基于知识的先进并行汽车开发理论与方法研究Word文档下载推荐.doc
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2.2.4 知识获取方法研究 10
2.2.5 摩托车和汽车设计中的知识反求 12
3 基于知识的汽车产品开发和设计方法 13
3.1 先进设计手段（包括软件） 13
3.2 新车型平台开发设计 14
3.2.1 汽车平台化设计 14
3.2.2 基于底盘平台设计的新车型开发实例 14
3.3 变速箱参数化设计 16
3.3.1 基于特征的参数化设计技术 16
3.3.2 基于参数化设计的变速箱开发 17
3.4 基于知识库和虚拟技术的的悬架设计 18
3.4.1 虚拟制造技术 18
3.4.2 悬架设计应用实例 18
4 基于知识的汽车产品并行开发管理模式 20
4.1 并行工程概论 20
4.2 汽车产品并行开发流程 21
4.2.1 整车开发内容 21
4.2.2 汽车内外造型工作内容 22
4.2.3 白车身开发内容 23
4.2.4 汽车发动机舱内饰开发内容 23
4.3 汽车产品并行开发建模理论 24
4.3.1 面向对象Petri同步合成网定义 25
4.3.2 OPMPM模型 26
5 基于知识的汽车并行开发环境KPDM的开发 31
5.1 并行设计环境的PDM集成框架研究 31
5.2 基于知识的汽车开发并行工程管理软件（KPDM） 33
5.3 软件开发技术准备 34
5.3.1 CORBA规范 34
5.3.2 WEB使能技术 36
5.3.3 与核心图形系统集成 37
5.4 KPDM软件模型 37
5.4.1 模型基本要素说明 38
5.4.2 项目管理模块 39
5.4.3 人员组织模型 41
5.4.4 知识库模块 42
5.4.5 文档数据及产品数据管理模块 42
5.4.6 生产流程管理模块 42
5.5 软件介绍 43
5.5.1 软件开发工具介绍 43
5.5.2 软件界面介绍 44
6 某大型车型开发的项目开发管理实例 45
6.1.1 项目背景 45
6.1.2 人员组织模型 45
6.1.3 产品资料管理 47
6.1.4 产品开发流程模型 49
6.1.5 项目管理模式 49
6.1.6 质量控制模式 50
6.1.7 PDM产生的效益 51
1综述
1.1国内外本课题发展概况
本课题包含两个方面的研究，其一是知识工程的研究，另一个是并行工程的研究。
然后将这两方面的研究集成在一个软件系统中，指导汽车产品开发和设计。
知识工程学是随着电子计算机技术和人工智能的发展而诞生的一门新兴学科，至今只有约25年的历史。
知识工程学是从知识的本源上来探讨知识的产生和使用，进而建造有效的知识系统。
它的目的在于使人们有效地掌握、存取、传播和应用知识，提高认识自然和改造自然的能力。
1977年第五届国际人工智能联合会议上，美国斯坦福大学（StanfordUniversity）计算机系教授费哥巴姆作了关于“人工智能的技艺”（TheArtofArtificialIntelligence）的讲演，提出“知识工程”这一名称，由此出现了知识工程学。
知识工程经过了诞生时期（1964-1974）、实验性时期（1975-1980）、应用时期（1980-至今）三个阶段。
知识工程学研究的主要体现在知识的表示、知识推理、知识获取和人对知识的认识过程等几个方面。
1．知识的表示（KnowledgeRepresentation）。
为了在电子计算机中处理和加工知识（存贮、检索、汇编、使用、修改），必须解决知识的适当的表示形式。
知识的表示一般要求考虑到①表示知识的功能；
②表示知识的模块性（便于计算机加工）；
③易懂。
表示知识要使用计算机的语言。
知识的表示主要包括：
①函数型语言如LIST，推理逻辑型语言如PROLOG；
②产生式规则；
③框架；
④网络。
2.推理问题的研究（Inference）。
推理机制的设计和使用，主要是如何应用已整理好的知识来解决现实生活中的各种问题。
3.知识的获取（KnowledgeAcquisition）。
主要是如何将所需要的知识自动地或半自动地输入到计算机中去。
为此需要解决①如何使知识工程化，建立知识库。
②如何保证知识库内的知识的完全性和一致性。
③如何提高知识库自身的学习能力。
4.人的认识过程的研究。
知识工程的研究虽然已经取得许多重要的成果，但也存在着一些重大问题尚待解决，如对于千差万别的客观事物特别是对于人类的智能行为，是难于用简单的一种甚至几种表示方法来完全描述的。
又如，尽管计算机在许多功能上大大超过人类（像运算速度，存贮量、功能行为的一致性等等），但在知识的一些方面又是相当的无知。
此外，像如何从专家那里获取知识，如何适应电子计算机的特性而进行的重新组织知识的工作等，都存在一些困难。
目前知识工程学还处在不断发展和完善阶段，它的一些内容也在不断探索之中，如何借助计算机使机器具有人的记忆、思维和判断能力，如何提高机器的智能，如何用知识工程学的概念、理论和方法来设计控制系统等等都在研究和发展当中。
当今，具有听、读、理解、解答问题能力的第五代计算机的研制，也将促进知识工程学的更快发展。
知识工程学的本身就包含大量的软科学内容和软科学成果，而知识工程学又为软科学的研究提出许多“软”概念的课题。
没有软科学的研究就没有知识工程学的发展，而知识工程学的发展又丰富了软科学的内容。
近几年来，Internet和WWW的影响已经深入人心，涉及到社会各个领域，西方发达国家和地区都在抢占这块阵地，而“网络计算环境下的知识处理”则是这块阵地的制高点。
