定制生产中的详细设计知识管理——小规模生产的工程知识建模和设计原理

可在ScienceDirect上获得目录列表计算设计与工程杂志首页：www.elsevier.com/locate/jcde计算设计与工程学报6（2019）479定制生产中的概念和详细设计知识管理JerzyPokojski，KonradOleksin'ski，JaroszawPruszyn'ski华沙理工大学汽车与建筑机械工程学院机械设计基础研究所，Narbutta 84，华沙，波兰阿提奇莱因福奥文章历史记录：2018年9月27日收到收到修订版，2019年2月19日接受，2019年2019年3月2日在线提供保留字：设计要求设计原理工程知识建模A B S T R A C T当前的市场形势迫使那些从事小规模生产的公司迅速满足客户的需求。通常，产品的设计必须满足一定的要求。还必须满足的其他条件是与环境、安全、维护和回收事项有关的法律规定所造成的限制。强加的要求往往是相互矛盾的。在这种情况下，设计过程是试图找到一个合理的妥协。满足上述所有条件是非常困难的，特别是对小公司来说。因此，工程师必须考虑与不同知识领域相关的更广泛的任务和责任。一个特定领域的知识并不总是掌握到允许他们在其中自由移动的程度在这种情况下，工程师愿意使用个人知识和实验作为设计信息的基本来源。还经常看到交换意见、共同评估概念和详细解决方案以及长期和短期的密切团队合作。支持所述进程的公共工具没有完全满足小组作者介绍了一个应用程序，支持解决这类问题的基础上建模，获得和存储的知识的建议。这项工作提出了支持的工程过程的特点和范围。接下来，软件的概念和结构，以及它的功能，使用实际的例子，这来自工业实践，提出。©2019计算设计与工程学会Elsevier的出版服务这是一个开放在CC BY-NC-ND许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）下访问文章1. 介绍当前的市场形势迫使生产机器的制造商确保其产品是严格定制的根据客户&&&&&这就需要不断地定制产品。因此，近年来已经观察到，设计上述机器的成本在最终产品的成本中所占的份额正在增加。这一点在应要求处理单位生产的小公司中尤为明显。其他因素增加了q选自第25届ISTE跨学科工程国际会议，2018年7月3日由计算设计与工程学会负责进行同行评审。*通讯作者。电子邮件地址：jerzy. pw.edu.pl（J. Pokojski），koleksinski@grupazpr。 pl（K.Oleksin'ski），j. zaprom.pl（J. Pruszyn'ski）.上述现象包括技术的持续和快速发展，特别是在机电一体化解决方案领域。新建的机器和设备也必须更高效。从接受制造机器的人的角度来看，情况似乎类似。为了具有竞争力，应该提供越来越好的产品，这对机器制造商提出了很高的要求。该研究基于该项目的实际问题，在一家小公司（约40名员工，设计 办 公 室 8 名 员 工 ） 进行，涉 及金属板加工机器的 设 计 和 制 造（Pruszyn'ski，Oleksi n'ski，&Pokojski，201 5）。对于高度定制的产品，设计过程从收到报价请求的那一刻报价的准备需要制定初步的概念设计。在开发此类项目时，必须保持相对较高的准确性，这一点通过在此阶段实施详细设计的选定要素来实现。这种类型的生产的另一个特征是原型通常也是将作为目标设备工作的设备设计过程必须涵盖比几年前更大的领域。通常，强加的要求是矛盾的。设计过程是一种妥协。因此，在本发明中，https://doi.org/10.1016/j.jcde.2019.02.0042288-4300/©2019计算设计与工程学会Elsevier的出版服务这是一个在CC BY-NC-ND许可证下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。480J. Pokojski et al./ Journal of Computational Design and Engineering 6（2019）479工程师的任务和工作范围要广得多。他们对某些特定领域的知识可能并不总是足以在没有任何限制的情况下执行。