3.2
产品设计需求知识本体的多粒度解析与重构

3.2.1 产品设计需求知识本体的多粒度解析

在产品设计需求知识本体的表达过程中，人们总是按照一定的信息粒度层次进行需求知识处理的，例如对金属加工中常用的切削需求知识中，各种加工方法如“车削”“拉削”“铣削”和“磨削”等属于同一知识粒度，而“车削外圆”“车削圆锥面”“车削偏心”及“车削特形面”等常用车削加工则属于车削加工知识的子颗粒。可以看出，用户对产品的需求知识是具有粒度层次特点的，很多情况下要对获取的需求知识进行多粒度分解，以更好地建立需求知识库，指导后续的产品智能设计。设存在可分解的需求知识节点RK_N，且可分解为RK_N ₁ ，RK_N ₂ ，…，RK_N _n ，则分解的过程可表达如式：

分解遵从以下准则：① 分解后的子需求知识与原需求知识必须保持语义一致；② 分解过程中无冗余产品设计需求知识产生；③ 分解后的子需求知识的并集应包含原需求知识的全部信息。

以某产品设计需求知识本体的分解过程为例，设原始需求知识为“相对制冷量在0.6～0.8快速可调”，本体知识表达为，概念对象：“相对制冷量”（实体对象）；概念对象属性：“0.6～0.8”（相对制冷量属性）；任务匹配关系：“快速可调”。依据需求知识本体所划分出的三个元素，对产品设计需求知识本体进行多粒度分解，可提取出子需求知识：① 相对制冷量的变化区间范围为0.6～0.8；② 相对制冷量的调节须能快速实现。最后检验分解后的产品设计需求知识是否满足上述三条准则。图3-1表达了产品需求知识本体的多粒度分解过程。

3.2.2 产品设计需求知识本体的多粒度重构

在产品需求知识本体表达与多粒度分解的基础上即可对需求知识进行多粒度重组建模，形成最终的产品需求知识拓扑重组模型。对于产品需求知识拓扑重组模型的构建一方面要考虑到需求知识粒度的层次性，另一方面也要考虑到产品功能和结构的层次特点。例如对于大型空分装备产品需求知识的拓扑重组建模，空分装备承包范围需求知识用于描述用户的总体需求知识，其子节点需求知识包括对空气压缩机系统、空气遇冷系统、分子筛纯化系统、增压透平膨胀机组、分馏系统、换热系统、存储系统等子系统的产品设计需求。上述各项需求知识属于同一粒度需求知识，而且分别包含各自的子节点，如增压透平膨胀机组子系统又可分为功能需求知识、结构需求知识、性能需求知识、安全需求知识、服务需求知识等。对上述粒度层次下的需求知识又可按照上节提出的分解准则进行本体式多粒度分解，不同粒度的需求知识共同组成空分装备产品的需求知识拓扑重组模型，如图3-2所示为空分装备产品的需求知识本体的多粒度拓扑重组模型。