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1. 基于联合学习的概念设计知识抽取与图谱构建

黄悦欣, 余隋怀, 初建杰, 苏兆婧, 王晗宇, 丛扬帆, 樊皓

计算机集成制造系统 2023, 29 (7): 2313-2326. DOI: 10.13196/j.cims.2023.07.015

摘要（122）

PDF （4754KB）（214）

为提高产品概念设计过程中设计知识获取效率,解决设计知识碎片化、推理性差、可视化程度不高等问题,提出了基于联合学习的设计知识抽取与图谱构建方法。首先,根据设计知识需求和产品概念设计流程,构建了面向产品概念设计的设计知识图谱框架,然后,分析了设计知识提取过程中实体关系重叠问题,建立了基于联合学习的设计知识抽取模型,该模型通过ELECTRA算法进行语义编码,利用联合学习方法将实体关系抽取转换为各关系上两实体映射。通过真实设计数据和DuIE公共数据集对比实验表明,该模型知识抽取效果显著优于对比模型。最后,将该方法应用于文化创意产品设计知识图谱开发,为设计师提供关联化、可推理、可视化的设计知识,辅助进行产品概念设计。

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2. 大规模用户语义描述需求建模与分析

成方敏, 余隋怀, 初建杰, 樊佳爽, 胡宇坤

计算机集成制造系统 2022, 28 (2): 602-612. DOI: 10.13196/j.cims.2022.02.023

摘要（239）

PDF （1328KB）（99）

针对大规模用户提交的语义描述需求存在模糊性、不确定性、需求关系复杂等问题,提出一种大规模用户语义描述需求建模与分析方法。在分析语义描述需求形式和类型的基础上,构建需求模型并制定两阶段需求建模过程。首先合成需求,基于感性词语义相似度聚类非参数型需求,基于参数观点对应的梯形模糊数相似度聚类参数型需求,将语义描述需求转化为标准的需求项;然后,采用两轮评估的方法评估需求间的相关关系,并据此修正需求量和计算需求重要度,根据需求重要度识别关键需求,输出用户群体需求方案。以手持吸尘器的大规模用户语义描述需求建模分析过程为例对该方法进行应用研究,证明了方法的可行性。

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3. 基于解构·重构思维的潜水器舱室布局优化

王文中,张树生,余隋怀,陈登凯

计算机集成制造系统 2021, 27 (7): 2045-2052. DOI: 10.13196/j.cims.2021.07.019

摘要（266）

PDF （3508KB）（132）

载人潜水器舱室布局优化是提高潜航员人因可靠性、减少人为误操作的重要方法。结合蛟龙号实际案例,借助解构·重构思维的美学视域,尝试突破潜水器舱室传统布局优化模式,以开放跨学科式的文化视角对潜水器舱室进行解构重构式布局优化,从美学角度解构重构合乎人机工效的潜水器舱室空间布局模型,并采用多目标遗传算法进行验证,探究蛟龙号潜水器舱室布局优化的新途径,也为同类狭小空间布局研究提供参考。

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4. 面向云服务平台的产品感性评价及标注模型

苏兆婧,余隋怀,初建杰,段晓赛,宫静

计算机集成制造系统 2021, 27 (3): 868-877. DOI: 10.13196/j.cims.2021.03.018

摘要（292）

PDF （5137KB）（365）

为消除产品设计方案评价过程中个体评价标准的差异,同时进一步提升产品设计方案的评价效率和精度,提出一种基于YOLOv3和DFL-CNN的设计方案智能评价模型。该模型面向工业设计云服务平台,通过基于Darknet-53的YOLOv3算法实现对产品类别的自动标注。以吹风机产品为例,构建了感性语义评价数据集,并通过基于VGG-16的DFL-CNN算法对其造型语义进行细粒度分类,实现了产品类别及其造型感性语义的自动标注。该模型将设计评价问题转换为识别及分类问题,能够实现毫秒级的设计方案评价效率及95%以上的评价精度。最后,通过与不经过YOLOv3的DFL-CNN以及DFL-CNN的基础网络VGG-16进行对比实验,证明了所提模型的有效性及优越性。

