摘要
工艺是产品生产中最重要的环节之一，占据整个制造流程的大半时间。一项科学合理的工艺设计流程能够很大程度提高产品的制造效率。然而，随着制造业需求的不断变化和提高，传统的工艺设计方式逐渐显露出知识应用率不高、创新效率低的弊病。为将工艺创新设计应用于制造系统中，本文研究了支持工艺创新设计的知识建模与应用方法，主要开展了面向工艺创新设计的知识库构建、创新知识推送算法设计和知识驱动的工艺创新策略设计等研究工作。论文的主要研究内容包括： （1）建立了工艺创新设计知识库。首先通过分析工艺创新设计知识的特点，对创新知识进行分类；为实现构建创新设计知识库的目的，将非结构化、半结构化和结构化的知识采用自底向上的方式建立了工艺创新设计知识图谱，采用Neo4j软件对图谱进行了存储和可视化操作；最后根据不同知识项的概念关系建立相应的语义规则，采用Protégé软件实现了创新知识推理过程。 （2）设计了面向工艺创新的混合协同过滤知识推送算法。依据工艺人员的创新知识需求，提出了工艺创新设计知识推送框架；分别建立了基于项目需求、用户需求和情境信息的创新设计知识推送模型，并设计了知识项间的相似度算法和综合情境权重的用户需求知识推送算法。在此基础上，将两种算法进行融合获得了基于项目、用户和情境的混合协同过滤知识推送算法，最后对该算法进行了验证。 （3）研究了知识驱动的工艺创新设计策略。根据工艺设计需求将工艺问题进行形式化描述，结合QFD法和TRIZ理论的特点提出知识驱动的工艺创新设计策略。将创新知识按照工艺设计需求进行推送实现用户需求向设计特性的转换，从而获得工艺问题负相关参数；然后基于创新求解知识驱动设计者完成工艺创新设计；最后以微型涡轮为例对创新设计策略进行了验证。 （4）设计了工艺创新设计知识推送原型系统。介绍了PIDKSS的总体结构、功能模块开发环境和运行流程，并对系统的各交互界面进行展示说明。
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