检索结果-南通市图书馆

河北科技大学学报 2017年第3期38卷 229-236页

作者：沈健胡洁马进彭颖红上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

为了解决现有生物激励设计过程存在的跨领域知识获取难的问题,提出了面向生物激励设计的基于功能特征语义相关性的功能语义聚类和基于环境特征约束适应性的环境约束聚类组成的两阶段知识元聚类算法。将生物激励设计过程跨领域实例知识... 详细信息

为了解决现有生物激励设计过程存在的跨领域知识获取难的问题,提出了面向生物激励设计的基于功能特征语义相关性的功能语义聚类和基于环境特征约束适应性的环境约束聚类组成的两阶段知识元聚类算法。将生物激励设计过程跨领域实例知识检索问题转化为对离散的生物领域或工程领域知识元的聚类检索。根据跨领域术语知识表示的不同确定跨领域检索功能词,执行基于功能特征语义相关性的功能语义的一阶段聚类,结合生物领域功能与环境特征约束间的相关性,完成基于不同类型环境特征约束的二阶段聚类。一方面,将模糊理论与模糊数学引入知识元聚类算法中,提出基于模糊隶属度函数的语义相似度计算方法,实现了基于功能关键字的语义聚类;另一方面,将FCM聚类算法引入到知识元聚类过程中,结合给出的不同类型环境特征约束相似性算法,提出了AFCM算法,实现了基于环境特征约束适应性的环境约束聚类。最后,开发了相应的原型系统,并且以视觉假体装置设计为例进行测试。结果表明,聚类时间和准确率得到极大改善,聚类效率得到显著提升。该算法有效地避免了跨领域知识分布的离散性,减少了设计过程中研究对象的数量,能够合理地获取已有设计知识,为深入研究奠定了基础。

关键词：知识工程生物激励设计知识元知识聚类知识获取

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面向生物激励概念设计的知识融合方法及应用研究

面向生物激励概念设计的知识融合方法及应用研究

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作者：陈集懿上海交通大学

学位级别：硕士

进入新时代,各种新技术层出不穷,各类新需求此起彼伏,这些都给设计学科带来了机遇和挑战。究其要义,创新是第一动力,必须摆在核心位置,贯穿设计活动全过程和各方面。知识融合,尤其是生物领域知识的引入,可以有效激励面向新兴需求的解决... 详细信息

进入新时代,各种新技术层出不穷,各类新需求此起彼伏,这些都给设计学科带来了机遇和挑战。究其要义,创新是第一动力,必须摆在核心位置,贯穿设计活动全过程和各方面。知识融合,尤其是生物领域知识的引入,可以有效激励面向新兴需求的解决方案生成,从而推动设计创新。本文是在参与科技部创新方法工作专项(2018IM020100)“支持融合创新的创新方法新工具开发与应用示范”的研究过程中形成的,提出知识融合驱动的概念设计方法。本文的主要研究内容如下:(1)研究了跨领域多源异构知识的完备建模。分析现代机械设计所面对的生物知识结构,在经典功能-行为-结构模型的基础上提炼补充参数部分,建立了支持融合创新的知识元模型,实现对其的完善和发展;给出相应的术语及关联本体,并采取了数学模型表示,体现有关性质。(2)研究了带关联复杂学科知识的系统融合。通过定性分析和计算权重实现对工程需求的初步约简;再构建流动模拟,将知识关联矩阵转化为随机转移概率矩阵,以进行知识元的马尔科夫聚类;对迭代得到的分级元簇,阐释聚合求解的本质,完成推理验证和分配重组的过程,生成被评价方案。(3)研究了所获得解决方案知识的综合评价。面向融合解方案的特性,提出较为完善的评价指标体系,在权重计算与综合排序方法中引入粗糙数模型,由此建立运算比较法则,实现对主观意见的客观处理。(4)开发了以实例应用为落脚点的设计系统。实现原型——X Innovator-Coalesce主要功能模块的界面与操作,以微电子元件质量检测装置的概念设计为例,反映了相关理论方法有力促进项目实施的可行性。

关键词：生物激励设计知识建模知识融合原理解评价

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基于生物激励的产品功能创新设计方法的研究与应用

基于生物激励的产品功能创新设计方法的研究与应用

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作者：刘瑜华南理工大学

学位级别：硕士

经济全球化的迅速发展使得市场竞争更加激烈,要想在激烈的竞争中获胜,产品创新的质量和效率显得尤为重要。产品创新是指设计者利用创造力和相关科学技术成果（包含理论、方法和技术原理等）构思创新产品的概念,并进一步应用新技术、新... 详细信息