在这种情况下，工程师愿意使用公司的知识资源、外部咨询和实验作为信息来源（André等人，2017; Bossen等人，2017; Bracewell等人，2009;Hicks，Culley，Allen，&Mullineux，2002; Monticolo，Badin，Gomes，Bonjour，&Chamoret ， 2015; Pokojski 等 人 ， 2018; Pokojski 等 人 ，2018;Pokojski，2004;Pruszyn'ski等人，2015; Wang，2012）。实际上，每个项目（Pahl，Beitz，al，2007; Ullman，2002）都由新的、修改的和重复使用的元素组成，其中的组件涉及项目需求规范、初始成本、概念设计和详细设计等过程。概念设计和详细设计以及项目活动的相关其他领域，在嵌入现实的背景下，通常不仅对特定项目，而且对整个公司的运作都起着决定性作用。设计办公室的员工使用商业CAD/CAE软件和其他支持工程工作的专用系统和程序，有时是在公司或合作公司创建的（Pruszyn'ski等人，2015）。在他们的专业活动中，他们还相当广泛地使用其他计算机手段-主要用于在分布式环境中进行通信和工作。他们使用许多工具来保存从个人角度来看与设计过程的特定步骤相关的文本和视觉信息/知识。这只是根据正式和非正式制定的建议和程序部分执行的（Pokojski等人，2018;Pruszyn'ski等人， 2015）。在这一过程中，缺乏正在进行的整个过程的操作，以及在许多情况下，在人员层面上，以立即的方式，完全全面的整合，是由单独应用在屏幕上的本地整合主导。在具体过程的许多详细的子任务中，在使用所提供的工具时，存在着深远的个性化，以及个人创造力的元素。公司的管理者看到了基于他们知识的流程的真正潜力。他们还认识到与工程设计知识的表示、存储和重用的存在、创建、获取、结构化和标准化有关的问题。这些意见已成为采取具体行动的依据。第一步是识别并正式捕获公司员工使用的真实工程流程、资源和知识资源（Pokojski等人，2018;Pruszyn'ski等人，2015年）。接下来，决定尝试对目前（采用几年的时间视角）的工程过程进行详细的监测和清点（Pokojski等人，2018;Pruszyn'ski等人， 2015）。 这些材料成为创建分析工程过程的初始类型学的基础。下一步是渐进式实现，尝试创建概念并构建原型综合软件解决方案。该项目涉及以下领域：(1) 设计要求的表达，(2) 初始成本估算，(3) 概念设计，(4) 详细设计第3点和第4点被视为优先事项。在论文中讨论了在应用知识及其资源特征的背景下在公司中进行的工程过程分析的相关问题（Pruszyn'ski等人， 2015）。与概念设计阶段、方法和计算机工具的选择有关的主题在（Pokojski等人，2018;Pokojski等人， 2018年）。这项工作是上述工作的继续主要面向详细设计的作品，被视为与概念设计相结合的整体。这项工作的目的是创建有效的编程解决方案，在一个真正的公司实施，基于计算机为基础的，基于知识的工程支持（Pokojski，2004年; Regli，Hu，Atwood，Sun，2000年）领域的实际成就，将给公司的质量和效率的显着改善假设所使用的解决方案必须考虑到公司的规模、产品的特殊性、市场情况，最重要的是，考虑到工程过程的当前已确定的进步水平（因此，详细介绍了公司工程过程的示例及其计算机模型的演变-第4章）。 由于这些原因，人们认为重要的是确定设计办公室的实质性水平，作为一个整体，有一个具体的概念（Pokojski等人，2018;Pruszyn'ski等人， 2015年），并确定个人雇员的实质性水平，也可以从他们的专业传记中看出（Pruszyn'ski等人，2015）。所描述的情况是代表性的许多公司或部门的公司运作在现实世界中。这项工作包括三个部分：(1) 概述部分，即导言部分，载有对所讨论问题的一般性介绍-第1(2) 示例性的-包含在论文中提出的方法的应用的真实的工业示例的介绍-第6章，(3) 第7、8章，讨论结果和结论拟议的方法的特点是其巨大的概念和结构的多样性。从软件的角度来看，它是基于许多不同类型的软件，不同的语言和集成工具。