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设计概论论文范文1
适航要求中的结构约束主要包括民机某部分系统或子系统必须具有的物理结构组成及对象的某些形状、尺寸要求。此处将物理对象的材料类型和相应的强度要求也纳入了结构约束的范畴。此类要求常见于CCAR-25部C分部(结构)，D分部(设计与构造)等。对于结构约束的表达采用以下形式：<OS,(ES,PS)>。(3)式中：OS代表物理结构特征的主体，ES和PS代表两种结构约束类型，ES为结构组成约束，如要求必须存在某种物理结构；PS为某物理结构的空间尺寸、形状限制。例如CCAR25.777(e)中规定了襟翼和其他辅助升力装置的操纵器件在驾驶舱的位置要求：“操纵台上部，油门杆之后，对准或右偏于操作台中心线并在起落架操纵器件之后至少254mm”。该条款要求属于结构设计要求，条款中出现了数值型约束，表达方式为{操纵器件:起落架{*}@≥"254mm"}，相应的概念图索引如图5所示。按照上述方式建立了包含CCAR25部B分部“飞行”、C分部“结构”、D分部“设计与构造”和E分部“动力装置”共290条适航条款的概念图本体库，基本覆盖了民机设计中性能操稳、结构强度和动力燃油部分的适航要求（除A分部“总则”，F分部“机载设备相关”和G分部“使用限制和资料”外）。采用以上方式从适航条款中提取设计约束信息的完备程度，并依此建立的适航条款的概念图索引很大程度上决定了后续能否根据设计任务检索到所有适用的条款要求，即条款检索的完备性，对于民机设计至关重要。因此，为尽量保证能够从条款要求中完备地提取关键“概念(包括设计特征、指标或参数)”，需经过以下过程：①通过适航条款的字面分析，包括研究条款条文、条款相关的修正案和咨询公告等文件进行初步提取；②参考已有同类机型（同级别）的型号取证数据，通过对比和构型差异分析进一步补充和完善；③在此基础上进一步由各专业有丰富型号经验的设计师进行评议、完善和确认。即便如此，这种完备性仍是相对的，因为一方面，随着航空技术的进步和航空事故的教训，适航要求也会不断修订、发展和完善；另一方面，随着民机制造商型号经验的积累和技术能力水平的提升，对于适航条款的理解会逐步加深，这种信息提取的完备性也会不断提高。
2适航要求的识别和检索机制
适航要求识别与获取的目的在于根据当前设计任务检索适用的适航条款要求，本质上属于一种依据索引的文本检索[13]。与传统的关键词检索相比，用于建立设计任务和适用条款要求之间映射的索引不是若干离散的关键词，而是一种由概念图表达的结构化索引，构成索引的“概念”之间具有内部关联性；另外，由于适航条款的概括性，建立条款索引的概念集中包含的很多概念术语超出了条款文本范围。例如，CCAR25.581闪电防护条款的条文中并未明确提及飞机的燃油系统，但燃油系统设计必然需要考虑该条款要求。因此，“燃油系统”要包含在该条款索引的概念集中，而这种情况主要依靠设计师的经验知识来保证。针对适航条款的特点，本文提出一种基于匹配度的适航条款要求检索方法，即某适航条款对于当前设计任务的适用性可通过设计任务中包含的民机设计特征与条款约束的设计对象之间的匹配度来衡量。2.1匹配度对象（设计特征）之间的匹配过程包括两个步骤：首先判断当前设计对象与条款约束的对象名称是否一致；若对象名一致，则进一步判断对象属性值之间的一致程度；否则，两者完全不匹配。此处，设ai为当前设计对象a的第i个属性值，bi为条款约束的对象b与之相对应的属性值，则M(aibi)表示两者属性值之间的匹配度函数。若ai和bi为枚举型取值，则匹配度计算公式如式（4）：2.2检索算法根据上述介绍，基于匹配度的适航条款检索算法如图6所示，详细的检索步骤描述如下：步骤1输入飞机的某设计特征（系统、子系统及其结构组成）作为当前设计特征Pc（当前设计对象）。步骤2读取Pc相关的特征约束C(Pc)，这里的C(Pc)主要来自于对于产品整体的属性约束或继承自父级特征的属性约束。步骤3读取Pc的关联特征，生成关联特征集；此处的关联特征包括Pc的下一级结构特征，以及与Pc在功能或结构上存在关联关系的其他设计特征；此处构建关联特征集的目的在于扩大适用条款的检索范围。步骤4从适航条款数据库中读取第一条未被检索过的条款作为当前条款，如果成功，则进一步读取该条款约束的目标对象Pc’及其特征约束；否则退出程序。步骤5比较Pc和Pc’，如果Pc=Pc’，则进一步比较其属性特征C(Pc)和C(Pc’)，并按式（6）计算其匹配度Mi。步骤6如果Pc≠Pc’，则该条款的目标对象与当前设计特征不匹配，但可能与Pc的某项关联设计特征相匹配。因此，进一步读取Pc’的关联对象集Pr’，判断Pr与Pr’是否相交，即按照式（7）计算Mj。步骤7若Mi>0，则当前设计特征与条款约束的目标对象一致，该条款为当前设计特征的主要适用条款，从而将该条款录入适用条款集；否则转步骤8。步骤8若Mj>0，则当前条款为当前设计特征的相关条款，属于次级适用条款，也将该条款录入适用条款集；否则，当前条款为完全不适用条款，转步骤9。步骤9将当前条款的状态标记为已检索过的条款，转步骤4。步骤10适航条款数据库中的所有条款都被检索过，退出程序。
3实现与应用
