本研究针对产品设计建模过程中的知识流动和转换共享的问题,建立了产品的行为流过程知识建模理论和方法,提出行为流是产品知识模型的核心,将行为流作为隐性知识流来统领产品的功能流和结构流,并进一步统一产品的静态知识结构。在逻辑实现上,行为流通过时间耦合和空间耦合,转换共享产品的功能流和结构流;在表达方法上,通过行为语义网络、改进的时空Petri网、标记性语言三个层次,来表达产品的行为流、功能流、结构流,并实现三者的耦合映射。在应用实践平台方面,建立三维数字化的发动机产品数字原型,来传递行为流所驱动的设计参数和骨架模型,并实现发动机各个系统的协同设计和参数更改,实现基于行为流的发动机设计模型的建立,在这一过程中,研究发动的行为流建模,对发动机的结构流和功能流的定义和耦合机理进行研究,进而验证所提出的产品行为流建模的理论体系和实现方法。
Behavior Flow;Product Modeling;Coupling;Knowledge Model;Engine Product Design
面对产品设计建模过程中的知识流动和转换共享问题,本研究提出基于行为流的产品知识过程建模理论和方法,以行为流为核心来统领产品的功能流和结构流,并最终统一产品的静态知识结构,最终实现产品的智能设计。首先通过对FBS理论进行研究,提出了行为流的概念和理论,以行为流为中心来研究功能与结构映射过程;以行为流模式及层次模式分析行为流与功能的耦合关系。揭示了行为流在产品设计建模过程中的作用,并建立行为流及其产品建模框架。接着在行为流理论的基础之上,结合时间petri网,提出行为流时间序列传递网,来建立基于行为流的时空耦合模型。本研究在上述研究理论的基础之上,发表了14篇论文(SCI/EI检索),申请国家发明专利14项(已授权3项),并针对发动机数字化设计过程建立了一个三维数字化的发动机产品数字原型智能开发系统,来传递行为流所驱动的设计参数和骨架模型,并实现了发动机各个系统的协同设计和参数更改,基于该软件系统申请了3个软件著作权发动机协同设计平台软件V1.0、基于行为流的发动机零部件优化建模系统和基于行为流的发动机零部件优化数据库系统。通过以上研究,证明基于行为流的产品建模及在发动机产品设计中的应用是研究过程是可行的,得到了应有的科研成果。