[發(fā)明專利]基于行為語義網(wǎng)絡(luò)知識模型的產(chǎn)品基因建模方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810041490.4
• 申請日: 2008-08-07
• 公開（公告）號: CN101364244A
• 公開（公告）日: 2009-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郝泳濤
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06N3/12
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所
• 代理人: 余明偉

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及設(shè)計領(lǐng)域中的知識建模方法，特別涉及基于行為語義網(wǎng)絡(luò)知識模型的產(chǎn)品基因建模方法。

【背景技術(shù)】

一般認為設(shè)計階段會占據(jù)一個產(chǎn)品開發(fā)周期的絕大部分花費。然而，在過去，產(chǎn)品設(shè)計人員都會過分關(guān)注于產(chǎn)品的表現(xiàn)和單一的某項功能性指標，這就造成了產(chǎn)品設(shè)計過程的自適應(yīng)和自優(yōu)化不夠，設(shè)計過程死板而且缺乏創(chuàng)造。近年來，隨著人工智能被不斷引入到設(shè)計領(lǐng)域，產(chǎn)品設(shè)計逐步朝著智能化的方向發(fā)展，對智能設(shè)計的研究也越來越受到人們的關(guān)注。智能設(shè)計，就是通過設(shè)計型專家系統(tǒng)、人機智能設(shè)計系統(tǒng)來求解設(shè)計問題，它是人工智能、知識工程在設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用，被認為是現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)中最具有代表性的一個方面。智能設(shè)計主要包括兩大任務(wù)：第一，建立設(shè)計知識模型；第二，開發(fā)計算機應(yīng)用軟件系統(tǒng)來實現(xiàn)這一模型。知識建模是實現(xiàn)智能設(shè)計的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。但是，由于設(shè)計問題的特殊復(fù)雜性，因此盡管近年來新的理論、觀點以及新的知識建模方法不斷被提出。但完整的設(shè)計理論體系迄今仍未建立起來。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明針對現(xiàn)有設(shè)計技術(shù)的不足，根據(jù)功能設(shè)計知識和設(shè)計對象知識，提出了基于基因編碼的產(chǎn)品功能建模方法。

基于行為語義網(wǎng)絡(luò)知識模型的產(chǎn)品基因建模方法，包括以下步驟：

1)建立產(chǎn)品的行為語義模型；

2)建立產(chǎn)品的行為語義模型與行為語義謂詞的映射準則；

3)根據(jù)行為語義模型和行為語義謂詞的映射準則建立產(chǎn)品的功能特征和幾何特征的描述框架方案；

4)應(yīng)用進化設(shè)計和基因編碼技術(shù)將步驟3所述的描述框架方案轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的基因編碼，建立產(chǎn)品的功能基因模型。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述的行為語義模型采用了一個三維的自由度直角坐標系，它的三個自由度方向軸分別為：法線軸，橫向軸以及縱向軸。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述行為語義謂詞共有八個，分別為：咬合、連接、平移、旋轉(zhuǎn)、固定位置、覆蓋、裝配條件和潤滑。

作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述映射準則為：如果條件成立，那么執(zhí)行結(jié)果。

作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述的條件包括所需表達的行為、幾何特征以及行為所作用的幾何特征面，所述結(jié)果為按條件映射成的行為語義模型。

本發(fā)明的有益效果在于：它從功能定義，功能的表達以及功能的建模出發(fā)，在生物基因思想的啟發(fā)下，對已建立的功能模型進行編碼化的表示，并以這種編碼方式為基礎(chǔ)建立起來的基因模型為進化設(shè)計和產(chǎn)品的自動化創(chuàng)新奠定了良好的基礎(chǔ)，為以后的進一步研究做好了準備工作。

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細描述。

【附圖說明】

圖1為初步功能模型的示意圖；

圖2為改進功能模型的示意圖；

圖3為行為構(gòu)成功能示意圖；

圖4為產(chǎn)品行為語義網(wǎng)絡(luò)的示意圖；

圖5為產(chǎn)品基因和生物基因的概念對比示意圖；

圖6為產(chǎn)品基因定義示意圖；

圖7為產(chǎn)品功能特征和幾何特征的基因編碼描述方案示意圖；

圖8為車床的部分零件示意圖；

圖9為車床產(chǎn)品零件的功能特征樹和幾何特征樹的映射關(guān)系圖；

圖10為車床零件的基因編碼格式示意圖。

【具體實施方式】

基于行為語義網(wǎng)絡(luò)知識模型的產(chǎn)品基因建模方法，包括以下步驟：1)建立產(chǎn)品的行為語義模型；2)建立產(chǎn)品的行為語義模型與行為語義謂詞的映射準則；3)根據(jù)行為語義模型和行為語義謂詞的映射準則建立產(chǎn)品的功能特征和幾何特征的描述框架方案；4)應(yīng)用進化設(shè)計和基因編碼技術(shù)將步驟3所述的描述框架方案轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的基因編碼，建立產(chǎn)品的功能基因模型。

其中，所述的行為語義模型采用了一個三維的自由度直角坐標系，它的三個自由度方向軸分別為：法線軸，橫向軸以及縱向軸；所述行為語義謂詞共有八個，分別為：咬合、連接、平移、旋轉(zhuǎn)、固定位置、覆蓋、裝配條件和潤滑；所述映射準則為：如果條件成立，那么執(zhí)行結(jié)果；所述的條件包括所需表達的行為、幾何特征以及行為所作用的幾何特征面，所述結(jié)果為按條件映射成的行為語義模型。

一、產(chǎn)品功能——行為語義表達模型

1、產(chǎn)品功能模型

1.1、產(chǎn)品功能的定義和功能模型總體概念