对正在使用的软件工具的全面描述基本的新颖性是构建基于知识的软件的进化发展的概念，以多媒体的各种形式发挥作用（Bracewell等人 ， 2009; Chen ， Liu ， &Xie ， 2012; Chen ， 2010 ， 2012;Chungoora ， 2013;Ding ， Davies ， &McMahon ， 2009;Hisarcikliar&Boujut，2009;Keraron，Bernard，&Bachimont， 2009; Oehlberg ，2011; Sevilmis &Stork ，2007;Sim &Duffy，2003; Wallace，2006）到KBE工具（Baxter，2007年; Shooter，Keiroz，Szykman，&Fenves，2000年; Sriram，1997年; Stokes，2001年;Szykman，Sriram，Bochenek，Racz，&Senfaute，2000; Tong&Sriram，1992）和算法程序。整体上采取 了 基 本 设 计 模 式 的 形 式 （ Pokojski 和 Gil ， 2010 年 ， 2011年 ;PokojskiSzustakiewicz ， 2012 年 ;Pokojski ， Gil ，Szustakiewicz，2011年），这是相对灵活地创建更复杂的整体，真实的计算机辅助设计过程的基础，以确保所使用的模式的进一步进化发展。所提出的解决方案是现实地创建的，并在一个真实的公司中发挥作用。他们有一个相当广泛的，难以客观的，理论上的介绍光谱的可能性。在所采用的解决方案中，公司广泛的组织背景也非常重要-也很难用相对笼统的介绍进行沟通。与上述内容相关，我们决定通过一个具体的工程项目任务（公司中实施的较简单的任务之一）来说明大多数讨论的问题，该任务以直接描述性叙述的形式和具有各种实质性评论的综合工具的形式呈现。所采用的演示方法，通过其组件的多样性，也说明了所采用的解决方案的潜力。这项工作的作者认为，作为一个优先事项，环境的保护，从模型知识的角度来看，在实际条件下使用，其企业资源，是一个J. Pokojski et al./ Journal of Computational Design and Engineering 6（2019）479481在一个具体的现实中，试图涵盖知识的最大可能范围及其实质性掌握的水平，(not非常大的公司。其出发点是“人类可解释系统”的概念，结合了包含文本和多媒体形式的知识的模式。还假设环境将朝着知识建模和基于知识的工程工具的开发（Stokes，2001年）（特别是专用于设计平台（André等人， 2017年）。作者主要想创造一个环境，其中最重要的方面是知识（其高水平的完整性和一致性），而其技术和工具的进步将以渐进的方式发展和改进。试图避免文献中已知的适用性有限的许多部分解决方案（用于小型产品模型和相关活动领域）。目前，应该指出的是，目前还没有普遍可用的通用计算机工具支持这类过程。现有的系统能够实现上述功能中的然而，对于这种规模的公司来说，购买它们过于昂贵，而且在实施、使用和维护它们时过于劳动密集。由于这一事实，它们在这些组织中没有广泛使用。2. 相关工作和最新技术2.1. 机械设计中的工程知识建模目前，可以观察到，工程设计知识的存储和共享问题越来越被认为是 一 个 优 先 事 项 （ Cicloski ， 2001 年 ; Clarkson 和 Eckert ， 2005年;Gil，Pokojski，Skotnicki，Szustakiewicz，2011年; Linkiewicz和Marowski，2007年; Pokojski Cicloski，2007年; Pokojski，2000年，2003年，2005，2006，2007，2016，2016; Regli等人，2000; Ullman，2002）。造成这种情况的主要因素是：(1) 设计任务的复杂性显著增加。在项目实施过程中，来自不同领域的 专 家 之 间 的 合 作 和 信 息 交 流 至 关 重 要 （ Dongmina ，Dachaoa ， Yuchunb ， Hong ， &Z. ， 2012; Nomaguchi&Fujita ， 2013;Sobieszczanski-Sobieski ， Morris ， &vanTooren，2015;Trehan，Chapman，&Raju，2015; Verdegli，Bermell-Garcia，van Dijk，&Curran，2012）。(2) 越来越多的设计任务在分布式环境中进行。对于某些设计决策，需要交换证据和证明信息（Ouertani、Bad(3) 设计师换工作。需要将设计师的知识巩固为公司专有技术。（ Anglasegaran 等 人 ， 2013;Clarkson 和 Eckert ，2005;Pokojski，2004）。