根据本文提出的方法进行相应的软件实现。采用技术，利用VisualStudio2008软件开发平台和SQLServer2008数据库系统开发出一套民机适航要求的识别与确认系统，用于辅助某民机制造商的适航工程师（型号各分系统适航审定计划的负责人）根据某些设计任务中的民机设计特征检索适航条款数据库，形成型号各专业适航审定基础中适用条款集合的初步方案。以民机起落架系统中的部分设计特征“主起落架及舱门”为例检索其适用的适航条款要求。首先，定义当前的设计任务，包括明确目标设计特征，定义目标设计特征所在型号的飞机级特征参数要求，并将主起落架系统的父级系统和子级系统作为关联设计特征，形成当前设计任务的概念术语集用于检索，如图7所示。依次根据目标设计特征“主起落架及舱门”及其关联特征（如父级设计特征起落架系统，子级设计特征收放系统、机轮系统等）检索适航规章数据库。此处以CCAR25.721条为例（如图8），首先进行当前设计特征与条款约束的目标对象名称的比对；若一致，则进一步进行（飞机级）特征参数的匹配。
4结束语
设计概论论文范文2
在工程规划设计中，随着计算机的广泛应用，多以长系列法进行兴利调节计算，但有时或因工作周期短，或因进行多方案比较，中小设计流域可能还受资料条件的限制等，典型年法还是有其独到的作用。在供水水库的兴利调节计算和水电站的水能计算中，由于供水过程是较为均匀的，典型年法和长系列法的成果较为接近，而对灌溉水库来说，由于其需水过程是不均匀的，有其相对的需水高峰，因此，选择不同的典型年份求得的灌溉库容与长系列成果可能差异较大。本文以贵州省遵义县水泊渡水库为例，说明典型年选择中应注意的问题。
2工程概况
遵义县水泊渡水库地处贵州省的北部，位于乌江的二级支流上，工程坝址以上集水面积241km2。流域多年平均降水量1040mm，多年平均径流量1.13亿m3，是一座以灌溉为主兼顾供水的中型水库，总库容6550万m3，设计灌溉面积11646.5hm2，城镇日供水4万t。灌区位于遵义县南部，是贵州的粮食主产区之一，作物组成以水稻为主，兼有小麦、油菜、玉米、茶园等粮食和经济作物，复种指数1.8～2.0，灌区多年平均干旱指数0.75，为一般干旱区，以夏旱为主，特别是伏旱影响最大。变化规律为三年一小旱，五年一中旱，十年一大旱。
流域属无资料地区，其径流计算以邻近的湘江站为参证站，采用水文比拟法结合降水修正来推求，用水过程则根据历年各种作物的设计节水灌溉定额推求。在所选用的1971～1996年资料系列中，丰平枯年份分别占9年、8年、9年，且包含了1975、1986、1993年等中等干旱年及1972、1981、1990年等大旱年，以及1977、1991年等丰水年，因此，其来、用水过程代表性较好，这为以下的分析研究打下了坚实基础。水库P=75%设计年来水量8840万m3，P=85%设计年来水量7800万m3。
3典型年比较
根据规范要求，该灌区位于南方多雨区，作物以水稻为主，其设计保证率的范围为75%～95%，本文主要针对P=75%和P=85%进行分析；调节性能的研究范围为不完全年调节至完全多年调节。灌区作物以种植中稻为主，并且以中稻的需水量为最大，其灌溉期为5～8月。根据湘江水文站水文年及（5～8）月平均流量系列，/%P=75%典型年选择1975、1979、1980、1993年进行比较，P=85%典型年选择1972、1981、1986、1990年进行比较，各典型年的年及（5～8）月平均流量和经验频率见表1、表2。
表1P=75%典型年比较表
ComparisonoftherunofffortypicalyearswithP=75%
--------------------------------------------------------------------------------
年径流
（5～8月）径流
年份
--------------------------------------------------------------------------------
Q(m3/s)
P(%)
Q(m3/s)
P(%)
--------------------------------------------------------------------------------
1975
7.41
74.07
12.4
62.96
1979
6.68
85.19
11.1
70.37
1980
7.65
66.67
10.4
77.78
1993
7.13
77.78
11.6
66.67
设计值
6.87
75.00
10.9
75.00
--------------------------------------------------------------------------------
表2P=85%典型年比较表
ComparisonoftherunofffortypicalyearswithP=85%
--------------------------------------------------------------------------------
年径流
（5～8月）径流
年份
--------------------------------------------------------------------------------
Q(m3/s)
P(%)
Q(m3/s)
P(%)
--------------------------------------------------------------------------------
1972
6.98
81.48
8.38
88.89
1981
5.17
92.59
8.13
92.59
1986
5.50
88.89
10.4
81.48
1990
4.03
96.30
5.83
96.30
