n第十四届全国机械设计年会暨中国机械工程学会机械设计分会第六届委员会成立大会基于知识的机械产品设计原理、方法与应用研究四川大学制造科学与工程学院CAD/CAM研究所殷国富徐雷成尔京方辉张莉2008年10月n汇报提纲一、基于知识的智能设计研究与发展概况二、基于知识的机械产品设计原理、方法与应用研究三、基于知识的智能设计技术研究展望四、结束语一、基于知识的智能设计研究与发展概况n－－－－产品设计是制造业发展最为关键的因素1.（1）基于知识的智能设计是将人类智力行为通过人工智能技术附加于设计工具或计算机软件系统之中，在一定程度上帮助人类工程师进行推理求解和决策。2.（2）机械产品开发的最关键问题是如何实现基于知识的创新设计、智能化设计。产品设计的本质是以知识为核心的智力资源处理活动，是知识获取、处理、创造和发现的过程。n1、基于知识的设计方法课题研究需求分析1.(1)机械产品的设计成本仅仅占其制造总成本的3%左右，由于设计阶段就决定了产品的的结构、功能、质量、成本、可制造性、可维修性等主要性能指标，也就决定了产品质量和成本的70%；2.(2)从知识到技术、到产品所需的时间越来越短，反应在产品的价值上，独占性技术（知识）构成了产品的主要价值；3.(3)与发达国家的差距大量表现在产品的性能质量上，但更为关键的是缺乏自主知识产权，缺乏自主创新产品；n在制造业信息化工程技术中，基于知识的设计技术是数字化设计制造集成技术研究、开发的一个关键问题！项目名称数字化设计制造集成技术数字化设计制造集成技术意义立足前沿，通过数字化技术的应用，研发前瞻、共性、适用的方法、技术与平台，为我国制造业的技术创新与管理创新提供源头支持。跟踪与自主创新相结合，将数字化技术融入企业业务流程，力求在基础理论方法、共性关键技术、原型平台方面取得原创成果与突破。（1）智能设计：设计智能与知识表示，多学科优化与仿真，基于知识的设计技术，分布式协同设计技术，产品全生命周期设计方法，虚拟样机技术等；目标（2）数字样机和虚拟制造：制造过程建模与仿真，定量化工艺设计，智能内容化车间调度算法，虚拟制造与装配等；（3）协同资源管理：先进的企业管理与生产模式，企业间协同资源计划，供应链与需求链管理等；（4）集成方法与技术：异构系统集成和制造过程冲组，知识、过程集成方法与技术，相关协议、标准与规范等。2、21世纪的机械产品设计需要新的设计理念可持续发展的理念9各领域科学技术的发展—科技进步通过产品而成为生产力9社会和经济的发展—任何产品的目的都是为了满足社会和经济发展的需要9买方市场的发展—20世纪以来世界市场发展成买方市场，产品只有不断更新才有竞争力9可持续发展—21世纪议程创新设计的理念9人类进步的历史是创造的历史9信息时代更须创新也更能创新9创造学是阐述创新规律的科学基于知识的设计理念9产品设计条件：人、思想及工具，智能行为9产品的价值主要体现在知识的含量上9获取知识的能力是企业核心竞争力的体现n3、基于知识的工程及其应用技术研究问题n基于知识的工程（KnowledgeBasedEngineering，简称KBE）是由某方面的专家和有经验的工程师一起开发的一个基于计算机的工程工具，这一工具可为工程师和设计者交互提供产品设计和制造方面的知识和规则，将产品设计、分析、制造方面的一切信息和专家的知识及经验集成到设计系统中，使设计人员能在设计的不同阶段得到来自系统不同程度的设计支持。它是CAD/CAM/CAE、知识库、推理机、数据库等的集成，而且更强调专家知识和经验的继承、传递和共享。n产品设计中的KBE应用技术研究包括两个方面：n（1）知识型CAD系统的基础理论、实施技术与方法研究，例如描述模型、认知模型、规范化模型、知识库模型、推理决策的计算机模型等。n（2）基于CAD系统平台开发专门的KBE应用系统，例如CATIA的知识工程及知识工程顾问模块；UG推出的知识驱动自动化（KnowledgeDrivenAutomation，KDA）工具，包括UG/KF（KnowledgeFusion，知识融合）和一系列过程向导。知识、设计知识的内涵与知识表示问题知识、设计知识的内涵与知识表示问题n知识是经过筛选和整理的信息，是对事物运动变化规律的表述，是人类对客观世界一种较为准确、全面的认识和理解。知识表示(KnowledgeRepresentation)，知识表示就1谓词逻辑的知识表示是知识的符号化过程。即把相2产生式表示法关问题的知识加以形式化描3语义网