(4) 最常见的设计任务类型是重新设计。了解上一版本项目的信息设计 原 理 可 以 极 大 地 改 进 流 程 重 新 设 计 （ Auris icchio ，Bracewell，Hooey，2016;Moran Carroll，1996; Xiaofang，Li，Buis，2013）。(5) 存储知识的工具可以有效地帮助记忆设计，这可能是不可靠的（Pokojski，2004）。(6) 今天，在许多领域，整个产品生命周期都被考虑在内。知识工具 存 储 在 这 些 概 念 的 实 施 中 发 挥 着 越 来 越 重 要 的 作 用（Fan&Bermell-Garcia，2008年）。(7) 新兴设计文档的数量正在增长。需要工具来提供对该文档的智能 访 问 （ Clarkson 和 Eckert ， 2005;Pokojski ，2004;Sevilmis Stork，2007）。在获得建模知识（包括工程知识）时，主要问题通常是指定知识所理解的内容（Sriram，1997年; Tong Sriram，1992年）。在这种情况下，它主要是由一个参考的知识概念的口语理解。因此，知识是：描述、事实、规则、陈述等。通常，它强调知识具有一定的结构，并且各个项目相互关联，就像使用指定绑定表示的计算机模型一样。有时强调知识是一个人在一个特定的环境中所理解的东西。一个特定的情况，例如一些信息被呈现给两个不同的人-他们可以不同地理解，每个人都以个人的方式丰富他们的知识。许 多 研 究 涉 及 不 同 类 型 的 知 识 （ Clarkson 和 Eckert ， 2005;Pokojski，2004）。大多数知识是程序性的、陈述性的和隐性的。程序性知识是以算法程序的形式表达的知识。陈述性知识主要是真理的集合，其中每一个都可以被指定为真或假。默会知识被理解为特定的技能，接近人类。知识通常可以以正式或非正式的形式存在（Stokes，2001; Trehan等人，2015年）。形式形式通常被理解为表达、记录和储存知识的某种结构化形式。非正式特征通常被理解为用于保存非结构化的、由人直接表达的知识的表征。关于设计知识，在这种情况下，它通常用于产品特征、产品形式及其行为的知识的给定划分。这种划分使得设计知识模型变得容易设计知识的这些领域中的每一个都可以使用不同的表示来表示。它们可以是关于产品功能或如何塑造其形式的描述性叙述。它也可以是关于这些问题的算法或规则集。然而，最常见的是在实际情况下，我们遇到的初始表示（直接来自设计师），在特定的产品和设计过程中通常是混合的，这意味着它们采用不同的类型和特征。设计知识建模问题现在可以使用两类计算机工具进行建模（Gil等人，2011; Pokojski和Gil，2010，2011; Pokojski& Szustakiewicz，2012; Pokojski等人， 2011年）。第一组与知识管理（KM）主题相关。第二组包括属于被称为基于知识的工程（KBE）的组的工具。2.2. 知识存储第一组工具，用于存储知识的工具，用于以不同的表示形式保存设计知识（Clarkson和Eckert，2005; Pokojski，2004）。它被用于正式和非正式的方法。存储知识的使用阶段非常重要。这些工具首先是为那些通过各种搜索方法在特定时刻获得所需信息的人设计的。结构化知识是基于不同可能分类的这类系统。这可以是主题划分，按时间顺序，与每个项目活动类型相关联等。在这类课程中，有各种各样的概念，结构和 实 际 解 决 方 案 （ Pokojski&Cicloski ， 2007 年 ; Pokojski 和Niedzióloska，2005年，2006年; Pokojski，2006年、2007年、2006年、2007年）。482J. Pokojski et al./ Journal of Computational Design and Engineering 6（2019）479总之，所表征的工具组允许对工程设计知识进行建模，以供人类稍后直接使用（Jasrasegaran等人，2013; Clarkson和Eckert，2005;Monticolo等人，2015; Pahl等人，2007; Pokojski，2004）。所使用的工具是不同的方法来分类知识或允许它以某种方式进行过滤和估价。