设计值
6.09
85.00
9.14
85.00
--------------------------------------------------------------------------------
由表可见，对P=75%来说，1979年全年及（5～8）月实测流量与设计值最为接近，其它年份来水均比设计值丰沛；而对P=85%来说，1981、1990年的经验频率均高于设计频率，实测流量均小于设计值，1972、1986年的经验频率和实测流量与设计值相近，另外，1990年干旱是建国以来最严重的干旱，其重现期为50年一遇，1972年干旱排第二位。单从年和（5～8）月平均流量来说，P=75%典型年份选择1979年较好，P=85%典型年份选择1972年较好。
典型年年内径流分配过程以湘江水文站实测径流过程进行同频率修正，用水典型按长系列用水量进行选定，灌区P=75%年用水量6060万m3，P=85%年用水量6540万m3。为进行不同调节性能的比较，假定不同的年用水量放大系数(即表3、表4中的K)，求得各个用水量相应的用水过程，进行长系列和典型年法兴利调节计算，长系列法求得的库容作为设计库容，成果见表3、表4。从表中可见：
(1)在P＝75%的4个典型年中，以1975年为典型求得的库容与设计值最为接近，而以最理想的1979年为典型求得的库容为最小。各典型年年库容与设计库容的比值，最大为1.42倍，最婿为0.36倍。
(2)在P＝85%的4个典型年中，以干旱最严重的1990年为典型求得的库容与设计值最为接近，而以比较干旱的1972年为典型求得的库容为最大，其它年份的库容均小于设计值，特别是年及(5～8)月平均流量的经验频率均达92.6%的1981年为典型求得的库容远小于设计值。各典型年年库容与设计库容的比值，最大为1.41倍，最婿为0.13倍。
表3P=75%不同典型年的年库容比较及年内亏水折算系数成果表
Comparisonofyearlystoragecapacityofeverytypicalyearand
conversioncoefficientofyearlydeficientwaterwithP=75%
--------------------------------------------------------------------------------
项目
K=0.54
K=1.00
K=1.08
K=1.28
K=1.46
K=1.58
K=1.67
K=1.76
--------------------------------------------------------------------------------
1975年
652
1599
1813
2376
2973
3452
3835
4176
1979年
240
821
936
1544
2320
2859
3293
3679
V年(万m3)
1980年
186
868
1029
1663
2439
2979
3413
3798
1993年
616
2037
2277
2915
3456
3832
4135
4403
--------------------------------------------------------------------------------
长系列V兴(万m3)
520
1435
1733
2434
3137
3788
4244
4635
--------------------------------------------------------------------------------
年内
亏水量
313
1107
1730
2288
亏水
库容折算系数
0.524
0.304
0.237
0.201
--------------------------------------------------------------------------------
调节性能
不完全
不完全
不完全
不完全
不完全
不完全
不完全
完全
年调节
年调节
年调节
年调节
多年调节
多年调节
多年调节
多年调节
--------------------------------------------------------------------------------
那么为什么不同的典型年求得的库容差异如此之大，而且与典型年选择的结论完全相悖呢？可以从历年的径流过程及灌区干旱特性来分析原因。虽然各个典型年的全年和（5～8）月的平均流量和经验频率与设计值较为接近，但其分配过程各异，因此，求得的库容千差万别。各典型年5～8月逐旬平均流量过程线见图1。图中可见：
表4P=85%不同典型年的年库容比较及年内亏水折算系数成果表
Comparisonofyearlystoragecapacityofeverytypicalyearandconversion
coefficientofyearlydeficientwaterwithP=85%
--------------------------------------------------------------------------------
项目
K=0.50
K=1.00
K=1.19
K=1.35
K=1.46
K=1.55
K=1.63
--------------------------------------------------------------------------------
V年(万m3)
1972年
