ICAID系统的实现机制研究
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摘要
本文的所研究项目是“十五”国家科技攻关项目“基于设计知识和用户知识的网络化数控机床造型设计与人性化界面技术及应用研究”的一部分，通过基于知识的分析手段和研究方法探索了一种计算机辅助工业设计的实现形式，并以此建立了数控机床辅助工业设计系统(ICAID系统)。
关于计算机辅助工业设计(CAID)和基于知识的应用系统是当今设计研究领域的一个热点问题。目前国际上对于CAID系统的具体实现形式也有几种不同的模式，如运用现有的CAD软件中的工业设计模块，自主开发独立的CAD系统或者基于现有CAD软件的二次开发。本文在结合同类系统的特点的基础上提出了一套创新的实现模式，即以基于Internet的知识库和造型库支撑的辅助设计系统为主，辅以现有的CAD软件中的工业设计模块的模式。ICAID系统的这种实现方式可以在现有的条件下有效的解决数控机床工业设计领域的计算机辅助的问题，并为同类问题提供了可以借鉴的实现手段和经验。
针对前期与国内多个主机厂的数控机床造型设计合作与ICAID系统研发过程中所遇到的问题和积累的经验，本文以用户研究和系统定位作为分析的起点，重点研究了设计中的知识在系统功能模块上的表达，并以此为基础结合目前的计算机技术，规划和实现了ICAID系统的功能模块。论文的最后部分探讨了未来ICAID系统的维护和扩展方向。
This thesis investigates through the case designs and analysis of the Tenth National Five-year Science and Technology Project. Based on the discoveries and insights from the former studies of the project, this thesis presents an implementary mechanism of ICAID (Internet-based Computer Aided Industrial Design) system. The development of system is based on users' knowledge, behavior and habit.
CAID (Computer Aided Industrial Design) and KBS (Knowledge Based System) has been presented as an applied conception and effective method used in the whole processes of product design for some years. In last years, there are some ways to achieve the aim, such as using existing CAID software, developing a CAID system independently, and end-user development based on existing CAID software. As a new conception, ICAID was founded on Knowledge Base and Model Base which are supported by Internet. This kind of implementary mechanism provides a effective solution towards other CAID systems.
Based on the former cooperation with NC companies and the problems in developments, this thesis starts from user research and system orientation, researches Design Knowledge and its expression on system functions, and realizes the system via actual techniques. Finally, this thesis provides the probability of system maintenance and expandability.
关于计算机辅助工业设计(CAID)和基于知识的应用系统是当今设计研究领域的一个热点问题。目前国际上对于CAID系统的具体实现形式也有几种不同的模式，如运用现有的CAD软件中的工业设计模块，自主开发独立的CAD系统或者基于现有CAD软件的二次开发。本文在结合同类系统的特点的基础上提出了一套创新的实现模式，即以基于Internet的知识库和造型库支撑的辅助设计系统为主，辅以现有的CAD软件中的工业设计模块的模式。ICAID系统的这种实现方式可以在现有的条件下有效的解决数控机床工业设计领域的计算机辅助的问题，并为同类问题提供了可以借鉴的实现手段和经验。
针对前期与国内多个主机厂的数控机床造型设计合作与ICAID系统研发过程中所遇到的问题和积累的经验，本文以用户研究和系统定位作为分析的起点，重点研究了设计中的知识在系统功能模块上的表达，并以此为基础结合目前的计算机技术，规划和实现了ICAID系统的功能模块。论文的最后部分探讨了未来ICAID系统的维护和扩展方向。
This thesis investigates through the case designs and analysis of the Tenth National Five-year Science and Technology Project. Based on the discoveries and insights from the former studies of the project, this thesis presents an implementary mechanism of ICAID (Internet-based Computer Aided Industrial Design) system. The development of system is based on users' knowledge, behavior and habit.
CAID (Computer Aided Industrial Design) and KBS (Knowledge Based System) has been presented as an applied conception and effective method used in the whole processes of product design for some years. In last years, there are some ways to achieve the aim, such as using existing CAID software, developing a CAID system independently, and end-user development based on existing CAID software. As a new conception, ICAID was founded on Knowledge Base and Model Base which are supported by Internet. This kind of implementary mechanism provides a effective solution towards other CAID systems.
Based on the former cooperation with NC companies and the problems in developments, this thesis starts from user research and system orientation, researches Design Knowledge and its expression on system functions, and realizes the system via actual techniques. Finally, this thesis provides the probability of system maintenance and expandability.