这些工具中的大多数提供了对单个用户配置文件进行建模的可能性大多数情况下，这些功能可以简化解决个人任务，个人设计迭代，延续个人工作风格，以及单独开发的模板（Cicelki，2001;Pokojski，2004）。这促进了一种典型的非正式和非结构化的人类行为。这些功能可以以固定媒体注释或媒体保存的通信动作的形式添加到信息中。设计具有项目文档存储库的知识存储软件的解决方案很有趣，并提供了一个新的视角。如果软件提供创建个人档案的能力，则可以将添加到设计文档中的信息与其他信息相关联，并在不同的项目中，以及将与设计过程的实施相关的信息捆绑在一起（Cicolski，2001;Pokojski Cicolski ， 2007; Pokojski 和 Niedzióka ， 2005 ，2006;Pokojski ， Pruszyn′ski ， Oleksin′ski ， 2010;Pokojski ， 2004 ，2006，2006，2007，2007），从而使其成为个人知识管理的工具。这个方向也有更广泛的概念成就。在工具的特征分类领域，我们也可以看到它们发展的一些新趋势。在这种情况下，可以区分四组解决方案。第一种方法是针对我们今天在设计办公室中的情况，设计文档以不同的格式存储在不同的设备上，并且通常非常广泛。潜在的问题是在需要时快速找到搜索的文档。有人提出了一些工具，允许您对特定文档的搜索模板进行建模（Sevilmis&Stork，2007）。第二组工具基于在项目文档形成过程中（在设计过程中）向项目文档添加注释的概念（Pokojski等人， 2010年）。 这些笔记可以采用多媒体特性，并与其他资源相结合。第三组办法所依据的假设是，在任何情况下都有可能确定被推荐为非常有效的解决办法、办法和程序。这是假设在设计者之间共享有价值的设计知识的功能（McMahon等人，2004年）。第四组是指基于以下假设的趋势：如果已经建立了存储知识的具体应用程序，这些应用程序应该是有效的（Baxter，2007年; Clarkson和Eckert，2005年）。通常，通过严格限制知识建模所涉及的问题的实质范围，最容易实现这一点。2.3. 基于知识的工程在计算机方法在辅助设计（CAD/CAE系统）中的应用初步发展一段时间后，在工程活动的许多领域，设计和产品开发已经开始主要基于实质性知识的深化和基于历史知识的设计空间的渗透，这是过去的成就和经验的结果（Clarkson和Eckert，2005年; Sobieszczanski-Sobieski等人，2015; Stokes，2001; Trehan等人，2015年; Verdinger等人，2012年）的报告。设计开始与进度计划例行联系起来具有创新性的。在这种情况下，问题变成了创建和改进适当的计算机工具。一个工具，其任务是帮助这个任务类是基于知识的工程（KBE）。KBE的创立是基于设计过程个性化的理念，并提供了有效保存知识工程的可能性，以确保其有效的重用（Baxter，2007; Levandowski，Jiao，&Johannesson，2015; Stjepandic，Vernesi，Liese，Bermell-Garcia，2015; Stjepandic，Ostrosi，Fougeres，Kurth，2015;Stokes，2001）。KBE的目的是让模型工程设计知识的形式公式，规则，面向对象的建模等，然后保存知识的模块集成的工具，用于创建几何模型和其他模型（CAD/CAE系统）。KBE应用程序开发也可以通过编程完成。用某种编程语言编写的模块可以与CAD/CAE系统集成。KBE应用程序通常允许部分设计过程的自动化。这一阶段持续多年，经历了各个发展阶段。在90年代的KBE工具中，只有少数几个工程支持系统（如KTI的产品ICAD系统）。不久之后，KBE模块作为大多数CAD/CAE系统的组件出现（Levandowski等人，2015;Sobieszczanski-Sobieski等人，2015; Stjepandic等人，2015;Stjepandic等人，2015年;斯托克斯，2001;Trehan等人，2015年; Verdinger等人， 2012年）的报告。构建KBE应用程序仍然是一项耗时费力的活动。创建它的过程包括两个阶段的获取知识和阶段的建模这种知识-边缘最后的效果-KBE的目的是允许自动执行的设计过程中，根据当前的建模知识。广泛使用的应用程序支持以下类工程任务：创建几何模型的过程，几何模型的检查过程，以及基于先前创建的几何模型构建其他模型（例如计算模型）的过程KBE的应用在很短的时间内就得到了广泛的工业应用。