数据挖掘技术在产品概念设计中的应用研究

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1、Y975548同等学力人员申请硕士学位论文论文题目：数据挖掘技术在产品概念设计中的应用研究申请人姓名：董俊华申请人单位：辽东学院指导教师：许佩军学科、专业：课程与教学论年级：2000级辽宁师范大学研究生学院2006年6月数据挖掘技术在产品概念设计中的应用研究研究生：董俊华指导教师：许佩军学科、专业：课程与教学论摘要：本文根据粗糙集理论中对知识分类的特点，将粗糙集理论应用到数据挖掘中来指导产品概念设计，论述了粗糙集理论指导下的设计参数简化的方法。并且将基于属性的概念爬升技术应用到殴计知识数据库中，可以获得不同抽象层次、不同角度描述的设计参数与设计方案之

2、间的关系规则。并结合机械传动方案设计问题，建立了一个支持产品概念设计的数据挖掘系统框架。针对从网络中搜集整理的设计数据库，对设计参数进行了化简，得到了确定传动类型所需要的最重要的参数集合，以便缩小设计的搜索范围、降低设计的复杂度，并对设计参数与传动方案实现了多层次的挖掘，获得了两者之间不同抽象层次的关系规则信息。最后为实现并验证上述各项：[作，设计了一个基于粗糙集理论的数据挖掘技术指导机械传动概念设计的系统。关键词：粗糙集数据挖掘概念发计概念爬升▲数据挖掘技术在产品概念设计中的应用研究第一章绪论§1．1产品概念设计中数据挖掘技术应用的研究意义随着企业

3、生产自动化程度的日益提高，产品的功能与结构日趋复杂，产品设计在整个生命周期内占有越来越重要的位置。作为只占5％产品成本的设计活动往往决定占到70％一80％的产品成本”⋯。因此，深入研究产品设计过程的特点及其方法、规律成为产品设计的主要研究课题。近些年来，随着企业信息化程度的不断提高，cAD／CAM／CAPP等先进设计、生产方法的运用，同时企业事务电子化的迅速普及，企业积累了大量的设计、生产数据资料；另一方面，企业需要在继承原有的设计信息的基础上，设计出具有新功能、创新性的产品。因而如何更加充分的利用已有设计数据信息成为企业设计人员关心的主要问题之一。

4、毫无疑问，这些庞大的数据库及其中的海量资料是极其丰富的信息源，传统的信息检索机制和统计分析方法只能获得这些数据的表层信息，不能充分利用丰富的数据资源，这远远满足不了人们对数据内部隐含的、有价值的信息和知识获得的需求。如何将这些数据资源的利用提高到更高阶段，达到数据资源利用过程和人的知识创新过程的有机结合，是信息社会发展到一定阶段的客观要求。从人：I：智能应用来看，专家系统的研究虽然取得了一定的进展，但是知识获取仍然是制约专家系统研究的瓶颈”“⋯[33]o实际上知识工程师从设计领域专家处获得知识是非常复杂的个人到个人之间的交互过程，具有很强的个性，没有

5、统一的办法。这是一个长期而艰巨的任务，更何况要从庞大的数据库中获取知识，有必要研究从数据库中自动挖掘新知识的方法。因此，一门新兴的自动信息提取技术：数据挖掘(DataMining，简称DM)也称为数据库中知识发现(KnowledgeDiscoveryinDatabase，简称KDD)应运而生并得到迅速的发展，它的出现为自动和智能地把海量的资料转化为有用的信息和知识提供了手段[241【3目[a61数据挖掘的一种公认的定义是在KDD’96国际会议上w．J．Frawley、G．Piatetsky—Shapiro等人提出的：数据挖掘，指的是从大型数据库或资料

6、仓库中提取人们感兴趣的知识，这些知识是隐含的、事先未知的潜在有用信息，提取的知识表示为概念(Concepts)、规则(Rules)、规律(Regularities)、模式(Patterns)等形式。更广义的说法是：数据挖掘意味着在一些事实或观察数据的集合中寻找模式的决策支持过程⋯”“。数据挖掘是一个交叉学科领域，受多个学科影响(如图11)，包括数据库系统、统计学、机器学习、可视化和信息科学等学科”1。数据挖掘技术在产品概念设计中的应用研究数据库技术图11数据挖掘受多学科的影响示意图作为一种独立于应用的技术，数据挖掘方法的提出，让人们有能力最终认识数据

7、资料的真正价值，即蕴藏在资料中隐含的、潜在有用的信息和知识。它不仅被产品设计、数据库、人工智能和机器学习界的研究人员看作一个越来越重要的研究课题，而且也被工商界视为能带来巨大回报的领域。概念设计是产品设计的先导，又是产品构型设计的前提，概念设计搞好了，产品没计才有可能达到高水平”⋯。产品殴计本身是创造性的劳动，设计的本质是创新”⋯。在概念设计阶段，殴计人员对产品的认识很多都是经验性知识，而这些经验性知识的获得一方面是设计人员从大量的设计活动中积累的，另一方面是从前人的设计方案中继承来的。而拥有大量的、丰富的经验知识是很少的设计领域专家才具备的，并且设

8、计专家的许多有价值的设计经验很难准确的表达出来。利用数据挖掘技术，能够从积累的海量设计数据中挖掘出其中蕴含的