877
2771
3498
4114
4542
4905
5231
1981年
86.6
1029
1993
2783
3332
3797
4214
1986年
443
954
1924
2714
3263
3728
4145
1990年
737
2040
2538
2959
3454
3919
4336
--------------------------------------------------------------------------------
长系列V兴(万m3)
646
1967
2731
3573
4336
5346
6473
--------------------------------------------------------------------------------
年内
亏水量
271
1389
2180
2877
3508
亏水
库容折算系数
0.714
0.443
0.404
0.496
0.609
--------------------------------------------------------------------------------
调节性能
不完全
不完全
不完全
不完全
不完全
不完全
完全
年调节
年调节
多年调节
多年调节
多年调节
多年调节
多年调节
--------------------------------------------------------------------------------
(1)P=75%：1975年属中等干旱年，6～8月较干旱；而1979年用水关键时期7～8月来水均匀；1980年干旱月份较少，6、7月份来水较丰沛；1993年径流分配过程较恶劣，5～7月来水较枯，其年库容为最大。因此，P=75%典型年选择1975年为宜。
(2)P=85%：1990年伏旱自7月份持续到8月底；而1972年的径流分配过程相当恶劣，5月下旬的径流量占（5～8）月径流总量的40%以上；1981年的来水丰枯交替出现，径流分配过程则较为均匀；1986年虽5月和8月来水较少，但5月份的用水也少。因此，P=85%典型年选择1990年为宜。
图1各典型年5～8月逐旬平均流量及均值过程线
Thetendaymeanflowdischargeanditsaveragevalueintheperiod
fromMaytoAugustineverytypicalyear
总之，由于典型年法要进行同频率修正，移用的是其径流分配率，因此，在选择典型年时，除了注意年、灌溉期实测流量和经验频率与设计值相近外，还应注意径流过程的代表性及灌区的干旱特性，可选择多个典型年分析、比较，以期选择最合适的典型年份，既经济又合理地确定水库规模。
4典型年法年内亏水的处理方法
当水库调节性能高于完全年调节时，当年来水不能满足需求，需进行多年调节。一般认为，水库的兴利库容由年库容和多年库容所组成。年库容由所选典型年推求；多年库容拦蓄丰水年的多余水量以补充枯水年的年水量的不足，多年库容一般用线解图法推求，这里提出一种较为简便的方法，就是将年内亏水按系数折算到兴利库容中。对于供水水库，年内亏水可全部作为兴利库容；对灌溉水库而言，因其用水过程不均匀，有相对集中的灌溉季节，水库可进行多回运用，因此不可能将年内亏水100%地计入库容，根据分析，从表3、表4可以看出，设计保证率愈高，年内亏水折算系数愈大，P=75%为0.20～0.50，P=85%为0.40～0.60；对于同一保证率来讲，以刚刚跨入多年调节时为最大。在省内其它地区，当流域的径流特性和灌区的作物组成、灌溉制度、复种指数等差别不大时，也可能存在着上述的变化规律。
另外，在现场踏勘或成果框算时，如果已知每亩田所需的灌溉库容，就能较快知道设计灌面所需的灌溉库容，从而确定水库的大致规模。对本灌区而言，P=75%时，完全年调节到完全多年调节每亩田所需的灌溉库容为190～240m3；P=85%时，则为210～360m3。当灌区的干旱特性及流域径流特性基本一致时，每亩田所需的灌溉库容相差不大。如：黔东灌区的道塘水库，P=85%每亩田所需的灌溉库容为220m3；独山南部灌区的谭尧水库，P=75%每亩田所需的灌溉库容为183m3（两库均属完全年调节性能）。
5几点结论
1.在灌溉水库的径流典型年选择中除了要求年、灌溉期径流实测值及经验频率与设计值相近外，同时径流的分配过程也要与设计保证率相匹配，可结合灌区的干旱特性选择多个典型年份进行分析、比较，以合理、准确地确定工程规模。
设计概论论文范文3
1.DIY体验，手脑的有力结合
完美的创意和设计都来自于对生活的体验，通过旧家具改造我们可以提升个人的创意能力，从生活中发现美、创造美。养成观察生活细节，品味生活、感悟生活的习惯。家具DIY自己动手的方式是手与脑的结合，充分发挥主观能动性，从实践中寻找灵感，开拓逆向思维，突破传统的思维方式来发现探索新的美感存在，思维跨越大，有益于大脑的锻炼，同时还能提升个人的创意能力的和实现自我价值。
2.节约成本，资金的最优分配
从经济的角度权衡，新家具的市场售价至少在三位数以上不等，而二手家具可低至两位数，在购置成本上可以节省十至五分之一，这种差价的对比难道不吸引你吗？旧家具的利用可以减少人们生活的经济负担，例如我们经常会遇到一些因为没有利用价值而被丢弃的旧物。
3.以物载情，精神的充分满足
在过去的几年里，旧家具改造在人们日常生活中扮演了举足轻重的角色，在自己生活起居中点缀着自己精心设计制作的旧家具，一定程度上满足了人们对精神需求。家具是日常生活中必不可少的物品，也是文化、情感的载体，有着时光的磨砺、主人的故事和年代的沧桑。
