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设计过程中的知识管理
随着设计对象复杂性的上升,设计知识获取难度逐渐加大,现代设计也就有了从经验设计到知识设计的转变

 随着设计对象复杂性的上升,设计知识获取难度逐渐加大,现代设计也就有了从经验设计到知识设计的转变。产品设计知识主要包含领域知识和设计意图。
    每个设计领域,都有自己的特定事实、设计原则、结构计算方法、设计规范、定理,还有许多解决异常问题的经验等,这些就构成了本设计领域的知识。设计过程中常规的做法是:设计工程师通过查看文献、标准或是依据自己的设计经验来利用这些领域知识。而在本系统中,将利用基于知识的工程和专家系统的方法,将领域知识输入到知识库,来支持产品的过程设计。
    在文献中将设计历史分为过程历史和设计意图两部分讨论。过程历史是产品设计活动的具体实施情况,为产品设计监控者和设计人员提供一个了解产品设计整个流程的途径;设计意图涉及的是产品设计活动背后的原理。本文根据以上论述,建立了一个面向摩托车设计过程的知识模型,如图示。本知识支撑系统包括了领域知识处理、设计意图管理和过程历史管理三大模块,它们都通过统一的数据库方法访问底层数据库。
    3.1领域知识处理模块
    此模块包括相对独立的两部分:领域知识管理和领域知识重用。领域知识管理模块负责领域知识的维护,包括知识的添加、删除、更改等功能。在本系统中,领域知识的表示方法为产生式规则表示法,因此知识库中知识的表示形式为规则。对应地,知识的维护就进一步成为产生式规则的添加、删除、更改等操作。领域知识的重用即知识推理的过程。产生式系统包括规则库、综合数据库和控制机构三大部分,分别负责知识的表达、动态信息的存储和问题的推理求解。产生式系统问题求解的一般步骤如图所示。
    3.2设计意图管理模块
    1)分析产品开发的流程,确定子过程或独立的活动;
设计意图管理也包括两部分,分别为设计意图的输入更改模块和设计意图的查询% 浏览% 报表% 回溯%重用模块。设计意图的捕获是一种需要用户参与具有交互性又有一定自治能力的半自动机制。这里支持两种输入激活机制:
    1)系统根据任务的性质和结果,通过过程执行与监控子系统激活意图捕获模块,要求开发人员输入相关信息,从而对设计和管理决策及其原理进行捕获;
    2)当设计者根据经验认为有必要记录设计决策、设计原理、备选方案等信息时,可以随时激活输入工具自由输入。设计意图的查询\浏览\报表\回溯\重用模块即设计意图的重用模块。本系统中,设计意图记录采用简单易行的线性存储方式,将记录的设计意图作为数据库表中的一个字段,存放在数据库表中。对设计和过程历史的浏览、查询和报表是系统的基本功能,可以通过设计意图的联系属性或者活动属性(如事件、时间等)进行数据库检索,从而获得相关记录,支持对设计过程和对产品模型操作的理解。如可以按时间查询,了解某时间段的整体工作情况;可以按活动查询,了解某活动的开始% 结束等重要信息;可以按角色查询,了解某个设计参与人的工作情况,给出工作列表。通过对历史数据的分析,将目前的工作情况进行总结,并生成报表,如生成已完成工作列表和待完成工作列表等,为管理者进行过程的控制并做出准确决策提供依据。设计历史管理还支持对过程和设计的回溯。由于产品开发过程历史管理系统记录了项目的全生命周期历史记录,包括时间轴上的开发经历和场景,因此可以对关键设计、整个开发过程以及具体活动当时的实际情况进行回放,便于管理者对项目进行评估。
    3.3过程历史管理模块
    过程历史管理模块包括两部分,分别为过程历史捕获和过程历史询% 浏览% 报表% 回溯% 重用模块,其中后者为与设计意图的公用模块,此处不再讨论。过程历史主要采用的方式是计算机支持的自动捕获,通过与过程执行与监控系统、过程建模系统的紧密集成,及时捕获产品开发过程中所发生的事件。系统需要捕获的事件有两种,一种是用户操作引起的活动或流程的状态改变(如提交数据等),另一种是由于规则条件的满足激发的活动状态的改变,一旦活动或流程的状态发生变化,过程历史捕获模块将自动捕获该事件,并写入过程历史数据库中。跟踪开发任务完成情况,记录项目执行历史。

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