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5. 需求驱动的云平台产品关键设计特征识别方法

苏兆婧,余隋怀,初建杰,于明玖,宫静,黄悦欣

计算机集成制造系统 2021, 27 (12): 3604-3613. DOI: 10.13196/j.cims.2021.12.021

摘要（259）

PDF （4433KB）（200）

为完善云服务平台产品设计知识发现系统,同时进一步提升需求与服务的匹配效率,提出一种基于转换器的双向编码表征(BERT)和随机Lasso的产品关键设计特征识别方法。首先,实验采用真实产品用户反馈数据集并对其进行人工标注,以BERT预训练语言模型为基础,建立输出层以训练设计领域命名实体识别模型,实现对显性设计特征的自动识别。实验表明,所提方法可以实现较好的性能,精确率、召回率、F1分数分别为90-55%、97-16%和93-68%。同时,提出一种知识迁移思想,在当前大数据环境下,利用随机Lasso算法挖掘其中蕴含的关键设计特征并加以重用,实现了对隐性设计特征的精确定位。

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6. 基于用户知识存量的3D打印云平台知识服务方法

成方敏,余隋怀,初建杰,樊佳爽,陈健

计算机集成制造系统 2020, 26 (9): 2541-2551. DOI: 10.13196/j.cims.2020.09.023

摘要（308）

PDF （1232KB）（168）

为了提高3D打印云服务平台知识服务能力,满足平台上产品开发任务中用户个性化的知识需求,提出一种基于用户知识存量的知识服务方法。综合考虑了用户知识需求与任务知识需求,在对3D打印云服务平台任务流程与知识服务特点分析的基础上,建立了知识服务方法模型;构建了用户知识体系,根据用户任务表现定量测度知识存量与知识需求度;构建了3D打印知识领域本体,并基于本体对知识资源与任务进行建模;综合任务与知识资源之间的语义相似度和用户的知识需求度计算了知识推荐系数,通过知识资源过滤实现了用户个性化知识服务;最后,以3D打印云平台上的玩具汽车外观设计任务为例,验证了该方法的可行性与有效性

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7. 网络化虚拟团队协作意图与行为理解模型构建

陈晨,余隋怀,张树生,初建杰,胡宇坤,寸文哲,王卉

计算机集成制造系统 2020, 26 (10): 2678-2689. DOI: 10.13196/j.cims.2020.10.008

摘要（293）

PDF （1100KB）（218）

为深入理解网络化虚拟团队的协作意图与协作行为,基于计划行为理论,引入团队信任、协同感知、主体属性和组合方式等4个预测变量,构建了基于扩展计划行为理论的虚拟团队协作意图与行为理解模型。使用SPSS 22.0和AMOS 24.0统计学软件进行模型验证,并通过结构方程建模确定影响虚拟团队协作意图与协作行为的决定性因素。结果表明:主观规范、协作态度、组合方式、协同感知、知觉行为控制和主体属性等6个预测变量与协作意图具有显著的正相关性,其作用力依次减弱;协作意图与协作行为具有显著的正相关性;团队信任对协作意图,知觉行为控制对协作行为并没有产生预期的影响。基于以上研究结果,探讨了其背后的原因,并给出了优化虚拟团队协作效率的建议。

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8. 工业设计云服务平台下基于用户偏好的设计团队成员优选决策

樊佳爽,余隋怀,初建杰,陈健,成方敏,任李金

计算机集成制造系统 2019, 25 (第11): 2863-2873. DOI: 10.13196/j.cims.2019.11.016

摘要（316）

PDF （2681KB）（289）

为解决工业设计云服务平台中基于用户偏好的设计团队成员优选决策问题,提出一种基于直觉模糊集与网络分析法的设计团队成员综合能力评定方法。该方法结合目前已有的协同评价方法以及云服务平台特点,对满足用户偏好的设计团队成员综合能力进行优选决策,构建工业设计云服务平台下的网络化协同设计团队成员的三阶优选评定模型：第一阶段确定基于用户偏好的评价目标,结合模糊需求描述法挖掘用户隐性需求偏好,并将其转化为设计团队成员的评价目标;第二阶段构建设计团队成员优选评价指标体系,运用直觉模糊集与网络分析法对设计团队成员综合能力中各评定指标间的关联度和决策者犹豫度进行多属性群体决策评价;第三阶段结合质量功能配置对基于用户偏好的设计团队成员进行优选。以云服务平台上的游艇设计任务为例,验证了该方法的有效性和可行性。