大多数辅助设计过程的选定部分，这些部分组成了更复杂的整体。从KBE工具出现的那一刻起，就有人试图提高创建这些应用程序的过程的有效性 （ Baxter ， 2007; Gil 等 人 ， 2011; Levandowski 等 人 ，2015;Skarka ， 2007; Stjepandic 等 人 ， 2015; Stjepandic 等 人 ，2015;Stokes，2001）。有时，创建了整个方法，有时只有某些模板或部分解决方案。如果问题与计算机支持工程工作有关，则通常首先创建基于概念和KBE 工 具 的 新 计 算 机 工 具 版 本 （ Pokojski 和 Gil ， 2010 ， 2011;Pokojski&Szustakiewicz，2012; Pokojski等人，2011年）。通常它由接口模型和概念的实现功能组成，最常见的解决方案是当前市场上可用的软件。然后功能慢慢出现到配置、生成、结构评价等阶段。设计知识可以使用不同的表示法进行建模，并且建模知识的详细程度可以非常不同。一般来说，我们可以得出这样的结论：表示层次越初级，知识构建过程建模越详细，形式模型就越长。应该注意的是，目前有许多结构-概念的可能性，以KBE应用的形式 ， 更 不 用 说 工 具 的 可 能 性 （ Pokojski 和 Gil ， 2010 年 ， 2011年;Pokojski &Szustakiewicz，2012年; Pokojski等人， 2011年）。KBE的建设应用需要相当广泛的知识和经验，一个人不可能达到很高的水平（这些人的单一职业传记是高度个性化的）。描述KBE工具方面的特征，可以说，最初构建应用程序时没有明确的目标，J. Pokojski et al./ Journal of Computational Design and Engineering 6（2019）479483产品模型或设计过程模型。许多应用程序主要基于已完成的设计过程中产生的建议。当人们注意到与知识开发过程建模有关的问题时 ， 转 向 首 先 创 建 （ Baxter ， 2007; Clarkson 和 Eckert ，2005;Pokojski和Gil，2010，2011; Pokojski Szustakiewicz，2012;Pokojski等人，2011;Stokes，2001）。另一个转折点是使用面向对象建模来构建产品模型和模型设计过程（Sriram，1997; Stokes，2001; Tong Sriram，1992）。在这些问题的文献中，最经常遇到的是面向对象的产品模型。今天根 据其能力 ，这样的 软件可以 是产品平台 或设计平 台（André等人，2017; Levandowski等人，2015; Stjepandic等人，2015; Stjepandic等人， 2015年）。在许多情况下，这种方法原则上可以是专用KBE应用程序的示例2.4. 拟议办法本章介绍的方法假设了设计知识的二元性（Gil等人，2011年）。在每一个设计领域，通常是一种理论（theories）、诀窍（know-how）和知识，以多年来发展的活动列表的形式表达出来，这些活动是连贯的，具有一定的实质性水平，并使我们能够掌握特定项目过程的本质。在此基础上，开发了自动化程序、设计支持系统和KBE应用程序。其运行结果是产品/过程部分模型。部分模型可以使用CAD/CAE系统进行可视化。在产品建模阶段使用KBE工具可以使设计过程非常有效。上述问题还有第二个背景-知识管理背景。理论问题的知识通常是广泛的，有文献，模型，发展阶段，很难从单独的元素的角度考虑。在这种情况下，用于存储知识的软件可以是知识源、注释和该知识的演变的描述的存储库。知识存储系统的内容是解释知识的特定元素的背景的知识源，这些知识元素在KBE应用中被建模。以上描述了目前在开发支持工程设计过程的自动化软件方面可以观察到的趋势。所呈现的特征表明KBE工具在当代设计事务所中广泛存在。但它们是昂贵的工具。考虑到这些工具的演变发展，很难建立大型系统并提供解决方案。这在实现单位生产的小公司中尤其明显。这项工作涉及这类问题。许多研究中心、软件制造商和用户都在试图改变这种状态。搜索的最常见方向是创建聚合数据结构，其任务是加快应用程序开发的过程。