Знание дизайна - Design knowledge

Есть большой сумма знаний это дизайнеры призывать и использовать во время процесс проектирования чтобы соответствовать постоянно возрастающей сложности проблем проектирования.[1] Знание дизайна можно разделить на две категории:[2] знание продукта и знание процесса проектирования.

Знание продукта

Знание продукта был достаточно изучен и разработан ряд методик моделирования. Большинство из них адаптированы к конкретным продуктам или конкретным аспектам проектной деятельности. Например, геометрическое моделирование используется в основном для поддержки детального проектирования, а моделирование знаний работает над поддержкой концептуального дизайна. На основе этих методов был разработан проект репозитория на NIST пытается смоделировать три основных аспекта представления артефакта:[3][4] физическая структура артефакта (форма), указание общего эффекта, создаваемого артефактом (функция), и причинно-следственная связь работы артефакта (поведение). Недавние исследования NIST, направленные на разработку основных основ следующего поколения CAD системы предложили базовое представление проектной информации, называемое Модель основного продукта NIST (Цена за тысячу показов) [5] и набор производных моделей, определенных как расширения CPM (например,[6][7]). Модель основного продукта NIST была разработана для унификации и интеграции информации о продукте или сборке. CPM предоставляет модель продукта базового уровня, которая: не привязана к программному обеспечению какого-либо поставщика; открыто; непатентованный; расширяемый; независимо от какого-либо процесса разработки продукта; способный уловить инженерный контекст, который чаще всего используется при разработке продукта. Основная модель фокусируется на представлении артефактов, включая функцию, форму, поведение, материальную, физическую и функциональную декомпозицию, а также отношения между этими концепциями. В сущность-связь модель данных сильно влияет на модель; соответственно, он состоит из двух наборов классов, называемых объектом и отношением, эквивалентных UML класс и класс ассоциации соответственно.

Знание процесса проектирования

Знание процесса проектирования можно описать на двух уровнях: проектная деятельность и обоснование дизайна.[8] Была признана важность представления для обоснования дизайна, но это более сложный вопрос, выходящий за рамки функции артефакта. В матрица структуры проекта (DSM) использовался для моделирования процесса (деятельности) проектирования, и были проведены соответствующие исследования. Например, в Массачусетском технологическом институте разрабатывается система прототипов на базе Интернета для моделирования процесса разработки продукта с использованием многоуровневой DSM. Тем не менее, было найдено несколько исследований по обоснованию дизайна.[9][10]

Сценарии представления

Что касается сценариев представления, знание дизайна также могут быть разделены на офлайн и онлайн знания. Знания о процессе проектирования можно разделить на онтологии.

Оффлайн знания

Офлайн-знания относится к существующим представление знаний, включая знание дизайна в справочнике и дизайн ‘‘секрет производства '', так далее.; последнее относится к новым дизайнерским знаниям, созданным в процессе дизайнерской деятельности самими дизайнерами. Для автономных знаний есть два подхода к представлению. Один из них состоит в том, чтобы в высшей степени абстрагироваться и классифицировать существующие знания, включая опыт, в ряд принципов проектирования, обоснований и ограничений. ТРИЗ является хорошим примером такого подхода. Другой - представить набор дизайнерских знаний в определенном случае для описания. На основе случая дизайн является примером такого подхода.[11] Ключевым вопросом является компьютеризация представления проектных знаний. Например, исследователи из Центра инженерного дизайна в Ланкастерском университете, Великобритания, создали уникальную методологию представления знаний и словарь базы знаний, основанные на теории предметных областей, принципах проектирования и компьютерное моделирование. Они разработали программный инструмент для управления инженерными знаниями. Этот инструмент предоставляет разработчику инженерных систем возможность поиска в базе знаний прошлых решений и других известных технологий для изучения жизнеспособных альтернатив для проектирования продукта.[нужна цитата ]

Он-лайн знания

Онлайн-представление знаний собирает знания о динамическом дизайне в определенном формате для повторного использования и архивирования. В этой области было предпринято несколько исследовательских работ. Благословение [12] предлагает систему поддержки, основанную на процессах (PROSUS), основанную на модели процесса проектирования, а не продукта. Он использует матрица дизайна представить процесс проектирования как структурированный набор задач и действий. Вместе с общей моделью данных продукта (CPDM) PROSUS поддерживает сбор всех выходных данных проектной деятельности.