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9. 基于深度学习的人工智能设计决策模型

王亚辉,余隋怀,陈登凯,初建杰,刘卓,王金磊,马宁

计算机集成制造系统 2019, 25 (第10): 2467-2475. DOI: 10.13196/j.cims.2019.10.006

摘要（471）

PDF （1168KB）（370）

为了消除设计决策者决策偏好对产品开发的影响,进一步提升设计决策效率,提出了ResNet人工智能设计决策模型。该模型基于人工智能思想,构建了基于产品造型语义的设计历史方案数据集,并对该数据集进行了产品造型语义标注。通过深度残差学习网络算法(ResNet)对数据集进行不断训练来提高设计决策的准确度,将一般设计决策问题转化为设计方案图像的语义识别问题,最大限度地消除了决策者决策偏好的影响。通过起重机造型设计决策实例,验证了ResNet人工智能设计决策算法的有效性和可行性。

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10. 面向工业设计云服务平台的多目标创意设计评价方法

樊佳爽,余隋怀,初建杰,李雪瑞,陈健,成方敏

计算机集成制造系统 2019, 25 (第1): 173-181. DOI: 10.13196/j.cims.2019.01.017

摘要（396）

PDF （1727KB）（416）

为完善云服务平台应用,改善现有多目标设计评价方法效率低的问题,提出一种面向工业设计云服务平台的多目标创意设计评价方法。结合已有的多目标评价方法和设计云服务平台的特点,对网络化协同设计过程中的设计目标重要度进行了准确量化,引入客户参与设计决策过程方式、冲突消除机制和模糊评价机制,遵循科学性与系统性相结合的原则,建立了一套层次性的多目标创意设计评价过程模型。建立了多目标创意设计的评价目标体系,进一步生成面向工业设计云服务平台的创意设计方案。构建了基于质量功能配置的方案参数优化的定量模型,若产生冲突则利用决策偏好的多目标粒子群优化算法对其进行冲突消解。以云服务平台上游艇设计的评价为例,通过与其他方法进行实例对比,验证了所提方法的可行性和有效性。

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11. 案例驱动的协同设计知识管理模型及实现

王亚辉,余隋怀,陈登凯,初建杰,王淑侠

计算机集成制造系统 2018, 24 (第3): 741-751. DOI: 10.13196/j.cims.2018.03.021

摘要（368）

PDF （2462KB）（307）

为了建立一个面向用户、设计师、工程师和决策者的产品设计知识协同信息管理平台,有效利用案例中的设计知识,提出一种案例驱动的协同设计知识管理模型,该模型通过分析新产品开发中用户、决策者、设计师和工程师之间的设计知识流通模式,建立了基于案例的知识协同与信息交互过程的映射模型,提出了基于Markov模型的设计知识提取方法,构建了案例驱动的协同设计知识管理框架,并以软件形式实现。案例驱动的协同设计知识管理模型将已有领域案例的设计知识引入新项目设计问题的设计求解中,新产品设计开发和过程管理所需的所有设计信息均可通过领域案例设计知识库进行实时地设计知识获取、重用和进化,直至完成整个设计项目。以某品牌起重机造型设计方案在案例驱动协同设计知识管理软件平台上的具体应用为例进行验证,证明了所提模型的可行性和合理性。

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12. 意象驱动的产品形态基因网络模型构建与应用

李雪瑞,余隋怀,初建杰,陈登凯

计算机集成制造系统 2018, 24 (第2): 464-473. DOI: 10.13196/j.cims.2018.02.018

摘要（411）

PDF （2939KB）（351）

为提升产品形态创新设计的效率和成功率,立足于用户感性需求,引入复杂网络概念,借鉴生物信息学中蛋白质互作网络构建的理论和方法,针对性地构建意象相关的产品形态基因网络;以无标度网络拓扑分析理论为基础理解产品形态基因网络的组织结构和动态性,识别并预测产品形态基因网络中的意象靶基因与优选基因组合,作为析出知识供设计师规划设计活动。以汽车侧轮廓的设计为例,基于形状文法理论开发了智能优化设计引擎,利用析出知识简化编码信息、优化求解顺序,有效验证了意象驱动的产品形态基因网络对设计的辅助作用。