经济全球化的迅速发展使得市场竞争更加激烈,要想在激烈的竞争中获胜,产品创新的质量和效率显得尤为重要。产品创新是指设计者利用创造力和相关科学技术成果（包含理论、方法和技术原理等）构思创新产品的概念,并进一步应用新技术、新原理和新方法进行产品的设计和分析,开发具有新颖性和实用性的新产品的实践活动。目前的产品创新方法中,生物激励设计（Bio-inspired design）和发明问题解决理论（TRIZ）应用尤为广泛,但两者都存在一定的缺陷。生物激励设计可以帮助设计人员获取灵感,打开设计思路,提供更多样的生物原型参考,但是无法将生物知识与实际的设计任务完全对等地联系起来。TRIZ理论为设计人员提供了多种解决问题的方法和工具,但是对于问题的来源,并未给出参考,并且由于其解决方案的通用性,无法为设计人员提供实际可操作的方法,只能给设计人员提供创新方向,具体的解决方案要求利用专业知识进行细化。为了解决以上提及的三个问题,考虑在产品创新设计过程中将生物激励设计和TRIZ理论结合使用,并融合用户需求的相关方法来定位设计目标,实现从发现需求到满足需求的完整探索。参考实际的设计任务流程,构建出基于生物激励的产品功能创新设计方法与模型,整个模型包含四个部分:用户需求、原理工程解、生物原型和设计方案。从获取真实有效的用户需求这一目标出发,采用竞品分析法收集目标产品的功能需求,并借助问卷调查法来补充已存在产品尚为表达出的功能需求。用户需求具有多变性,模糊性等特点,因此有必要对获取的初始用户需求进行分析、评估,筛选出具有关键意义的核心用户需求,为后续的满足需求过程奠定良好基础。利用Kano模型对需求进行属性分类并借助粗糙集理论对需求的重要度进行排序,得到具体细化后重要度最高的目标需求。最终确定的目标需求是求取原理工程解的基础。然而,需求是一个较为模糊的概念,无法直接判断与之相关的工程参数以及发明原理。对此,质量功能展开法可以将需求转化成工程技术要素,从而利用TRIZ矛盾冲突矩阵,确定发明原理即原理工程解。工程原理解通常具有高度抽象性,采用功能分析系统技术和功能基模型,借助工程-生物词典将工程词汇与生物现象及功能建立联系,有助于快捷准确地找到与之对应的生物原型。由于跨领域知识储备的局限,设计人员还是无法直接从生物原型得到具体可应用的设计方案。生物功能是连接工程与生物之间的桥梁,从生物功能耦元入手,利用类比设计的思想帮助设计人员将生物与工程对应,从而获得解决具体设计问题的设计方案。以擦窗机器人为例验证该理论模型和方法的有效性。在此基础上,设计并开发了产品功能创新设计平台,目的是辅助设计人员借助TRIZ和生物激励设计有关的知识和工具更加高效地完成设计任务。平台为设计人员提供多种需求获取和分析方法,可实现TRIZ工具的快速熟悉与使用,获取与需求相关的生物原型参考,可显著地提高解决问题方案的查找效率与质量。最后采用具体的平台操作任务对平台进行实验评估,验证了平台的可用性。基于生物激励的产品功能创新设计方法有助于设计人员将真实有效的用户需求与实际的设计方案对应,使得整个设计更加高效并科学严谨。方法和模型指导的产品功能创新设计平台有助于设计人员将生物知识检索和生物知识的工程层面整合在一起,便于设计人员拓宽设计思路,获取更多具有创造力的优质设计方案。

关键词：生物激励设计 TRIZ 功能分析产品功能创新设计

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基于文本挖掘的生物领域实例获取

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上海交通大学学报 2018年第8期52卷 954-960页

作者：沈健胡洁马进戚进朱国牛彭颖红上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

面向以自然语言描述的生物领域实例,基于自然语言的向量表示模型,研究与设计相关的生物领域实例获取问题,提出了基于文本挖掘的生物领域实例获取方法.通过对语料库文本向量空间的构建和知识挖掘,研究生物领域文本的特征选择、相似性度... 详细信息

面向以自然语言描述的生物领域实例,基于自然语言的向量表示模型,研究与设计相关的生物领域实例获取问题,提出了基于文本挖掘的生物领域实例获取方法.通过对语料库文本向量空间的构建和知识挖掘,研究生物领域文本的特征选择、相似性度量和实例检索方法,为设计需求驱动的生物领域实例获取提供技术支持.实例分析表明:一方面,基于向量空间模型的生物领域文本挖掘方法在精度和召回率两方面均较基线法具有较大的优势;另一方面,基于向量空间的文本检索机制具有很好的适应性和扩展性,可以满足不同环境下语义检索的需要.

关键词：文本挖掘向量空间模型特征选择生物激励设计知识获取

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生物激励的知识建模与创新类推方法

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机械工程学报 2017年第15期53卷 21-31页

作者：胡洁马进戚进彭颖红上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

生物激励设计作为最具活力的设计创新方法之一,是工程领域创新设计解方案产生的重要途径。针对生物激励设计中缺乏系统的跨领域实例获取和类推方法以支持将生物领域实例映射到工程领域激励创新解方案生成的问题,提出了规范化的生物领域... 详细信息

生物激励设计作为最具活力的设计创新方法之一,是工程领域创新设计解方案产生的重要途径。针对生物激励设计中缺乏系统的跨领域实例获取和类推方法以支持将生物领域实例映射到工程领域激励创新解方案生成的问题,提出了规范化的生物领域功能-行为-结构(Fbio-Bbio-Sbio)知识元模型和基于知识元模型的解/问题驱动的转换-聚类检索-关联映射-设计综合(Transformation-clustering-mapping-synthesis,TCMS)创新类推过程模型。在解/问题驱动类推过程中,首先根据公理化设计的原则构建类推实例的非耦合知识元模型,完成设计需求/实例到功能模型的转换,然后根据生物功能与依存环境密切相关的特点,进行基于环境特征的聚类检索,以知识元模型功能基为桥梁建立生物与工程领域知识元间映射关系,最后通过对功能分解路径的回溯实现对工程领域知识元模型的设计综合,该类推模型的可能性和有效性在视觉假体装置的设计中得到了验证。

关键词：生物激励设计创新设计类推方法解/问题驱动

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