) 设计信息版本不兼容; (4) 一个项目完成后, 工艺过程知识未能正确继承; (5) 目前的工程图纸和商业CAD 系统仅仅记录了设计的结果而不是设计的

过程, 因此丢失了大量设计意图和设计过程信息, 给产品设计信息的重用带来了困难;

(6) 商业产品数据管理系统在设计参数和约束之间没有形成一定的联系, 仅仅是简单的文件管理系统( 有的是文档管理系统) ; (7) 目前的工程数据库虽然对设计提供一定的信息支持, 但多为信息的堆积, 并没有进行知识管理, 因此缺乏设计知识进化功能, 不能提供有效的决策支持信息。

因此，我觉得知识库的创建和利用非常有用，也很有必要。对于设计人员来说这是他们设计创新的源泉；对于一般人来说，是他们了解公司，对公司系统分类，对企业规划管理的一个全新认识和了解。总之，对于生物或产品的具体原理结构的了解，能够促进这一方面的人才更快掌握相关基础知识，可以更快的踏入这一行业。机械设计这一行业的发展趋势就是向着信息化，电子化方向发展，通过计算机来实现设计的整一个过程。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：

完成辅助产品设计的原理-结构知识库的软件设计，学习VB程序设计语言，通过本课题的设计能掌握一般知识管理系统软件设计的方法。

1. 查阅相关资料，寻找更好的设计方案和理论依据；

2. 权宜设计方案，确定最终系统框架；

3. 原理-结构知识录入子系统：原理结构知识的录入、修改、删除和查询；

4. 原理-结构知识利用子系统：根据原理、结构等关键词搜索设计方案；

5. 结合软件撰写设计论文。

三、研究步骤、方法及措施：

研究步骤：1. 从专利库、书籍、网站搜集各种发光原理及结构实现知识；

2. 查阅与知识管理系统相关的文献；

3. 查阅相关资料，寻找更好的系统设计方案和理论依据；

4. 权宜软件设计方案，确定最终软件设计方案；

5. 绘制系统功能模块图，确定系统的结构；

6. 对功能模块进行编程，主要是原理结构知识信息利用子系统的实现；

7. 对软件进行整理，撰写论文。

方法：文献研究法。

措施：通过收集文献资料进行结合，并由指导老师进行指导。

四、参考文献

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