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13. 设计云服务平台下的网络团队成员优选决策

刘敬,余隋怀,初建杰,李雪瑞,陈健

计算机集成制造系统 2017, 23 (第6期): 1205-1215. DOI: 10.13196/j.cims.2017.06.006

摘要（415）

PDF （1130KB）（248）

为了解决设计云服务平台下虚拟协同网络团队成员的优选决策问题,提出基于成员综合表现信息的成员优选方法。从设计云服务平台虚拟协同工作流程入手,分析了设计云服务平台下虚拟协同网络团队的特点以及成员选择的原则问题。综合考虑候选成员的个人能力信息与协同合作能力信息,构建了基于成员综合表现信息的优选指标体系以及多目标优化模型,采用第二代加强Pareto进化算法进行求解,得到了该选择问题的Pareto最优解。以设计云服务平台上的设计任务手持电钻的设计开发为例,验证了该决策方法和算法的可行性、有效性与实际可操作性。

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14. 基于多目标粒子群优化算法的汽车造型设计决策模型

王亚辉,余隋怀

计算机集成制造系统 2017, 23 (第4期): 681-688. DOI: 10.13196/j.cims.2017.04.001

摘要（406）

PDF （1576KB）（267）

为降低主观性和个体决策差异对汽车造型设计方案决策的影响,提出一种基于多目标粒子群优化算法的汽车造型设计决策模型,该模型通过限定汽车造型设计决策约束空间、决策变量的数量等因素,利用多目标粒子群优化算法对设计方案进行多目标决策,并采用层级分析法选取汽车造型设计最终(优)方案,将汽车造型设计决策问题映射到数学模型,来完成对整个汽车造型设计方案决策过程的模拟,引导汽车设计师有条理地进行创新设计,并辅助决策者各轮次的方案评价。以某紧凑型SUV汽车造型方案的设计决策为例验证了模型的可行性和合理性。

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15. 基于可供性的自适应免疫遗传优化产品形态设计方法

宋红,余隋怀,王淑侠,耶琳,赵明磊

计算机集成制造系统 2014, 20 (6): 1308-1314. DOI: 10.13196/j.cims.2014.06.songhong.1308.7.2014065

摘要（542）

PDF （956KB）（361）

为提高用户对产品形态的功能意义判断的准确度,提出一种基于可供性的自适应免疫遗传优化产品形态设计方法。通过分析产品功能、部件、形态与可供性的关系,构建了产品形态设计属性的层次模型,结合专家建议提取产品形态可供性的疫苗,优化评价机制以减少主观评价误差,并使用自适应免疫遗传算法来优化设计。基于该方法实现了计算机辅助智能产品设计系统,并通过实验证明了该方法可以充分利用设计资源,自动生成实用、可行的设计结果,提高设计效率。

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16. 基于形状文法的泛族群产品形态设计

杨延璞,陈登凯,余隋怀,于明玖,戚彬

计算机集成制造系统 2013, 19 (09): 2107-2115.

摘要（379）

PDF （1217KB）（303）

为继承消费者对现有产品的意象感知,塑造差异化的产品形态,引入人类学及心理学基本理论,建立泛族群产品的理论模型。提出将目标产品泛化为同族群产品与异族群产品,从中提取能够反映消费者感性需求的形态要素,与目标产品形态融合并应用形状文法进行形态方案推理。探讨了形状文法的理论模型及推理规则,在形态推演过程中引入尺寸及推理次数约束,构建了形态推演算法;研究了泛族群产品的形态设计过程。以电动滑板车的形态设计为例,对其形态进行分解,分析并抽取了同族群及异族群产品形态元素,构建了形状文法推演引擎。通过实验对比,验证了方法的有效性。

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17. 云终端语音交互中改进型谱减法语音增强算法

王平,陆继翔,余隋怀,陆长德

计算机集成制造系统 2013, 19 (07): 1721-1725.