二、旧家具改造的方法
旧家具改造想要改造出即有价值又有品位的作品，就要融入自己独特的创意，最好还能赋予作品一些艺术的语言。旧家具是我们身边随处可见的东西，我们可能在不经意间就丢弃或遗忘了它，其实这些旧家具只是失去了它们的第一价值。
1.加减的组合
旧家具改造就是要突破传统的思维方式，勇于创新，其中加减的组合改造方法在室内设计中比较常见，把几种物品或多个不同种物品进行组合做加法、减法，可以提高旧物改造的利用率，使它们的功能发挥到极致，创造出截然不同的全新物件。
2.造型的优化
在设计中，通过大量的设计创作和审美感知，让造型与色彩体现出设计感，来达到家具的个性化。而在旧家具的改造过程中，造型的优化也有着很大的发挥空间，有色彩和形态的处理两种常见的手法，也可以平面绘涂或者立体装饰，不同的方法营造不同的感觉。
3.功能的更新
在旧家具改造时也可以改变事物原有的功能，如箱子用来存储物品，花瓶只能用来插花等等，所以旧物改造时也可以考虑改变物品原有的功能来进行改造，往往也会得到意想不到的效果。一个巧妙的设计，将废弃的自行车零件，轮胎靠垫重新组合，充满现代气息的座椅就出来了，时尚又有创意。
4.风格的附着
在改造的过程中，根据家具的材质、外形、颜色的不同可以赋予旧家具不同的风格。例如模拟田园的感觉，可用木质淡雅色的材质；追求朋克的感觉则可以做用喷枪即兴涂鸦，运用重金属材质来体现其特点；模拟古老家具或漆器可以用古雅的色彩绘制工笔花鸟，以云雷纹作边饰，尽量为家具添加复古的元素。
三、结语
设计概论论文范文4
1.1概念设计知识分类与表达
概念设计是对设计问题加以描述,并以方案的形式提出众多解的设计阶段[7].概念设计从不同的角度有多种定义[8].一般认为,概念设计是指以设计要求为输入、以最佳方案为输出的系统所包含的工作流程,是一个由功能向结构的转换过程。
图1描述了一般概念设计的工作流程,它包含综合与评价两个基本过程。综合是指根据设计要求,运用各种分析、设计方法推理而生成的多个方案,是个发散过程；评价则从方案集中择出最优,是个收敛过程。概念设计是将所设计的产品看成一个系统,运用系统工程的方法去分析和设计。具体说,概念设计就是将设计对象的总功能分解成相互有机联系的若干功能单元,并以功能单元为子系统进行再次分解,生成更低一级的功能单元,经过这样逐层分解,直至对应的各个最末端功能单元能够找到一个可以实现的技术原理解。概念设计的主要任务是功能到结构的映射,概念设计过程主要包括：功能创新、功能分析和功能结构设计、工作原理解的搜索和确定、功能载体方案构思和决策。
根据概念设计的过程及人在设计时的认知特点将概念设计知识分为元知识和实例知识（其分类如图2所示）。元知识中主要包括功能知识、技术原理解知识、结构知识等。实例知识中主要包括方案设计实例、技术原理解实例、产品实例等知识。
（1）功能知识。主要描述产品完成的任务,描述产品的功能及功能子项。描述产品要完成的功能,包括功能内容、实现参数、性能指标等；
（2）技术原理解知识。描述产品功能及功能子项的原理解答。它的表达要复杂些,一方面可用文字、数字表达它的说明、解答参数,另一方面,要有图形支持产品原理解答；
（3）结构知识。描述产品的结构设计状况,是对原理域知识的细化和扩充,是求解原理解的结构载体,可描述产品关键部分的形状、尺寸和参数。产品功能结构的映射（简称为功构映射）就是对产品的功能模型进行结构实现的求解,是将产品功能性的描述转化为能实现这些功能的具有具体形状、尺寸及相互关系的零部件描述。在这里功能是产品结构的抽象,是结构实现的目的；而结构则为实现某功能而选用的一组构件或元件。功能结构间的关系一般而言是多对多的映射关系。一个功能可能由一个或多个特征或元件实现,而一个特征或元件也可能完成一个或多个功能；
（4）实例知识。已成功或失败的设计范例,包括方案设计实例,产品结构知识实例、技术原理解实例等。它包含了更多的实际因素,是类比设计和基于实例推理设计的基础。
以工程机械中某型滑模式水泥摊铺机为例,总功能为摊铺水泥路面,总功能可细分为滑模作业、控制作业等功能,滑模作业功能又可细分为提水泥浆、挤压成型等功能。其中某个功能的实现可能会由几个结构组合而成,例如滑模式水泥摊铺机滑模作业功能就是由螺旋分料器、刮平板等几个结构一起才能实现。图3为该水泥摊铺机的功能层次定义和功能分解结构举例。该产品所对应的结构分解则如图4所示。图5中给出了对于滑模作业功能的技术原理解简图、技术原理解的评价、参考产品,以及实现该功能的说明等相关的知识。
如何利用计算机技术对概念设计予以支持,对概念设计知识进行有效的管理,至今仍没有较好的解决方法。目前的知识建模主要是专家系统,最常用的知识模型包括框架、产生式规则、语义网络、谓词逻辑等。专家系统的知识建模主要侧重符号层的系统实现,很少考虑动态的,非结构化的知识,造成专家系统解决问题的局限性,使得专家系统不能解决大型复杂问题。
本体作为“对概念化显式的详细说明”[9,10],研究领域内的对象、概念和其他实体,以及它们之间的关系,可以很好地解决概念设计知识的表达、检索和重用等问题。采用本体描述概念设计知识可以支持细粒度的产品语义信息的描述,可以形式化地定义特定领域的知识,如概念、事实、规则等；支持语义层面的集成和共享,基于本体的知识定义可以对知识作普遍的、无歧义的语义解释,可以保证不同使用者之间进行语义层面的信息共享和互操作。
1.2本体建模过程描述
