应用于工程设计的kbe技术[外文翻译].doc
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应用于工程设计的kbe技术[外文翻译],应用于工程设计的kbe技术马小宝，乐清洪，滕霖 （西安飞行自动控制研究所，西安 710065）摘要：如何实现工程设计的自动化和智能化是一个重要的研究课题。本文中，通过分析工程设计中存在的问题和未来设计系统的要求，介绍了一种新的工程设计方法，这就是基于知识的工程（kbe），kbe能够有效的使整个企业实现工程知识共享并使设...
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应用于工程设计的KBE技术
马小宝，乐清洪，滕霖
（西安飞行自动控制研究所，西安 710065）
摘要：如何实现工程设计的自动化和智能化是一个重要的研究课题。本文中，通过分析工程设计中存在的问题和未来设计系统的要求，介绍了一种新的工程设计方法，这就是基于知识的工程（KBE），KBE能够有效的使整个企业实现工程知识共享并使设计过程智能化；并对KBE系统的关键技术、应用现状、应用过程中存在的问题以及未来的发展趋势作了分析和介绍。
关键词：工程设计；基于知识的工程；知识获取；基于事例的设计
1 引言
工程设计系统从早期的技术计算方面向并行、智能和集成方向发展。设计系统将有以下要求：1.支持并行工程环境，在设计的初始阶段就考虑后续的制造、装配和检验等环节；2.设计过程中有智能向导和在线帮助，将传统的CAD技术真正提升到计算机辅助设计的层次上；3.将外部知识运用于专业领域，达到多学科设计团队之间的知识共享。然而在工程设计领域却存在如下的问题：首先，以往设计过程中积累的经验知识无法向下一次设计传递；其次，在概念设计阶段初期，整个设计的成本、时间和质量就已确定，因此下游的工程设计人员很难将自己的想法融入方案设计之中；尽管如此，他们在很多情况下需要把原始的概念提供给设计人员修正，步骤的重复使设计成为一个达不到预期目的的耗时的过程。另外，由于设计和制造时分开的两个过程，设计人员需要考虑在制造过程中可能会遇到的所有情况，很不幸的是因为这些经验知识在他们的知识领域之外。
近年来，CAD/CAM/CAE和人工智能（Artificial Intelligence，AI）等技术迅猛发展以及在工程设计和制造系统领域广泛应用，尽管如此，还存在着设计和制造部门的信息界面仍多为工程图样的问题，设计人员无法在设计设计中将制造过程中面临的各种问题考虑进去。因此，人们对设计系统的要求和设计领域的现状之间的巨大差异必然导致一种革新的工程设计思想和方法的产生并借此来实现产品开发的高质量、短周期、低成本的要求。于是20世纪80年代末期提出了一种新型的工程设计系统---基于知识的工程（Knowledge-Based-Engineering，KBE）。
KBE实际上是一种存储并处理与产品模型有关的知识，并基于产品模型的构建智能化数字样机的系统。产品模型是产品设计过程的计算机内在表达，既包含零件的产品信息又包含创建过程信息。智能数字样机显化地表达了产品设计中的知识、存储产品如何设计、为什么这样设计以及做了什么样的设计等信息。KBE通过集成AI和CAX技术，专注于工程设计以及支持制造、分析等活动，遵循知识的连续性将之有机整合，使信息链路有序畅通，形成知识的组织结构图和工作流程图，通过知识驱动和最佳实践（Best Practice）的积累，提出工程问题和任务的最优解决方案。它的应用能够实现产品开发的高质量、短周期、低成本的目标。KBE的结构图如下图一所示：
马小宝，乐清洪，滕霖
（西安飞行自动控制研究所，西安 710065）
摘要：如何实现工程设计的自动化和智能化是一个重要的研究课题。本文中，通过分析工程设计中存在的问题和未来设计系统的要求，介绍了一种新的工程设计方法，这就是基于知识的工程（KBE），KBE能够有效的使整个企业实现工程知识共享并使设计过程智能化；并对KBE系统的关键技术、应用现状、应用过程中存在的问题以及未来的发展趋势作了分析和介绍。
关键词：工程设计；基于知识的工程；知识获取；基于事例的设计
1 引言
工程设计系统从早期的技术计算方面向并行、智能和集成方向发展。设计系统将有以下要求：1.支持并行工程环境，在设计的初始阶段就考虑后续的制造、装配和检验等环节；2.设计过程中有智能向导和在线帮助，将传统的CAD技术真正提升到计算机辅助设计的层次上；3.将外部知识运用于专业领域，达到多学科设计团队之间的知识共享。然而在工程设计领域却存在如下的问题：首先，以往设计过程中积累的经验知识无法向下一次设计传递；其次，在概念设计阶段初期，整个设计的成本、时间和质量就已确定，因此下游的工程设计人员很难将自己的想法融入方案设计之中；尽管如此，他们在很多情况下需要把原始的概念提供给设计人员修正，步骤的重复使设计成为一个达不到预期目的的耗时的过程。另外，由于设计和制造时分开的两个过程，设计人员需要考虑在制造过程中可能会遇到的所有情况，很不幸的是因为这些经验知识在他们的知识领域之外。
近年来，CAD/CAM/CAE和人工智能（Artificial Intelligence，AI）等技术迅猛发展以及在工程设计和制造系统领域广泛应用，尽管如此，还存在着设计和制造部门的信息界面仍多为工程图样的问题，设计人员无法在设计设计中将制造过程中面临的各种问题考虑进去。因此，人们对设计系统的要求和设计领域的现状之间的巨大差异必然导致一种革新的工程设计思想和方法的产生并借此来实现产品开发的高质量、短周期、低成本的要求。于是20世纪80年代末期提出了一种新型的工程设计系统---基于知识的工程（Knowledge-Based-Engineering，KBE）。
KBE实际上是一种存储并处理与产品模型有关的知识，并基于产品模型的构建智能化数字样机的系统。产品模型是产品设计过程的计算机内在表达，既包含零件的产品信息又包含创建过程信息。智能数字样机显化地表达了产品设计中的知识、存储产品如何设计、为什么这样设计以及做了什么样的设计等信息。KBE通过集成AI和CAX技术，专注于工程设计以及支持制造、分析等活动，遵循知识的连续性将之有机整合，使信息链路有序畅通，形成知识的组织结构图和工作流程图，通过知识驱动和最佳实践（Best Practice）的积累，提出工程问题和任务的最优解决方案。它的应用能够实现产品开发的高质量、短周期、低成本的目标。KBE的结构图如下图一所示：