斯坦福大学计算机科学系的知识系统实验室（KSL:
KnowledgeSystemLaboratory）现在研究的重点是构造知识服务器和多用途术语知识库、知识系统模块；
模拟物理设备的结构、行为、功能的计算环境；
智能系统自适应性体系结构，开发用于科学、工程和国防的基于知识的系统。
欧洲共同体研究人员研制的KADS系统与CommonKADS系统已经实现了标准化，并已提交工业界试用，达到了相当高的水平。
此外，美国的MIT的每体实验室正在研制会思考的"
Things"
，具有极其理解功能，并且应用于构造智能衣服等。
CMU等大学在知识共享技术的研究方面已经取得了令人欣喜的成果。
国内的一些大学、研究所也有一批科技人员长期从事知识工程的研究，如中科院计算所、南京大学、吉林大学等。
笔者所带领的课题组（清华大学计算机系知识工程组）近几年在这方面做了一些工作，取得了一些成果，教学上近十年开设研究生课程“知识工程”，最近几年不断地引进网络计算模式下研究的知识处理问题“的思路，着重引导学生研究在网络计算模式中知识的获取机制、知识管理问题、知识的利用等方面的问题，此外还把“java技术及其应用”作为研究生课程的内容。
今后的发展方向是“网络计算模式下的知识工程”是极为重要的一项研究课题，它关系到人类社会如何在网络环境下利用人们已有的知识来促进社会的发展，产生高附加值的产品，而网络计算环境，尤其是在Internet和WWW下，基于知识的企业信息管理与信息综合服务系统的建立已经成为一个必然的发展趋势，谁能抓住这个难得的机遇，谁就抓住了经济与科学技术发展的牛鼻子。
而并行工程的兴起是从80年代开始的。
世界经济的飞速发展和全球市场竞争的不断加剧给企业带来了巨大的压力，如何在竞争中求生存、求发展是每个企业面临的实际问题。
而且，在激烈的市场竞争中，顾客对产品质量、成本和种类要求越来越高，而产品生命周期越来越短。
尽管许多企业通过柔性、集成技术获得了显著的经济效益，但并不意味着这些应用技术已不能再往前发展。
因此，企业为了赢得市场的竞争，就不得不加速新产品开发，提高产品质量，降低产品成本和提供优质服务等。
在这些问题中，迅速开发新产品，并尽快投放市场，成为企业赢得竞争的关键。
在这种情况下，1982年美国国防部高级防务研究项目局开始研究如何在产品设计过程中提高各环节或活动之间“并行度”的方法。
1988年12月，美国国防部防御分析研究所发表了非常著名的IDA/R-388研究报告，提出了“并行工程”（ConcurrentEngineering）的概念，CE由此应运而生。
并行工程是目前工程领域中重要的研究方向，它是一门以集成、并行方式开发产品及其相关过程的系统工程方法，倍受各国工程界和学术界的高度重视。
由于市场竞争的日益激烈，人们认识到有效利用企业资源的重要性，并希望通过采用某种有效的工作模式和支持技术来最大限度地提高产品质量，降低生产成本，缩短产品开发周期，满足用户需求，这正是并行工程所要实现的目的。
实际上，CE并非是一种全新的方法，早在20年前，艾伯纳斯就提出了这种方法，但在当时环境下，由于多种条件限制，CE不能发挥其应有的作用。
随着企业向柔性化、集成化智能化的发展，CE的作用才得以施展，使企业如虎添翼。
CE的应用首先在军事上用于国防事业，后来才逐渐应用在其他工业领域。
美国国防部已将CE方法作为全面质量管理计划的主要方法。
在民用产品开发的应用也日益增加。
国外大型公司如ATT公司，HP，IBM，DEC,波音公司，麦道公司，Sun微软系统公司等都开始了CE的尝试，并在应用于产品开发中取得了失效。
福特公司将CE应用于发动机的设计总，削减了机械加工线的设备台数，降低了生产成本。
德国西门子公司采用CE方法，软件标准技术、模型环境和框架技术开发了计算机辅助软件工程的并行设计工具。
进入90年代，CE在美国及西方许多国家十分盛行，成为目前国际工业领域中最重要的应用方向，而且在美国的很多领域都得到了广泛的和成功的应用。
据CERC研究表明，引进CE方法越早，产品成本节约的潜力越大。
一般来说，采用CE方法使产品工程设计阶段决定产品生命周期成本的90%，所消耗的费用仅占总成本的18％，其中在产品概念设计阶段，决定了生命周期成本的70%，见图1-1。
随着计算机技术的快速发展和先进CAD软件的应用，并行在国内并行工程也开始应用，但由于并行工程的应用需要产品开发管理系统（团队管理模式）、工程设计系统（CAX软件）、支撑环境系统（产品数据管理系统PDM）三个方面的支持而起步缓慢。
前两个要素基本已经具备。
因此主要原因是没有一个符合我国国情的PDM管理环境。
概念设计
初步设计
全面设计
生产
运行和支持
100
75
50
25
并行工程
设计费用
产品工程设计阶段
产品生命周期成本
95%
85%
70％
1%
7%
18%
50%
图1-1产品工程设计阶段
随着知识工程理论的日趋成熟以及新型知识经济的发展，在汽车设计和机械设计领域中，基于知识工程的知识型软件的开发和应用成为新世纪机械行业理论与实践的新的切入点。
因此,本文将从知识工程的理论研究基础入手，将知识工程的理念、理论和方法融入基于知识工程项目管理软件和产品数据管理软件中，形成基于知识工程的汽车产品并行开发的环境。
1.2本课题的意义
从20世纪90年代以来，美国等发达国家的汽车产品设计已经步入了以信息技术、计算机技术、CAD/CAE/CAM/PDM一体化技术、知识工程技术等新技术为基础的新时代，以这些技术为基础的虚拟现实设计、仿真
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