本体是某一领域的概念化描述,着意于在抽象层次提出描述客观世界的抽象模型,它包括两个基本的要素：概念和概念之间的关系。本体的构建必须满足以下的要求：对目标领域的清晰描述；概念或概念之间关系的明确定义；一般性和综合性原则。本体可以有多种表述方式,包括图形方式、语言形式和XML文档形式等。
基于本体的产品概念设计知识建模过程包括3个阶段：
（1）产品概念设计知识目标确定。产品概念设计知识定位,概念设计知识的定位决定本体构造的功能需求及最终用户。
（2）产品概念设计知识本体分析与建立。根据需求分析,确定该领域的相关概念及概念属性,并用XML语言进行形式化描述。这个阶段是建立概念设计知识本体的关键环节,直接影响到整个本体的生成质量,同时也是工作量最大的阶段。
（3）产品概念设计知识本体评价。对所创建的本体进行一致性及完备性评价。一致性是指术语之间的关系逻辑上应保持一致；完备性是指本体中概念及关系应是完善的。我们称该3阶段的组合为产品概念设计知识本体建模的一个生命周期（见图6）。
1.3概念设计知识的本体表示
在此我们以工程机械中滑模式水泥摊铺机为例,结合图3～图5中的实际知识,从概念实体、概念属性及概念间关系等方面来说明产品知识、功能知识、技术原理解知识、技术原理解实例等概念设计知识的本体表示,通过概念蕴涵、属性关联、相互约束和公理定义等方法揭示了概念间的本质联系,形成一个语义关系清晰的产品概念设计知识模型。建模采用目前最新的OWL语言描述。
表述的语义为一个滑模式水泥摊铺机继承了一个产品的所有属性,此外还具备了关系属性：摊铺能力,同时,又对属性摊铺能力作了限制：只能应用于滑模式水泥摊铺机领域,且取值变化只能在摊铺宽度中（省略了关于滑模式水泥摊铺机类似属性的定义,如摊铺厚度和摊铺速度等）。
（3）功能知识类
<owl：Classrdf：ID=“功能知识”>
<owl：Restriction><owl：onPropertyrdf：resource=“#功能名称”/>
<owl：cardinality>1</owl：cardinality>
</owl：Restricton>
<owl：Restriction><owl：onPropertyrdf：resource=“#产品”/>
<owl：mincardinality>1</owl：mincardinality>
</owl：Restricton>
</owl：Class>
表述的语义为一个功能知识只有一个功能名称,且最少具有一个相关产品（省略了功能知识类似属性的定义,如功能编号、功能说明、创建人、创建时间、存储位置等）。
（4）功能技术原理解类
<owl：Classrdf：ID=“功能技术原理解”>
<owl：Restriction>
<owl：onPropertyrdf：resource=“#功能知识”/></owl：Restricton>
<owl：Restriction>
<owl：onPropertyrdf：resource=“#技术原理解简图”/></owl：Restricton>
</owl：Class>
表述的语义为一个功能技术原理解具有对应的功能名称,相关的技术原理解简图（省略了技术原理解类似属性的定义,如评价、参考产品、创建人、创建时间、存储位置等）。
上述描述中,使用类公理（subclassof）描述了两个类（概念）之间的继承关系,如滑模式水泥摊铺机类是产品类的子类。在描述类属性时,使用关系属性（objectproperty）描述了类的某个属性同时也表示了两个类之间的某种关系,如摊铺能力既是滑模式水泥摊铺机类的一个属性,同时也表达了和摊铺宽度类之间的对应关系。另外,使用属性公理domain和range表示属性的应用领域和属性的取值范围,如属性摊铺能力只能用于滑模式水泥摊铺机类,且它的取值只能是摊铺宽度数据集。
1.4基于本体的概念设计知识管理的特点和优势
基于本体的概念设计知识管理可以让设计人员更好地重用已有的概念设计知识,基于本体的概念设计知识管理具有以下的一些特点或优势：
（1）支持用户定制知识类别。产品概念设计过程中,需要运用多种类型的知识,如：功能类、功能技术原理方案解类等。这些知识的描述和使用有着不同的特点,不能用相同的描述框架来处理。基于本体的设计知识建模允许用户对设计中知识类别加以定制,针对每一类别定义其描述属性,从而较好的解决了概念设计中多来源多类型知识的表示问题。
（2）支持概念共享的知识库构建。概念设计知识本体的构造澄清了概念设计领域知识的结构,为概念设计知识的表示打好了基础,而本体中统一的术语和概念也使概念设计知识更好地共享成为可能。基于本体的概念设计知识表示在区分不同知识类别的同时,建立起概念间的共享联系。通过概念间的共享机制,避免了设计知识库的数据冗余和数据不一致问题,方便了知识的建模录入、检索及统计处理。
（3）多视图和基于本体概念的知识检索。在目前的应用系统中一般采用基于关键字的数据库查询方法,由于其数据库组织不是建立在能够表示概念之间的关系、事实和实例的领域模型的基础上,因此无法实现智能查询和信息推理,也就无法解决语义异构性问题。由于不同的组织和人员可能使用不同的词语表示同一个含义,因此查询系统得不到意义相同但用词（语法）不同的内容。当需要对多个数据源进行查询的时候问题更为明显,多意词和同义词会使查询得到许多不相关的信息,而忽略另外一些重要信息。
在基于本体的概念设计知识管理中由于具有统一的术语和概念,知识库建立在本体的基础上,使得基于知识的设计意图匹配成为可能。采用基于知识、语义上的检索匹配,对用户的检索请求,通过查询转换器按照本体把各种检索请求转换成对应的概念,在本体的帮助下从知识库中匹配出符合条件的数据集合,解决了语义异构的问题。
