Design Context Modeling and Reasoning for Knowledge Push
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摘要: 产品设计领域的知识推送致力于在正确的时机将正确的知识推送给正确的设计人员，当下存在的推送时机不准确、推送内容质量较低且存在滞后性等问题大多是由于对设计情境的刻画不够准确。借鉴情境感知原理，提出一种全面识别设计情境并进行建模和推理的方法。采用分类方法抽取设计情境要素，利用本体构建设计情境模型，进而基于本体模型全面感知获得低层设计情境数据，并对其过滤、融合，以此触发设计情境推理规则，得到高级设计情境信息。最后，以某型号飞机垂尾的设计过程为对象进行演示，验证了模型及方法的可行性及有效性，可为准确、适时、高效的设计知识推送提供支持。Abstract: Knowledge push in the product design field devoted to recommend suitable knowledge to the right person at the right time. The problems of inaccurate timing, low quality and lagging behind of pushing content were mostly due to inaccurate description of the design context. Referring to the principle of context awareness, a method of identifying design context comprehensively, modeling and reasoning was proposed. The classification method was used to extract design context elements, and ontology was used to construct design context model. Then, the low-level design context data was comprehensively perceived based on the ontology model, and filtered and fused to trigger design context reasoning rules and obtain high-level design context information. Finally, a case study on an aircraft wing was demonstrated to verify the feasibility and validity of the model and method, which could provide support for accurate, timely and efficient design knowledge push.
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Key words:
- product design /
- knowledge push /
- design context /
- context modeling /
- context reasoning
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表 1 用户情境表示要素的含义和说明
表示要素 含义 说明 Designer ID 设计人员编号 唯一识别设计人员的标识 Designer Age 设计人员年龄 设计人员的年龄 Role 角色 设计人员在设计过程中所担任的设计角色 Professional background 专业背景 设计人员所具有的专业背景 Operatingrecord 操作记录 设计人员在设计过程中的具体操作 Historical experience 历史经验 设计人员所参与过的设计活动 Working time 从业时间 设计人员进行过相关设计的时长 
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表 2 环境情境表示要素的含义和说明
表示要素 含义 说明 Location 地点 设计人员从事该项设计任务时位于的地理位置 Start time 开始时间 设计人员开始该项活动的时间 End time 结束时间 设计人员结束该项活动的时间
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表 3 计算情境表示要素的含义和说明
表示要素 含义 说明 Network status 网络状况 设计人员进行活动时当前设备的网络状况 Data resources 相关数据资源 设计者执行活动时所有的数据库资源 Social network site 社交网站 设计人员进行活动时使用的通讯及其数据
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表 4 任务情境表示要素的含义和说明
表示要素 含义 说明 Design method 设计方法 执行设计活动时所采用的设计方法 Design goal 设计目标 执行当前设计任务需要完成的目标 Design process 设计过程 当前设计活动所处的设计的子过程 Design object 设计对象 当前设计活动所针对的设计对象 Design activity 设计活动 设计者为完成某一任务/目标, 正在进行的活动 Design task 设计任务 当前设计活动所针对的设计任务 Design tool 设计工具 执行当前设计活动时所应用的设计软件
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表 5 部分OWL本体推理规则
TransitiveProperty (?P rdf:type owl:TransitiveProperty)^(?A?P?B)^(?B?P?C)→(?A?P?C) Sub ClassOf (?a rdfs:subClassOf? b)(?b rdfs:subClassOf? c) → (?a rdfs: subClassOf?c) Sub Property Of (?a rdfs:subPropertyOf?b)^(?b rdfs:subPropertyOf?c) → (?a rdfs:subPropertyOf?c) DisjointWith (?C owl:disjointWith?D)^(?X rdf:type?C)^(?Y rdf:type?D) →(?X owl:differentFrom?Y) inverseOf (?P owl:inverseOf?Q)^(?X?P?Y)→(?Y?Q?X)
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表 6 桁架式翼梁设计中用户情境信息
表示要素 含义 具体取值 获取方式 Designer ID 设计人员编号 DNT201730443 情境感知系统 Designer age 设计人员年龄 31 设计人员日志 Role 角色 助理工程师 情境感知系统 Professionalbackground 专业背景 机械设计系硕士 设计人员日志 Operatingrecord 操作记录 下载“翼梁实例零件设计” - Historical experience 历史经验 桁条定位、蒙皮材料选取 - Workingtime 从业时间 5年 -
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表 7 桁架式翼梁设计中环境情境信息
表示要素 含义 具体取值 获取方式 Location 地点 三维坐标<27, 80, 16 > GPS定位系统 Start time 开始时间 2018年11月2日上午10:40 计算机设备 End time 结束时间 2018年11月2日上午11:37
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表 8 桁架式翼梁设计中计算情境信息
表示要素 含义 具体取值 获取方式 Network status 网络状况 良好1M Data resources 相关数据资源 CNKI处于搜索状态(翼梁性能测试研究)企业内部设计资源库 计算机设备 Socialnetwork site 社交网站 163邮箱
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表 9 桁架式翼梁设计中计算情境信息
表示要素 含义 具体取值 获取方式 Design goal 设计目标 减轻飞机垂尾重量 桁架式翼梁设计任务书 Design process 设计过程 桁架式翼梁详细设计 Design object 设计对象 ARJ412飞机垂尾的桁架式翼梁 Design activity 设计活动 桁架式翼梁参数确定 Design method 设计方法 - Design task 设计任务 减轻飞机垂尾重量, 确定翼梁参数 桁架式翼梁设计任务书 Design tool 设计工具 SolidWorks 计算机设备
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