معرفة التصميم

📅 آخر تحديث: ٢٢ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٢ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

توجد مجموعة كبيرة من المعارف التي يستعين بها المصممون ويستخدمونها خلال عملية التصميم لمواكبة التعقيد المتزايد باستمرار لمشاكل التصميم. [ 1 ] يمكن تصنيف معارف التصميم إلى فئتين: [ 2 ] معارف المنتج ومعارف عملية التصميم .

معرفة المنتج

لقد حظيت معرفة المنتج بدراسة وافية، وطُوِّرت العديد من تقنيات النمذجة. معظم هذه التقنيات مُصممة خصيصًا لمنتجات محددة أو جوانب معينة من أنشطة التصميم. على سبيل المثال، تُستخدم النمذجة الهندسية بشكل أساسي لدعم التصميم التفصيلي، بينما تُستخدم نمذجة المعرفة لدعم التصاميم المفاهيمية. استنادًا إلى هذه التقنيات، يسعى مشروع مستودع التصميم في المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) إلى نمذجة ثلاثة جوانب أساسية لتمثيل المنتج: [ 3 ] [ 4 ] التخطيط المادي للمنتج (الشكل)، وبيان التأثير الكلي الذي يُحدثه المنتج (الوظيفة)، ووصف سببي لعمل المنتج (السلوك). اقترحت جهود البحث الأخيرة التي بذلها المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) لتطوير الأسس الأساسية للجيل القادم من أنظمة التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) تمثيلًا أساسيًا لمعلومات التصميم يُسمى نموذج المنتج الأساسي للمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (CPM) [ 5 ] ، ومجموعة من النماذج المشتقة المُعرَّفة كامتدادات لنموذج المنتج الأساسي (مثل [ 6 ] [ 7 ] ). طُوِّر نموذج المنتج الأساسي للمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) لتوحيد ودمج معلومات المنتج أو التجميع. يوفر نموذج إدارة المنتج (CPM) نموذجًا أساسيًا للمنتج يتميز بما يلي: عدم ارتباطه بأي برنامج من بائع محدد؛ انفتاحه؛ عدم احتكاره؛ قابليته للتوسع؛ استقلاليته عن أي عملية تطوير منتج محددة؛ وقدرته على استيعاب السياق الهندسي الأكثر شيوعًا في أنشطة تطوير المنتجات. يركز النموذج الأساسي على تمثيل العناصر، بما في ذلك الوظيفة، والشكل، والسلوك، والمادة، والتفكيكات الفيزيائية والوظيفية، والعلاقات بين هذه المفاهيم. يؤثر نموذج بيانات الكيانات والعلاقات بشكل كبير على النموذج؛ وبناءً على ذلك، يتكون من مجموعتين من الفئات، تُسميان الكائن والعلاقة، وهما مكافئتان لفئة UML وفئة الارتباط، على التوالي.

معرفة عملية التصميم

يمكن وصف معرفة عملية التصميم على مستويين: أنشطة التصميم وأساسيات التصميم. [ 8 ] وقد تم إدراك أهمية التمثيل في أساسيات التصميم، إلا أنها مسألة أكثر تعقيدًا تتجاوز وظيفة المنتج النهائي. استُخدمت مصفوفة هيكل التصميم (DSM) لنمذجة عملية التصميم (الأنشطة)، وأُجريت بعض الأبحاث ذات الصلة. على سبيل المثال، طُوّر في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا نظام نموذج أولي قائم على الويب لنمذجة عملية تطوير المنتج باستخدام مصفوفة هيكل التصميم متعددة المستويات. مع ذلك، وُجدت دراسات قليلة حول أساسيات التصميم. [ 9 ] [ 10 ]

سيناريوهات التمثيل

فيما يتعلق بسيناريوهات التمثيل، يمكن تصنيف معارف التصميم إلى معارف غير متصلة بالإنترنت ومعارف متصلة بالإنترنت. ويمكن تصنيف معارف عملية التصميم إلى أنطولوجيات.

المعرفة غير المتصلة بالإنترنت

تشير المعرفة غير المتصلة بالإنترنت إلى تمثيل المعرفة الموجودة ، بما في ذلك معرفة التصميم في الكتيبات و" الخبرة العملية " في التصميم، وما إلى ذلك؛ وتشير الأخيرة إلى معرفة التصميم الجديدة التي يبتكرها المصممون أنفسهم أثناء أنشطة التصميم. بالنسبة للمعرفة غير المتصلة بالإنترنت، هناك منهجان لتمثيلها. الأول هو تجريد المعرفة الموجودة وتصنيفها، بما في ذلك الخبرات، إلى سلسلة من مبادئ التصميم ومبرراته وقيوده. تُعد منهجية حل المشكلات الابتكارية (TRIZ) مثالًا جيدًا على هذا المنهج. أما الثاني فهو تمثيل مجموعة من معارف التصميم في حالة معينة لوصفها. يُعد التصميم القائم على الحالات مثالًا على هذا المنهج. [ 11 ] تكمن القضية الأساسية في حوسبة تمثيل معرفة التصميم. على سبيل المثال، أنشأ باحثون في مركز التصميم الهندسي بجامعة لانكستر في المملكة المتحدة منهجية فريدة لتمثيل المعرفة ومفردات لقاعدة المعرفة، استنادًا إلى نظرية المجالات ومبادئ التصميم والنمذجة الحاسوبية . وقد طوروا أداة برمجية لإدارة المعرفة الهندسية. توفر هذه الأداة لمصمم النظام الهندسي القدرة على البحث في قاعدة معرفية للحلول السابقة، وغيرها من التقنيات المعروفة لاستكشاف بدائل قابلة للتطبيق لتصميم المنتج.