引文
[1] 陈循介．我国NC机床现状、问题、需求与发展对策．计算机辅助设计与制造，2000，(11)：7-9
[2] 叶修梓，彭维，唐荣锡．国际CAD产业的发展历史回顾与几点经验教训．计算机辅助设计与图形学学报，2003，15(10)：1185-1193
[3] 叶修梓，彭维，何利力．从工业界的角度看CAD技术的研究主题与发展方向．计算机辅助设计与图形学学报，2003，15(10)：1194-1199
[4] Zhao Jianghong, Wu Chao. Internet-based Computer Aided Industrial Design. China Mechanical Engineering, 1999, Vol.10(Supplement): 53-54
[5] 檀润华．创新设计：TRIZ发明问题解决理论．第1版．北京：机械工业出版社，2002，12-69
[6] Amaresh Chakrabarti, Thomas P. Bligh. A Scheme for Functional Reasoning in Conceptual Design. Design Studies, 2001, Vol. 22 (6): 493-517
[7] 宋慧军，林志航，罗时飞．机械产品概念设计中的知识表示．计算机辅助设计与图形学学报，2003，15(4)：438-443
[8] 陈洪军，陈新度，陈新等．新一代基于知识的工程系统．中国机械工程，2002，13(17)：1492-1495
[9] 赵江洪，张军，孙宗禹．基于Internet的计算机辅助数控机床工业设计研究．湖南大学学报(自然科学版)，2002，29(5)：55-60
[10] 谭浩．基于知识的数控机床计算机辅助工业设计系统研究：[硕士学位论文]．长沙：湖南大学，2003，6-48
[11] 李砚祖．造物之美．第1版．北京：中国人民大学出版社，2000，43-68
[12] 王受之．世界现代设计史．第1版．深圳：新世纪出版社，1995，12-18
[13] Frazer, J. H. Creative Design and the Generative Evolutionary Paradigm. In P. Bentley (eds.) Creativity and Design. Morgan Kaufman press, 2001, 3-49
[14] Mike Baxter. Product Design: a Practical Guide to Systematic Methods of New Product Development. London: Chapman & Hall, 1995, 11-53
[15] Christopher Jones. Design Methods. New York: A Wiley-Interscience Publication, 1980, 43-65
[16] Jiang Sun. A Framework for Supporting Generative Product Design Using
Genetic Algorithms: [dissertation]. Hong Kong: The Hong Kong Polytechnic University, 2002, 17-22
[17] 叶奕乾，何存道，梁宁建．普通心理学(修订版)．第1版．上海：华东师范大学出版社，1997，274-311
[18] 朱祖祥．工业心理学．第1版．杭州：浙江教育出版社，2001，18-26
[19] 南怀瑾．禅宗与道家．第1版．上海：复旦大学出版社，2000，30-49
[20] G．Spur，F．L Krause．虚拟产品开发技术．宁汝新等．第1版．北京：机械工业出版社，2000，288-533
[21] 郑全全，李宏．面对面和计算机群体决策在观点产生上的比较．心理学报，2003，35(4)：492-498
[22] 王祖耀．ICAID系统的知识管理与网络化合作设计平台研究：[硕士学位论文]．长沙：湖南大学，2003，3-9
[23] Stonebraker, M. The Integration of Rule System and Database System. IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, Vol. 4 (5): 415-423
[24] 托马斯·M·科洛波洛斯，卡尔·弗雷保洛．知识管理．陈岳，管新潮．第1版．上海：上海远东出版社，2002，2-8
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[26] Fengdong Zhang. Distributed Database and Knowledge Base Modeling for Concurrent Design: [thesis]. Calgary: University of Calgary, 2000, 17-18
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[29] Andrew Koenig，Barbara Moo．C++沉思录．黄晓春．第1版．北京：人民邮电出版社，2002，9-45
[30] 包林．设计的视野：关于设计在大的知识门类之间的位置与状况．第1版．石家庄：河北美术出版社，2003，84-90
[31] Guus Schreiber等．知识工程和知识管理．史忠植等．第1版．北京：机械工业出版社，2003，121-140
[32] 赵江洪．设计心理学．第1版．北京：北京理工大学出版社，2004，40-89
[33] 刘旻，李原，杨海成．产品色彩设计中的知识组织与应用．中国机械工程，2002，13(7)：565-567
[34] 皮亚杰．结构主义．倪连生，王琳．第1版．北京：商务印书馆，1984，3-5
[35] 潘云鹤．计算机图形学——原理、方法及应用．第1版．北京：高等教育出版社，2001，326-333
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