前言

    我們經(jīng)常在不同的工程領(lǐng)域談到“知識捕捉”這個術(shù)語。

    知識捕捉與數(shù)據(jù)重用的差別在于：知識捕捉不僅包括幾何體的重用，線框、曲面及弧形的復(fù)制/粘貼。更重要的是，它能夠捕捉構(gòu)造幾何體的思維過程和輸入，并重用此類知識以創(chuàng)造新的設(shè)計。基于此，設(shè)計師或工程師所掌握的專業(yè)知識便可以轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)資產(chǎn)，為其他用戶所用。

    過去，知識捕捉或基于知識的工程(KBE)系統(tǒng)高度專業(yè)化，與其說是一種以用戶為中心的工具，毋寧說是一種咨詢機制。這些系統(tǒng)往往價格高昂，且從構(gòu)思到編程的過程需耗費大量時間。假若使用咨詢機制需要六個月的時間才能完成流程自動化，而設(shè)計師或工程師卻只需一周的時間，那么，使用該工具還有意義嗎？

    雖然事實證明，在非常復(fù)雜的應(yīng)用程序中，如渦輪發(fā)動機的概念工程設(shè)計等，基于知識的工程系統(tǒng)的確有所助益，但在主流應(yīng)用程序中，花費大量的人力、財力安裝此類系統(tǒng)通常毫無意義。那么，這是否意味著基于知識的工程無法大規(guī)模應(yīng)用嗎？實則不然。

從知識捕捉中獲得價值

    西門子團隊在NX中建立的工具使得我們可以大規(guī)模應(yīng)用基于知識的工程。

    多年來，NX及其前身一直包含知識捕捉與重用工具——即知識熔接(Knowledge Fusion—KF)。這一工具需使用可視化編程語言來定義每一次的知識捕捉與重用，雖然功能強大，但非常復(fù)雜，且編程需耗費大量時間。在后期的版本中西門子推出了新的工具Product Template Studio——PTS，用以捕捉設(shè)計和工程知識。新工具不僅功能強大，且極易于使用，標(biāo)志著此類功能的研發(fā)達到成熟階段。

    PTS是捕捉時常重復(fù)和重用的過程、工作流及任務(wù)的突破性工具，并且使得該類知識便于重用，參數(shù)化建模工具、基于邏輯和等式的參數(shù)化操作（使用表達式）、以及一個允許任何人通過圖形方式創(chuàng)建模板的環(huán)境相結(jié)合，且無需編程，下面是建立產(chǎn)品模板的一般工作流程：

    圖1 建立產(chǎn)品模板的一般工作流程

    如上顯示，PTS的知識捕捉以幾何體為起始點，可以將知識直接交予客戶。歐洲的一家體育運動器材制造公司所面臨的最大挑戰(zhàn)之一是如何滿足希望根據(jù)自己的獨特風(fēng)格和當(dāng)?shù)貤l件定制個性化的滑雪板，以滿足鐵桿滑雪迷的需求？

     “對于任何想要成為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的高端優(yōu)質(zhì)品牌而言，滑雪板定制服務(wù)至關(guān)重要。” 其首席執(zhí)行官如是說。

    該公司基于網(wǎng)絡(luò)的定制化設(shè)計系統(tǒng)使得注冊客戶得以從公司 的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品系列中挑選模型，然后根據(jù)其所需的尺寸要求變更設(shè)計。用戶可以根據(jù)自己的喜好調(diào)整板長、板尖、板鼻與板尾寬度、以及板的厚度。

    圖2 滑雪板模型

    NX中的PTS非常適合對定制滑雪板的按訂單設(shè)計系統(tǒng)進行原型化處理。工程師們利用拖放工具創(chuàng)建了一個簡單的用戶界面，驅(qū)動參數(shù)化模型。該界面可作為模板，用以創(chuàng)造公司基于網(wǎng)絡(luò)的界面。使用PTS還能加快多種參數(shù)組合測試，以確保模型的堅固性。此外，復(fù)雜的有限元分析過程也被固化在流程里面，任何設(shè)計工程師可以輕松完成產(chǎn)品的性能評估，校驗。