المعرفة عبر الإنترنت

يُعنى تمثيل المعرفة عبر الإنترنت بتوثيق المعرفة التصميمية الديناميكية في صيغة محددة لإعادة استخدام التصميم وأرشفته. وقد وُجدت بعض الجهود البحثية في هذا المجال. يقترح بليسنج [ 12 ] نظام دعم قائم على العمليات (PROSUS) يعتمد على نموذج لعملية التصميم بدلاً من المنتج نفسه. يستخدم هذا النظام مصفوفة تصميم لتمثيل عملية التصميم كمجموعة منظمة من القضايا والأنشطة. وبالتزامن مع نموذج بيانات المنتج المشترك (CPDM)، يدعم PROSUS توثيق جميع مخرجات نشاط التصميم.

الأنطولوجيا

تُستخدم الأنطولوجيات لتمثيل المنتجات (انظر على سبيل المثال [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] ). تشير الأبحاث إلى وجود حاجة لتوفير دعم حاسوبي يُقدّم معرفة تصميمية واضحة وشاملة، ويُسهّل أيضًا تدخل المصممين وتخصيصهم أثناء عمليات اتخاذ القرار في عملية التصميم. [ 16 ] على سبيل المثال، يُعدّ WebCADET [ 17 ] نظامًا لدعم التصميم يستخدم أدوات ذكاء اصطناعي موزعة عبر الإنترنت . يعتمد هذا النظام على منهجية الذكاء الاصطناعي كنص، حيث تُعتبر أنظمة المعرفة وسيلةً لتسهيل تبادل المعرفة التصميمية بين المصممين. كما يُقدّم النظام الدعم للمصممين عند البحث عن المعرفة التصميمية.

مراجع

  1. ↑ XF Zha, H. Du, نمذجة ودعم التصميم التعاوني المكثف للمعرفة، الجزء الأول: مراجعة، نماذج موزعة وإطار عمل، الحوسبة في الصناعة 57 (2006) 39-55
  2. ↑ م. ستوكس، إدارة المعرفة الهندسية: منهجية MOKA لتطبيقات الهندسة القائمة على المعرفة، اتحاد MOKA، لندن، 2001.
  3. ↑ S. Szykman, RD Sriram, W. Regli, The role of knowledge in next generation product development systems, ASME Journal of Computing and Information Science in Engineering 1 (1) (2001) 3–11.
  4. ↑ S. Szykman، هندسة وتنفيذ نظام مستودع التصميم، في: وقائع ASME DETC2002، 2002، ورقة رقم DETC2002/CIE-34463.
  5. ↑ SJ Fenves, نموذج المنتج الأساسي لتمثيل معلومات التصميم، NIST IR 6736، NIST، Gaithersburg، MD، 2001.
  6. ↑ XF Zha, RD Sriram, نموذج المكونات القائم على الميزات لتصميم النظام المدمج، في: B. Gopalakrishnan (محرر)، الأنظمة الذكية في التصميم والتصنيع، وقائع SPIE، المجلد 5605، SPIE، بيلينجهام، واشنطن، المجلد الخامس، 2004، الصفحات 226-237.
  7. ↑ R. Sudarsan, YH Han, SC Feng, U. Roy, F. Wang, RD Sriram, K. Lyons, Object-oriented representation of electro-mechanical assemblies using UML, NISTIR 7057, NIST, Gaithersburg, MD, 2003.
  8. ↑ XF Zha, RD Sriram, et al., Knowledge-intensive collaborative decision support for design process: hybrid decision support model and agent, Computers in Industry 59 (2008)
  9. ↑ F. Pena-Mora, RD Sriram, R. Logcher, SHARED DRIMS: SHARED design recommendation and intent management system, in: Enabling Technologies: Infrastructure for Collaborative Enterprises, IEEE Press,1993, pp. 213–221.
  10. ↑ F. Pena-Mora, RD Sriram, R. Logcher, نظام تخفيف الصراع للهندسة التعاونية، AI EDAM—عدد خاص من الهندسة المتزامنة 9 (2) (1995) 101–123.
  11. ↑ WHWood III, AM Agogino, Case based conceptual design information server for concurrent engineering, Computer-Aided Design 8 (5) (1996) 361–369.
  12. ↑ LTM Blessing، نهج قائم على العمليات لتصميم الهندسة المدعومة بالحاسوب، أطروحة دكتوراه، جامعة توينتي، 1993.
  13. ↑ L. Patil, D. Dutta, RD Sriram, تبادل دلالات بيانات المنتج القائم على علم الوجود، معاملات IEEE في علوم وهندسة الأتمتة 2 (3) (2005) 213–225.
  14. ↑ سي. بوك، إكس إف تشا، نمذجة المنتجات الأنطولوجية للتصميم التعاوني، NIST IR، المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا، غايثرسبيرغ، ماريلاند، 2007
  15. ↑ في سي ليانغ، سي بوك، إكس إف تشا، منصة النمذجة الأنطولوجية، المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا، غايثرسبيرغ، ماريلاند، 2008
  16. ↑ AM Madni, The role human factors in expert systems design and accepting, Human Factors 30 (4) (1988) 395–414.
  17. ↑ PA Rodgers, AP Huxor, NHM Caldwell, Design support using distributed web-based AI tools, Research in Engineering Design 11 (1999) 31–44.