这种搜索的实现可能看起来非常不同，从非常一般的面向对象的形式主义（Sriram，1997; Stokes，2001; Tong&Sriram，1992）到非常狭窄的解决方案类别（Gil，Pokojski，Skotnicki，Szustakiewicz，2009; Pokojski，Okapiec，Witkowski，2002; Skarka，2007）。所提出的方法可能会有所不同，学位，既指开发编程技术的典型方法和工具，也指设计理论的成就，以及在这一领域观察到的原型和原型它们也可以非常有力地基于由具体现实产生的经验前提这项工作的关键观察是，构建的KBE应用程序在其生命周期中通常有许多阶段（Pokojski，2004）。这些阶段通常首先是区分知识本身建模的不同状态的典型阶段，然后是构建KBE应用程序初始版本的典型阶段，以及创建更完美（通常更复杂）的后续开发迭代的进一步过程。上述方法可以应用于同一活动。可以创建与该特定活动相关的知识资源的生命模型，其中知识表达的阶段，例如在以下状态/类中，将依次遵循：(1) 以描述性和多媒体形式表达的知识，非结构化的，来自人类的，为人类服务的，(2) 以描述性和多媒体形式表达的知识，以推荐活动清单的形式组织的知识，来源于人类并为人类服务，(3) - 以描述性和多媒体形式表达的知识，以推荐的活动列表的形式结构化的知识，其来源于人类并旨在用于人类;-它是先前状态的几个不同细节级别的代表（个体解决方案取决于知识的提供者和接受者的准备级别(4) 以原型KBE应用程序的形式表达的知识，(5) 以更高级的KBE应用程序的形式表达的知识;它是对先前状态的重复，用于几个不同层次的细节（取决于实际需求的单独解决方案，创建KBE应用程序的机会和其他关键资源），在设计任务的考虑类（小公司，单位生产），设计师通常只愿意使用KBE类5工具。然而，这是不现实的。然而，建立一个逻辑上合理的过程是可能的，其中每个实施的活动，就工具而言，可以发生在上述类别之一，并逐渐演变，改变其属于特定工具类别。影响从一个类到另一个类的过渡的主要因素应该是使用的需要，以及使用特定工具的频率当然，这转化为适当的经济指标（工具的构造和开发的时间和成本，以及其使用的时间和成本等）。所提出的解决方案在具有单位生产轮廓的小公司中特别有用这项工作涉及在实际工业条件下测试上述概念。所提出的方法被应用在一个现实世界中的公司雇用约40人和8人在设计办公室工作。目前，该公司每年设计，制造和推出约15产品的复杂程度与某些单个汽车系统的复杂程度相似在公司的设计过程中，知识在特定的“生产线”单元之间转移- 产品以及同一条“生产线”内的产品。还需要从一开始就获得或创建一些这项工作的重点是用上文界定的实际资源和实际知识转让来484J. Pokojski et al./ Journal of Computational Design and Engineering 6（2019）4792.5. 拟议办法及替代方法和工具该文件强调了概念设计和详细设计阶段之间的密切联系。在所考虑的公司类别的情况下，这是由于设计团队规模小而导致的自然现象-在许多情况下，概念创建和详细设计都是由同一个人进行 的 同 样 典 型 的 是 在 工 作 中 描 述 的 现 象 （ Badke-SchaubFrankeberger，1999; Dorner，1999）的设计方法由从业者实施，其中概念设计阶段在许多情况下不为公众所注意，并且直接，主要是精神上，与详细设计相结合。此外，在2000年后德国关于方法设计范围的工作中，有人指出，当前一代年轻工程师独立地将详细设计的典型计算机工具集成到方法开发过程中。目前，有许多创新的方法可以应用于实际的项目任务。其中一种技术是众包/众感（Atzmueller，Becker，&Mueller，2017; Grace等人， 2015; Niu ， Qin ， Vines ， Wong ， &Lu ， 2018;Xiang ，Sun，You，&Yang，2018）。众包的基本思想是在产品设计和开发过程中包括外部合作，并利用它来产生新的概念解决方案。 该论文（Niu等人， 2018年，他在这方面取得了成绩。人群感知与多个人在多个设备上收集多个数据相关联。这些数据收集成为得出一般性结论的基础。这一概念不适用于所考虑的项目任务类别-公司规模小，生产单一。实际上，由于机电一体化技术在制造产品中的存在，它被用来直接通过制造设备收集各种信息。目前，数据驱动设计在许多情况下是传统设计方法的一个有价值的补充（Bach，Langner，Otten，Sax，2017; Cygan，2018）。