从人在设计时的认知特点出发,可以采用基于功能分解树的功能设计知识检索视图、基于产品分解结构树的结构设计知识检索视图,还可以利用本体中已定义的概念定义其它知识检索视图,比如需求功能知识检索视图、软件工具使用知识检索视图等,实现基于知识检索的设计意图的匹配。
2、基于本体的概念设计知识管理
2.1概念设计知识管理系统结构
结合工程机械行业的实际,本文提出了图7所示的基于本体的产品概念设计知识管理系统结构,系统按照知识产生、获取和利用的流程来构建,系统结构主要包括概念设计知识管理工具、数据接口程序以及基于本体的概念设计知识库,具体由4个部分构成。
（1）概念设计知识获取。概念设计知识的获取包括从概念设计知识本体定义、本体之间关系定义、本体知识库生成到概念设计知识获取整个过程。
（2）概念设计知识维护。主要包括从概念设计知识本体维护、本体关系维护、知识库重新生成到概念设计知识维护的过程,实现对本体的属性修改,各类知识之间的关系维护,以及知识库的更新等。
（3）概念设计知识检索重用。系统中提供基于多视图的知识检索方式,如基于功能分解树的功能设计知识检索视图、基于产品分解结构树的结构设计知识检索视图,及用户定义的其它知识检索视图。此外系统提供基于本体概念的知识检索方式,通过本体映射库,可以实现同义词的检索,保证可能会采用不同的概念和术语表示相同的设计信息的人可以得到相同的知识帮助。
（4）概念设计知识库的构建。要实现基于本体的,支持客户自定义的概念设计知识管理,系统必须由足够的柔性,支持各类知识的存储,作为系统基石的知识库的构建就不能采用完全预先定义的方式,在系统中我们采用基础数据库加上在此基础上经过本体定义工具动态生成的各类知识库的方法保证基于本体的知识管理的实现。
2.2概念设计知识管理关键技术及实现
设计概论论文范文5
关键词：概念设计；非理性因素；设计实验
1概念设计的内涵与特征
“概念”一词的本义在《中国大百科全书》中的解释是“怀孕，孕育的意思，即经过十月怀胎之后生成的一种新事物”。概念设计是设计师对建设场地进行实地考察后，有意识的针对场地中的环境构成元素进行深入分析，提炼，浓缩而成的一种可以统领全局，贯穿设计过程始终的构思主线。它一般以抽象的形式出现，追求神似而非形似，具有非理性因素的思维特征，往往是设计师的一些顿悟、灵感就可能形成一些重要设计项目的原始创作意念。同时，概念设计具有很强的实验性，有时甚至纯粹是一种尝试，完全在从事探索性活动。
2概念设计的重要性与意义
概念设计自从上世纪问世以来，已经被许多世界建筑大师在一些重要建设项目中恰如其分的运用，其重要性是不言而喻的。在建设项目的前期阶段，概念设计的主体地位是不可辩驳的。倘若没有优秀的创作意念作为引领整个设计的主线，策划方案设计就会一团散沙，缺乏整体性、有机性，让人有随意拼凑，抄袭之感。另外，重视概念设计有利于激发创作灵感，增强设计师的原创意识，不致步人后尘，而走上自主创新的道路。
3概念设计的策略与方法
首先要对场地的环境因素进行有意识的分类与整理，分析各个条件之间的内在联系与制约关系。从宏观的角度进行分析，不拘泥于细小的实际工程问题，着眼于大局。其次，要充分运用联想的方法，辅助于文学，艺术等学科的知识，使头脑中朦胧，散乱的想法明晰准确地表达出来。在当今建筑全球化背景下，把握地域性，坚持功能性，重视形式性，考虑经济性是建筑创作的核心所在。建筑创作的突破口往往在学科边缘或者交叉学科中。再次，要摆脱自身的思维定式，对于掌握概念设计来说这种思维定式非常不利。因为如果设计者从自身已有的知识出发来进行概念设计，必然会受自身思维定式的影响，所设计出来的成果必然不太理想。设计者需要抛弃传统的为了做某个设计而进行资料收集，文献阅读的不良习惯，在平时就要有意识的阅读一定量的理论方面的文献，积累一套行之有效的设计手法和解决实际问题的策略。最后，要学习已有的优秀作品的概念设计过程，做深入的设计分析与表达，因为设计分析与表达作为一种学习方法对于初学者来说是大有裨益的。
4概念设计的应用举例
4.1这是一个改建项目，位于南京幕府山脚下，原为长安汽车制造厂，现在破产了，改为艺术家村租给艺术家使用。我们一行8人对场地进行数次实地调研。最后我从场地的地形特征——象一条小船，以及场地的环境特征——背山面水，左右围护，三面环山的特点出发提炼出整个区域的设计概念“船”。后来联想工厂破产的情景，以及艺术村将来经营的状况决定再加入风险因素“渡”，因而我的设计概念变为“渡船”。接下来又融入了文学因素，考虑艺术村商业运作的需要加了“的情怀”，最终我的设计概念变为“渡船的情怀”。考虑到整个区域内不同位置的经营状况，现状条件不同，又将整个区域分成6个小区域，每个区域都以自身独有的特征命名，并贯穿在总概念之中，使其有分有合，统一之中蕴含变化。最后，我对场地内的浅蓝色区域进行了环境概念设计，编写了整个区域的故事书，使中心概念在故事书的烘托下显得更加丰满。(4.2陕西西安某古墓博物馆的概念性建筑方案设计中笔者就运用了传统民居地坑院入口的概念。古墓博物馆顾名思义是在新发现的古墓建筑群上就地建设博物馆，以最大可能的保护原址，并使博物馆建筑本身具有静谧，昏暗，冥冥之光的气氛。为了营造这种气氛笔者想到了传统民居四合院的空间布局，将古墓建筑群原址保护在地下一层，地上再建二层将古墓发掘的宝藏进行展示，地面建筑四周没有开窗，参观者从室外通过踏步盘旋而上到屋面层，而后再从屋面盘旋而下到达至各层，各层展厅均有入口对外开在走廊上，打开入口天井中的自然光与室内的人工光源交相呼应，在室外树木的遮挡下，室内光影斑斑，忽明忽暗，更加突出了建筑的神秘性，场所感。置身其中使人有一种强烈的空间感受和震撼的视觉冲击，崇拜仰慕之情油然而生，这正是建筑师所期望达到的效果，使参观者能有深切的体验空间，参观之后难以忘情。(见图2)