摘要（365）

PDF （736KB）（301）

为了使云制造的各种资源和服务通过云终端为人们使用,研究了自然人机交互模式,使人们以多种通道自然、高效地通过云终端使用云制造的资源和服务,其中语音交互是人类最自然的交互通道。在实际应用中必须对自然语音信号进行预处理,以从含噪语音中得到干净的语音信号。提出一种基于听觉掩蔽效应的改进型谱减法语音增强技术,引入了新的语音端点检测算法,克服了音乐噪声的影响,提取到纯净语音。通过对其进行仿真,验证了算法的有效性。

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18. 云终端语音交互中改进型谱减法语音增强算法

王平1,陆继翔2,余隋怀2,陆长德2

摘要（0）

为了使云制造的各种资源和服务通过云终端为人们使用,研究了自然人机交互模式,使人们以多种通道自然、高效地通过云终端使用云制造的资源和服务,其中语音交互是人类最自然的交互通道。在实际应用中必须对自然语音信号进行预处理,以从含噪语音中得到干净的语音信号。提出一种基于听觉掩蔽效应的改进型谱减法语音增强技术,引入了新的语音端点检测算法,克服了音乐噪声的影响,提取到纯净语音。通过对其进行仿真,验证了算法的有效性。

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19. 基于满意度与投入约束的产品技术特征配置

葛畅，余隋怀，陈登凯，孙晋博，陆长德

摘要（294）

PDF （590KB）（252）

在运用质量屋进行前期产品需求规划的过程中，为解决多约束条件下的技术特征配置问题，对传统质量屋的结构进行改造，提出基于满意度与投入约束的需求规划决策模型。该模型通过分析以公理化信息距离为基础的满意度量化法，综合考虑多种投入约束下的配置条件，运用整数规划求解的方法得到产品需求规划的技术特征配置。以自动贩卖机为实例，对该方法进行了应用验证。

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20. 航空智能计算机辅助训练系统的构建方法

杜鹤民，余隋怀，初建杰，王伟伟

摘要（262）

PDF （572KB）（236）

为实现飞机维护训练的数字化和智能化，构建了一种面向航空业的智能计算机辅助训练系统。该系统综合考虑了以用户为中心的设计的人机交互策略和认知心理因素，建立了基于信息熵理论的智能决策模型。该模型以学员的训练结果为智能化决策的依据，通过提取影响训练失效的知识元信息，搜索出相关的知识链，然后通过熵值计算，对导致训练失败的知识元进行主次排队，结合认知理论对相关知识元进行二次组织，构成新的具有针对性的训练库。以此理论为依据，建立了面向航空的飞机维护训练原型系统，验证了以信息熵为基础的智能计算机辅助训练系统的可行性。

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21. 支持工业设计的产品族结构模型研究

乐万德，余隋怀，王可，陆长德

摘要（246）

为构建支持工业设计的产品族结构模型，对产品工业设计与工程设计功能进行了对比研究，提出了一种多视图结构模型。该模型包括通用结构视图、控制结构视图和存储结构视图。通用结构视图采用了层次结构和属性表的方法构建，定义了产品族形态的概念结构；控制结构视图由工业设计控制结构元素构成，并与通用结构视图中的结构和元素映射，定义了产品族工业设计变型控制策略；存储结构视图中引入物理部件与逻辑构件、组成关系与引用关系，定义了产品族工业设计信息的组织方式和存储策略。最后，综合三个视图并用手机的产品族设计实例，分析了该模型在设计中的应用。

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22. 基于ASP模式的计算机辅助工业设计系统研究

景韶宇，王展，余隋怀，陆长德

摘要（205）

为了解决计算机辅助工业设计在区域网络化制造环境下的应用问题，提出了一种基于应用服务提供商模式的应用方案，给出了基于应用服务提供商模式的计算机辅助工业设计体系结构。所开发的系统由形态、色彩、人机和评价四个工具集构成，工具集中的每个独立工具按照可重用组件技术开发，以COM组件形式动态加载到CAD平台中。研究了工具集开发中的风格形态布局模板、色彩方案库、人机操作部件库和外观评价等关键技术。在具体实施中采用框架技术开发了原型系统，初步实现了面向区域内机床企业的计算机辅助工业设计应用服务。该系统可提高企业的设计能力，是区域网络化制造的重要组成部分。

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