第12期 2016年12月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2016)12002704
D0I:10. 13462/j. cnki. mmtamt. 2016. 12.008
基于Apriori算法的复杂机电产品功能与
结构关联知识获取方法
李少波"，6，张喜根”，杨观赐
（贵州大学a.现代制造技术教育部重点实验室；b.机械工程学院，贵阳550025）
No.12 Dec.2016
摘要：功能特征是控制整个设计过程的基本特征，建立产品功能与产品结构间的知识关联，是实现产品设计知识获取的有效途径。该研究通过构建产品设计过程中功能-结构映射模型，提取复杂机电产品设计过程中的功能与结构知识，建立功能-结构训练集，采用Apriori算法提取能-结构之间的关联规则，获得功能-结构之间的关联知识，以辅助产品的快速创新设计。论文以包装机为例，验证了该方法的有效性。
关键词：产品功能；产品结构；Apriori算法；关联规则；知识获取中图分类号：TH161；TG506
文献标识码：A
AssociationKnowledgeAcquisition of ComplexElectromechanicalProduct
Function and Structure Based on Apriori Algorithm
LI Shao-bo*",ZHANG Xi-gen", Yang Guan-ci"
(a. Key Laboratory of Advanced Manufacturing technology, Ministry of Education; b. School of Mechanical Engineering, Guizhou University, Guiyang 550025, China)
Abstract : Functional characteristics are the basic characteristics of control over the entire design process, es-tablish product function and the knowledge of a connection between product structure, which is an effective way to realize product design knowledge acquisition. By extracting the function and structure in the process of product design,function-the structure of the training set is established, uses the Apriori algorithm to ex-tract the association rules between them, the relationship between the knowledge function-structure was ob-tained, to assist the continuous innovation of product design. And packing machine as an example is given to demonstrate the effectiveness of the method.
Key words : productfeatures;product structure; apriori algorithm; association rules; knowledge acquisition
0前言
当今世界正处在一个知识经济兴起并迅速发展的时代，创新是经济发展的重要推进剂。复杂机电产品创新是一个以知识为基础的创造过程，因此，知识获取作为整个创新过程的前提和基础，是影响复杂机电产品创新的关键因素和瓶颈。
产品的概念设计阶段是产品创新设计的核心，其主要包含功能结构设计和原理方案设计这两个任务]。目前，在对功能结构设计进行研究的过程中，如刘晓敏2将1种基于作用流的建模方法应用到产品创新概念设计的功能结构特征中进行建模；曹国忠3]将功能创新关键便能技术与功能设计过程融合建立功能创新过程模型：QYin[4]等人提出了一种基于功能结构
收稿日期：201602-27；修回日期：2016-04-0
的大规模定制产品的功能结构的配置方法；BYang[5] 等人将功能单元和结构单元作为基本操作单元，提出一种基于单元模型的产品结构概念设计方法等，大多只是局限于对其过程进行描述，而对功能与结构关联知识获取方面的研究几乎没有。复杂机电产品创新对知识的依赖度非常大，对功能与结构关联知识的获取是当前研究的重点，基于此，本文把获取知识良好手段的数据挖掘技术运用到复杂机电产品功能与结构关联知识的获取当中，使用关联规则Apriori算法对复杂机电产品中的功能和结构知识建立起关联关系，进行知
识挖掘获取研究，辅助产品的快速创新设计。 1产品设计知识
功能设计是产品设计的重要阶段。在这一阶
*基金项目：国家自然科学基金项目（51475097)；贵州省科技项目（黔科合JZ字[2014]2001）；黔科合重大专项（字[2012]6008）
作者简介：李少波（1973一），男，湖南岳阳人，贵州大学教授，博士生导师，研究方向为创新设计、智能制造，（E-mail)lishaobo@gxu.edlu.cn；通讯
作者：张喜根(1991一），男，江西高安人，贵州大学硕士研究生，研究方向为复杂机电产品的计算机辅助创新设计，（E-mail）
1432504403@qq.com 万方数据