Онтологии

Онтологии используются для представления продукта (например,[13][14][15]). Исследования показывают, что существует необходимость в компьютерной поддержке, которая предоставит четкие и полные знания о дизайне, а также облегчит вмешательство дизайнера и настройку в процессе принятия решений в процессе проектирования.[16] Например, WebCADET [17] это система поддержки дизайна, использующая распределенные веб-интерфейсы AI инструменты. Он использует ИИ как текстовый подход, где системы, основанные на знаниях (KBS) можно рассматривать как средство, облегчающее обмен дизайнерскими знаниями между дизайнерами. Система может оказать поддержку дизайнерам при поиске знаний о дизайне.

использованная литература

  1. ^ X.F. Чжа, Х. Ду, Интеллектуальное совместное проектирование, моделирование и поддержка, часть I: Обзор, распределенные модели и структура, Компьютеры в промышленности 57 (2006) 39–55
  2. ^ М. Стоукс, Управление инженерными знаниями: методология MOKA для инженерных приложений, основанных на знаниях, Консорциум MOKA, Лондон, 2001 г.
  3. ^ С. Шикман, Р. Д. Шрирам, В. Регли, Роль знаний в системах разработки продуктов следующего поколения, ASME Journal of Computing and Information Science in Engineering 1 (1) (2001) 3–11.
  4. ^ С. Шикман, Архитектура и реализация системы репозитория проектов, в: Proceedings of ASME DETC2002, 2002, Paper No. DETC2002 / CIE-34463.
  5. ^ С.Дж. Fenves, основная модель продукта для представления проектной информации, NISTИК 6736, NIST, Гейтерсбург, Мэриленд, 2001.
  6. ^ X.F. Чжа, Р.Д. Шрирам, Модель компонентов для проектирования встроенных систем, в: Б. Гопалакришнан (ред.), Интеллектуальные системы в проектировании и производстве, Труды SPIE, т. 5605, SPIE, Беллингем, Вашингтон, т. V, 2004, с. 226–237.
  7. ^ Р. Сударсан, Ю. Хан, С.К. Фэн, У. Рой, Ф. Ван, Р. Д. Шрирам, К. Лайонс, Объектно-ориентированное представление электромеханических сборок с использованием UML, NISTIR 7057, NIST, Гейтерсбург, Мэриленд, 2003.
  8. ^ X.F. Чжа, Р. Д. Шрирам и др., Интеллектуальная совместная поддержка принятия решений для процесса проектирования: гибридная модель поддержки принятия решений и агент, Компьютеры в промышленности 59 (2008)
  9. ^ Ф. Пена-Мора, Р. Д. Шрирам, Р. Логчер, ОБЩИЕ ДРИМЫ: общие рекомендации по проектированию и система управления намерениями, в: Обеспечивающие технологии: инфраструктура для совместных предприятий, IEEE Press, 1993, стр. 213–221.
  10. ^ Ф. Пена-Мора, Р. Д. Шрирам, Р. Логчер, Система смягчения конфликтов для совместной разработки, AI EDAM - специальный выпуск параллельной разработки 9 (2) (1995) 101–123.
  11. ^ W.H. Wood III, A.M. Агогино, Сервер информации о концептуальном дизайне на основе кейса для параллельного проектирования, Автоматизированное проектирование 8 (5) (1996) 361–369.
  12. ^ L.T.M. Благословение, процессно-ориентированный подход к инженерному проектированию с компьютерной поддержкой, доктор философии. Диссертация, Университет Твенте, 1993.
  13. ^ Л. Патил, Д. Датта, Р. Д. Шрирам, Обмен семантикой данных продукта на основе онтологий, IEEE Transactions on Automation Science and Engineering 2 (3) (2005) 213–225.
  14. ^ К. Бок, X.F. Чжа, Онтологическое моделирование продуктов для совместного проектирования, NIST IR, NIST, Gaithersburg, MD, 2007
  15. ^ V.C. Лян, К. Бок, X.F. Zha, Платформа онтологического моделирования, NIST IR, NIST, Gaithersburg, MD, 2008
  16. ^ A.M. Мадни, Роль человеческого фактора в проектировании и принятии экспертных систем, Человеческий фактор 30 (4) (1988) 395–414.
  17. ^ П.А. Роджерс, А.П. Хуксор, Н.Х.М. Колдуэлл, Поддержка дизайна с использованием распределенных веб-инструментов ИИ, Исследования в области инженерного проектирования 11 (1999) 31–44.