设计概论论文范文6
所谓的结构概念设计就是指用与结构设计相关的理论指导实践的设计工作。而如果在设计的时候，如果缺乏理论的指导，那么建筑在结构设计上就变成了个人的主观设计，而不是理论层面接受的设计。当然在结构设计的时候，其理论应该是科学的合理的，符合现行社会和经济发展的，而且在设计的过程中，先进理论和先进工具的应用也是必须要考虑到的，不能出现落伍的情况。在进行结构设计的时候应该从以下三点进行考虑。
1．1方案选择的合理性设计方案的选择是十分重要的，不仅关系到以后工程的质量和结构，还影响着人们的居住。在结构方案的选择上，要遵守科学、合理、发展的原则，而且由于很多种因素都对设计方案造成影响，所以设计出来的方案就是多种多样的。方案设计出来了，又面临着合理的选择上，方案选择的不好，日后发生的后果不堪设想，所以应该进行认真的分析比较，选取的方案既要科学合理，又要经济，所以方案的选择很重要。在对设计方案的可行性进行选择的时候，要对建设地及施工材料等进行全面的分析，保证每一个环节的科学合理，还要有专业人士对各种影响设计的因素进行评估分析，选择出科学合理的结构概念设计方案。
1．2结构简图的科学性结构概念设计首先要有科学专业的理论作为支撑，而且一般情况下利用结构设计简图对结构概念设计的合理性进行评估。在结构简图的选择上，要遵照安全和准确的原则，选取合理的简图。因为如果选取的简图不够科学，那么相应的结构概念设计也会出现相应的错误，甚至对工程的质量问题造成巨大的影响。所以说，结构设计简图在制作时应该做到精确、科学，使出现的误差也在可控范围内，应该进行严格的审查，保证简图的质量。
1．3对计算的结果进行准确分析随着社会和经济的发展，信息技术被广泛的应用，特别是在数字的计算等方面设计出种类繁琐的计算软件，可是各计算软件在计算的结果上确实各不相同，让使用者也不知道哪个是正确的，所以在工程的设计中计算工作经常出现混乱。在进行设计时，软件的选择很重要，应该对各个软件进行系统化分析，根据工程的实际情况和设计的原理等，选择适合的软件，确保计算结果科学准确。
2如何在结构设计中运用概念设计
2．1建筑场地的合理性选择建筑场地的选择影响着结构概念设计的结果，所以说对结构设计来说非常重要。建筑场地的选择要符合施工的条件，同时满足采光、水电、噪音等多方面的考虑。最重要的一点，就是应该考虑建筑场地的抗震能力。选择的地点必须是抗震效果比较好的地点，以免发生危险的情况。一般在工程的初步设计之前就要进行建筑场地的科学选址和勘察，如果施工场地确实不允许，又必须在此进行建设，那么就应该做好科学有效的手段来降低危险系数。
2．2建筑基础的科学化应用建筑场地进行合理选择后，紧接着就是对建筑基础的科学化选择上，在选择的时候要根据建筑场地的地形和地质结构等进行分析，选取合理的建筑基础。一般在建筑基础的选择上有以下三种情况:
(1)桩基础。在地质比较松软或者负重比较大的情况下，大多会选择桩基础，因为桩基础能够使下部对上部进行力的承载;
(2)箱形基础。箱形基础的安全性比较高，抗灾能力比较强。一般高层建筑中会应用箱形基础。是因为箱形基础使下部的承载力实现均匀分配，保持地基的受力均匀;
(3)筏形基础。筏形基础能够实现分散建筑上部结构承载力，是下部承载力减弱，对地基进行力的控制，不出现地基的不均匀沉降。
2．3结构规则的合理应用建筑结构中只要保证非结构件的正常稳定运转，就能使建筑材料的成本实现降低，因此主体建筑结构的选择，要做到合理、科学和对称性，在多数的施工中，实现抗侧力主体结构的对称，所选择的平面结构也应该是容易形成对称结构的。当然，具体情况具体分析，还要根据实际情况进行选择，同时符合平面工程的科学设计。
2．4抗震抗灾能力的强化建筑设计和施工的成功与否，不只是外型和质量的方面，还有抗震抗灾上的需求。所以机构概念的设计，要考虑到抗震抗灾的问题，在设计时要多增加防线，以期实现减弱地震的危害性。当然结构的变化也能起到抗震抗灾作用，比如安装特定的原件，使得建筑体对地震的破坏力进行有效的减弱。
2．5结构刚度科学化选取建筑结构在刚度的选择上至关重要，而且在建筑结构概念设计中也必须遵守刚度的要求。结构刚度可科学化选择，是保证工程质量的有效措施，还能够对地震等灾害起到危险性降低的作用。与此同时，结构刚度的科学化选取还能扩大空间的占有率，使建筑平面的利用率等都能得到合理的利用。
3实施结构概念的措施
为了提高设计的科学性和合理性，同时保证工程的质量和安全，在进行结构概念的设计时，主要运用以下几种措施:
(1)在建筑场所的选择上，要选择抗震性能比较高的，如果选择的场所抗震性能较差同时还必须在此施工，那么要进行科学的补救措施，以免造成不必要的危险;
(2)在结构材料的选择上，要选择抗震系数比较高的结构材料，而且选取的材料还应具有良好的均匀性，满足抗震的要求，保证安全性;
(3)在结构构件的组合上，添加赘余等组件，减小地震的破坏性，也可以多增加防线;
(4)在构件的延性上下功夫，通过采取多种有效的手段，提高刚度和承重能力，增加抗震的能力;
(5)在构件的连接上，保证结构的整体性和统一性，加强对节点的控制，保证其连接的质量;
(6)实现所有设计的完全一致，在相关的数据等方面做到精确一致，保证方案的科学化和合理化。
4结束语