这种方法假设在设计过程中使用广泛的真实世界的实验数据。在考虑中的公司中，由于团队相对较小，因此不应用此方法。周期性地，可能存在被列为人群感知的解决方案。质量部署函数方法是不同的，并且已经使用了相当长的时间（Reich，1996; Yeh，Huang，Yu，2011）。它看起来像手动的，然后是计算机的方法。它基于识别客户期望/需求，然后在设计和开发新产品的过程中使用它们，同时最大限度地提高客户满意度。总的来说，这都是关于产品制造层面的质量保证。TRIZ方法是一种也用于创建新解决方案的方法（Orloff，2006; Yeh等人，2011年）。它基于对专利申请的广泛分析。它以其原始形式和当代形式出现。自20世纪80年代以来，已经尝试在各种应用中构建和使用本体，包括技术应用（El Kadiri，2015; Khattak，2013; Liu Lim，2011;Mizoguchi&Kozaki，2009; Song，Zacharewicz，Chen，2013; Xu和Bernard，2010，2011; Xu，2011）。原则上，在大多数作品中，作者同意其使用的可重复性。然而，这方面的实际需求规模非常大。该公司承担的设计任务利用现有的资源来构建真实的、整体的本体（今天这意味着大量的手工工作）几乎是不可能的。采用基于本体碎片的方法是可行的和实用的-在一个或多个支持/自动化特定项目工作的应用程序中使用的本地定义的字典工作还涉及成本估算和变量设计的问题现有的成本计算系统主要考 虑 生 产 产 品 的 成 本 （ Peruzzini ， Raffaeli ， Mandolini ，2017）。这是有意为之的，在批量生产或大规模生产的情况下，生产以外的成本在总成本中所占的份额并不大，这是非常有利可图的。由于该公司的特殊性，主要处理原型的单位生产，设计成本的份额非常高。旨在 创建产品 变体的方 法在许多 情况下 非常有用 。这项工 作（Peruzzini，Raffaeli，Malatesta，&Germani，2017）提出了一个应用程序/平台，用于基于家用电器的示例创建解决方案变体，其特征在于模块化结构。成本估算的可能性也在那里实施，这似乎具有与工作成本计算相同的特征/限制（Peruzzini等人，2017年）。研究表明，在重新设计或设计新产品变型的情况下，设计效率要高得多。 产品模块的配置可以基于先前定义的元素和假设的选择。提出了一种由结构、功能和模块三个层次组成的系统模型。这与本工作中所包含的建议是相当一致的。所呈现的平台的主要功能是创建可能存在于许多配置中的设备解决方案的变体。使用的示例描述了营销团队的一名成员，他根据市场需求构建了一个新的产品配置。必须由经验丰富的工程师介绍应用工程所依据的规则。引入这些规则是劳动密集型的。没有强调设计者将从使用所提出的方法中获得的好处。本章介绍的办法和方法，主要是由于现有资源有限，没有在工作中直接使用。然而，在许多情况下，应用了在内容方面类似的一些要素或解决方案。这些事实支持了开展旨在实现自动化或使更多有效利用这些方法和手段。3. 工程知识模型的概念作者在与制作公司合作期间收集的经验允许确定IT 工具可以提高项目任务质量的领域（Pruszy n 'ski 等人 ， 2015年）。实施这些工具的结果通常是效率的提高和质量工程过程的改进所提出的建议涉及项目要求的正式确定、初步费用估计以及概念和详细设计等阶段。3.1. 设计需求表达创建需求列表是每个已实现项目的第一步。这是一个非常重要的阶段，对接下来的每个设计阶段都有决定性的影响。正确选择和描述需求列表是一项复杂的任务。客户和机器制造商之间的沟通经常会出现问题。客户并不总是能够以适当的方式传达他们的需求和他们的推理。此阶段的任何错误或误解均可能导致后续阶段的重大成本投入。与客户的会谈和谈判通常使用各种IT工具进行。他们的形式通常是一个多媒体可视化的可用J. Pokojski et al./ Journal of Computational Design and Engineering 6（2019）479485设计和生产的可能性。为此目的，电影目前senting可用的解决方案和机器使用.使用计算机工具，个别解决方案和特定机器的可用适配和配置进行建模和介绍。嵌入建议版本的信息是在当前的市场现实中提出的。一般来说，基于以最原始的源形式呈现所有信息的方法在这里占主导地位。3.