云制造环境下设计理性模型驱动的协同设计

3 面向设计活动的知识动态融合与服务

    设计活动作为一个知识密集型的业务环节，其过程中会大量的使用知识同时也创造知识。当前实际设计工作中会用到各种不同类型知识，采用各类业务系统，相应的知识也是存储于各类业务系统和数据库中。如PDM中包含设计过程文档，管理产品文档和模型。质量管理系统管理产品质量信息和知识，存储产品的研制总结报告。行业情报系统管理最新的国内外相关技术情报，标准库管理国内外相关行业标准以及设计规范、试验规范、工艺规范等设计手册。在云制造环境下，要以服务的形式为用户提供知识，这就需要对于业务相关的知识进行梳理和融合，省去用户跨越多个系统查找所需的文档、模型、数据、规范、标准等信息。

    本文提出知识融合服务通过对分布式数据源和知识源进行组织，结合设计理性模型中的设计知识描述对知识进行检索和获取，并优化知识对象的组织方式和内容。

    如图4所示，本文提出的知识融合方法首先基于IKAnalyzer的领域术语分词分析设计理性模型的设计知识描述，获得术语集合。然后基于领域本体对这一术语集合进行扩展，生成面向这一任务的动态本体。利用这一动态本体检索多个数据库，发现与当前设计活动相关的知识，将跨库检索得到的多种知识重新组织并向设计任务执行者主动推送。

图4 知识融合服务

4 案例分析

    以ATM机的设计过程说明设计理性模型驱动的协同设计运行过程。如图2所示是ATM机的设计理性模型，现在抽取其设计活动脉络如图5所示。

    某一用户向云制造协同设计平台提交设计ATM机的设计需求。云制造协同设计平台对这一需求进行分析，从设计理性模型库中选出与需求相符的ATM机设计理性模型如图2所示。依据ATM设计理性模型生成协同设计驱动文件。基于设计理性模型中的设计活动脉络进行设计服务组合。依据图5，设计工作被分为5个活动，首先基于功能匹配检索服务生成备选服务文件。如第一个活动是设计真空纸币分离机构基于功能匹配检索服务产生可以完成该服务的高校A，研究院B，设计院C，某公司设计部D。然后依据设计理性模型中与真空纸币分离机构相应的设计情境，如设计真空纸币分离机构需要有avdam设计软件和具有一定工作年限的设计人员或与ATM生产商有业务往来的组织，则某公司设计部D最为合适。云制造协同设计平台既绑定某设计公司设计部D，向其传送设计需求文件，同时向其主动推送知识融合服务。

图5 ATM设计理性模型设计活动脉络

图6 真空纸币分离机构设计知识

    真空纸币分离机构的设计知识如图6所示。显然从中可以抽取真空泵和真空发生器，则对其进行扩展后跨库检索相关知识推送给设计执行者。

5 结束语

    云制造将服务化的概念和服务组合技术引入到协同设计中，为异地协同设计提供了新的方向。本文将设计理性模型引入到服务组合中，基于设计情境的匹配技术可以大幅提高设计服务匹配的准确率。为设计工作提供准确的知识服务可以大幅提高设计工作的效率，基于设计知识的知识融合服务可以为设计活动提供全面而又准确的设计知识省去了设计者大量时间。ATM机的设计例子证明了本文方法的实用性。在下一步工作中如何进一步提高知识推送的准确性和全面性任然是一个重点，基于本体的设计术语扩展技术也是一个研究重点。