基于可拓信息物元的产品概念设计方法

摘要

一种基于可拓信息物元的产品概念设计方法，涉及产品的概念设计领域，将用户的设计要求表示成信息物元的形式，对于某些信息物元，用户可以自己直接输入，或选择从信息数据库中提取，这样符合概念设计引导性的认知思维；建立可拓物元之间的约束规则库和实例库；系统自动在规则库中提取这些约束，并自动地对相关物元做出激活；设计师最后根据顾客的需求在可拓实例图形库中进行修改，进而得出满意的设计方案，完成设计。本发明提供一种建模框架具有良好的柔性、具有产品功能到结构的映射推理方法、演化能力强、推理效率高的基于可拓信息物元的产品概念设计方法。

主权项

1、一种基于可拓信息物元的产品概念设计方法，该方法主要包括以下步骤：(1)、将用户的产品设计要求表示成可拓信息物元的形式，建立物元模型R＝(N，c，v)，所述物元模型包括构成产品的三个基本属性：物名N、特征c和量值v；(2)、建立产品规则库，所述的产品规则库包括可拓信息物元相互之间的物元关系、对物元关系的对应规则解释；(3)、在制图软件平台上使用制图工具进行开发，建立产品的实例库；(4)、将可拓信息物元直接与实例库相关联，构成一个网络型的结构：M＝[R，L，σ，ρ，P]，其中，R为有限个可拓信息物元的集合，L为有限个实例节点的集合，σ为可拓信息物元的相似函数：σ＝R_i×R_j→F_σ，F_σ表示信息物元之间的相似值；ρ为信息物元与实例的相关函数ρ：R_n×L→F_ρ，描述可拓信息物元R_n与实例节点L的相关性ρ(R_n，L)，F_ρ表示符合要求的相关值；P是相似值与相关值的传播函数P_n：F_σ×F_ρ→F_P，对于每个节点n∈R∪L，F_P为结点n所接受的总激活量；(5)、将各个物元简化，其简化的规则为：将下一层的信息物元直接提升到与实例库连接，给每一个下级物元与上级物元之间赋予一个相关值，通过相关值的连乘实现等价；根据产品内部的约束关系，将与某一物元存在约束关系的另一物元省略或缩小其取值范围；(6)、确定物元关系存在定性关系和定量关系，建立信息物元与实例之间的可拓物元关系度，根据所述关系度，建立物元关系矩阵，求出各个可拓信息物元R_n与实例节点L的相关值ρ(R_n，L)；物元相似度计算公式为(1)： $\sigma (R_i,R_j)=\frac{\min (v_{R_i},v_{R_j})}{\max (v_{R_i},v_{R_j})}---\left(1\right);$上式中，σ(R_i，R_j)表示信息物元R_i和实例对应信息物元R_j之间的相似度，v_Ri表示待设计方案中的每一个信息物元R_i的属性值；v_Rj表示实例中对应信息物元R_j的属性值；(7)、外界刺激信息物元R_n，信息物元R_n做出反应，其算法包括以下步骤：(7.1)、给出查询，确定物元激活量K₀(R_n)的值，即式(2)：(7.2)、将K₀的激活传播到所有的信息物元R_n得到相似性传播结果为式(3)： $K_1\left(R_n\right)=P_{R_n}[\sigma (R_1,R_n)·K_0\left(R_n\right),···,\sigma (R_s,R_n)·K_0\left(R_s\right)]---\left(3\right);$(7.3)、将(7.2)的结果传播到实例节点L，得到相关性传播结果，总激活量的计算公式为(4)：K₂(l)＝P_l[ρ(R₁，l)·K₁(R₁)，…，ρ(R_s，l)·K₁(R_s)](4)；(8)、通过总激活量的计算确定实例的匹配度，依次计算实例库中每个实例的匹配度，对应匹配值最大的实例为最佳实例，根据最佳实例得到产品概念设计方案。