    圖3 網(wǎng)絡(luò)的界面

    原始NX模型是最理想的，因它包含驅(qū)動其外形與功能所需的所有參數(shù)和表達式。不過，對于以往的數(shù)據(jù)，甚至是非原始數(shù)據(jù)，西門子同步技術(shù)(Synchronous Technology——ST)也有一定的助益，即可利用其對幾何體快速進行再參數(shù)化，進而基于最初的幾何體的新版本創(chuàng)建模板。除完善的幾何模型之外，還可在模板中融入其他任務(wù)。從根本上而言，可將在NX環(huán)境中所使用的、用以定義產(chǎn)品外形與功能的一切納入其中。其中最具代表性的，是越來越常用的計算機輔助工程(CAE)或仿真。不僅可將仿真研究集成到模板中，以驗證所創(chuàng)建的幾何體，還可以向其他領(lǐng)域提供反饋信息，如根據(jù)客戶要求或性能限值檢查部件。

    PTS的一大關(guān)鍵創(chuàng)新在于：合成模板由圖形化用戶界面加以驅(qū)動，通常與普通NX中所使用的界面毫無二致。通過該用戶界面可直接訪問參數(shù)化模型及相關(guān)過程。對話框中的輸入值范圍已設(shè)定，從而避免機構(gòu)內(nèi)部各部門在重用模板時超出既定范圍與限值。

    如果機構(gòu)正在使用Teamcenter，則也可以將產(chǎn)品模板與設(shè)計要求、計算工作表、對話框映像、表列工程數(shù)據(jù)、幫助文檔及其他儲存于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)系統(tǒng)中的相關(guān)知識資源相連。知識變更可快速在產(chǎn)品模板中反映出來，從而確保所有用戶都能獲得基于最新信息所完成的設(shè)計。

    完成模板定義，且一切均已準(zhǔn)備就緒后，便可以開始部署模板。西門子一直致力于將數(shù)據(jù)重用機制集中至NX中。與重用庫整合后，模板可超出典型的標(biāo)準(zhǔn)特性、部件和組件庫，成為定位可重用數(shù)據(jù)的核心區(qū)間。任何機構(gòu)內(nèi)部人員都能將適當(dāng)?shù)哪０逋戏胖疗涔ぷ鲄^(qū)間，充分利用任務(wù)關(guān)鍵知識。

知識重用的價值

    我們都已清楚地認(rèn)識到當(dāng)前設(shè)計與工程專業(yè)之間存在的知識差異。業(yè)內(nèi)普遍面臨的挑戰(zhàn)是，老員工陸續(xù)退休，但卻很少有新人加入，致使機構(gòu)遭受大量的知識與專業(yè)技能流失。

    此外，大量時間被消耗在重復(fù)勞動上，即便我們自己沒有重復(fù)勞動，整個機構(gòu)內(nèi)部卻一定存在重復(fù)勞動。設(shè)計與工程通常只是根據(jù)新要求對現(xiàn)有產(chǎn)品、部件或概念進行適當(dāng)調(diào)整的過程。一切工作均需從頭開始，毫無意義可言。

    NX等設(shè)計工具的確有所幫助，但問題是，即便以數(shù)字形式捕捉到知識，有需要的用戶卻時常不知該如何查找知識。

    而這正是NX PTS與重用庫的意義所在：捕捉知識與專業(yè)技能，將之正式化，并使之便于使用。同時，任何需要使用這些模板的人員都能在必要時使用它們，這一點同樣至關(guān)重要。綜合這兩大要素，你會發(fā)現(xiàn)，機構(gòu)充分實現(xiàn)了知識捕捉的切實價值。

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