集成Affordance的詳細設(shè)計知識建模與應用方法研究.pdf

1、在詳細設(shè)計階段，設(shè)計人員通常需要考慮來自產(chǎn)品全生命周期階段的各種因素。由于這些因素通常隱藏于詳細設(shè)計結(jié)果背后，這給詳細設(shè)計知識的應用帶來了很大的困難。本文的詳細設(shè)計知識指的是支持設(shè)計人員為產(chǎn)品中零件的設(shè)計參數(shù)賦值的決策過程中涉及到的知識。本文擬借助于Affordance這個設(shè)計方法學中的新概念，來解決詳細設(shè)計階段隱性設(shè)計知識的建模和應用問題。本研究主要進展體現(xiàn)在下列四個方面：
　　一．將Affordance概念應用于詳細設(shè)計。在M

2、aier&Fadel的關(guān)系型設(shè)計理論基礎(chǔ)上，進一步完善了設(shè)計學的新概念：Affordance。將Affordance概念概括為一種廣義的面向產(chǎn)品全生命周期的功能。在對詳細設(shè)計階段的Affordance概念進行澄清基礎(chǔ)上，本文提出了零件Affordance的概念，使其可以包含詳細設(shè)計研究中所需要考慮的各種隱性的全生命周期因素。同時，探索了零件Affordance的形式化表示方法，使得設(shè)計人員能夠清晰地對詳細設(shè)計階段所涉及的Affordan

3、ce進行描述。
　　二．基于形狀-行為-Affordance（FBA）的產(chǎn)品全生命周期信息模型。產(chǎn)品全生命周期信息模型是進行詳細設(shè)計知識建模的基礎(chǔ)，目前的產(chǎn)品信息模型（主要包括結(jié)構(gòu)Structure、形狀Form、行為Behavior、功能Function），由于它們沒有包含詳細設(shè)計階段所需要考慮的各種全生命周期因素，從而難以有效地支持詳細設(shè)計。本文提出了基于形狀-行為-Affordance（FBA）的產(chǎn)品全生命周期信息模型，使得

4、設(shè)計人員可以對產(chǎn)品全生命周期的各種因素進行建模。
　　三．結(jié)構(gòu)化的的詳細設(shè)計知識表示模型。在分析了知識工程師通過編寫代碼的方式完成知識的錄入過程中存在的柔性差的問題，本文提出了基于遺傳編程（GP，Genetic Programming）的方法，來對詳細設(shè)計知識進行結(jié)構(gòu)化建模。其中，詳細設(shè)計知識包括設(shè)計問題知識和設(shè)計求解知識。設(shè)計問題知識的重要組成部分是Affordance約束知識，通過Affordance約束定理，幫助設(shè)計人員系統(tǒng)

5、化地從捕獲到的零件Affordance中導出基本Affordance約束。將定性的零件Affordance描述，轉(zhuǎn)化為定量的數(shù)學形式的設(shè)計約束，從而幫助設(shè)計人員利用這些設(shè)計約束為相關(guān)設(shè)計參數(shù)賦值?；谶z傳編程方法，一個設(shè)計約束公式可以通過由設(shè)計變量和運算符組成的二叉樹來表示。通過遺傳編程方法，設(shè)計人員可以根據(jù)實際情況柔性地輸入詳細設(shè)計約束知識，并且也使得設(shè)計重用系統(tǒng)方便地從產(chǎn)品全生命周期模型中找到設(shè)計變量的本體意義，進而實現(xiàn)公式類知識的