技术架构

设计思路：基础材料（Base Resin）与改性配方（Additives）分离，支持 AI 查询「在 PC/ABS 基础上添加 X% 玻纤后的性能偏移」。

1.3 改性规则库（Modification Rule Base）

每类改性手段抽象为对性能的影响函数：

1.4 历史改性案例库

每个案例记录基材、改性配方、目标需求、最终性能、成败与工艺条件，用于相似度检索与方案验证。

1.5 改性工艺约束库

• 模具钢材耐磨等级 → 限制玻纤 / 矿物含量
• 干燥设备露点 → 限制材料吸湿性要求
• 注塑机压力 / 温度 → 限制基材流动性与加工窗口

设计思路：每个量产成品零件记录其当前使用的最终材料牌号（含改性），用于追溯与相似零件检索。

设计思路：记录每套模具的具体参数与适配机台，以及每个注塑厂的设备能力，用于 CPK 计算与 DFP 节拍评估。

设计思路：针对每种材料在不同料温、模温下的反应，存储为多维度工艺窗口，AI 据此推荐最优参数。

设计思路：存储设计规范、历史图纸，以及 DFM/DFP 自动审查的经验规则（如不同材料的拔模角建议值）。

设计思路：存储试模与量产中的全尺寸测量数据，AI 据此自动计算 CPK，判断公差是否合理。

设计思路：存放材料厂商提供或内部委外测试的详细数据，支持选材时的性能缺口对比。

设计思路：企业最珍贵的试错成本数据。包含试模失败、量产失败、测试失败的详细根因与改善对策。

目的：将用户输入（产品名称、应用场景、部件描述）映射到企业内部产品树的精确节点，获取该节点的「材料基因」：常用材料类型、基线性能包络、历史项目、相关规范。

需求结构化解析

输入示例：「手柄材料需要弯曲模量 ≥5000 MPa，冲击强度 ≥15 kJ/m²，耐 134℃ 蒸汽灭菌 1000 次，耐 75% 酒精擦拭，成本 ≤200 元/kg。」

• 使用意图识别与槽位填充技术，提取指标名称、数值、单位、条件
• 对缺失信息（如「耐酒精接触时间」）通过多轮对话追问补全
• 根据历史上下文自动继承项目背景（产品类型、壁厚、年用量）
• 输出标准化需求规格书（JSON），区分硬性指标（必须满足）与优化指标（尽量优化）

产品库层级示例

行业大类：医疗
  └── 产品线：体外诊断设备
        └── 产品类型：除颤仪
              └── 细分部件：外壳上盖
                    ├── 常用材料类型：PC/ABS、PC、PPSU
                    ├── 典型物性包络：HDT 100~140℃、冲击 20~50 kJ/m²、V0@1.5mm
                    ├── 典型工况：酒精擦拭、跌落、运输振动
                    └── 历史项目：项目A 使用 PC/ABS X 牌号，项目B 使用 PPSU …

AI 动作：将输入映射到产品库节点 → 调取该节点的材料类型清单与典型物性包络作为后续反问基准 → 若产品库中无该产品，向上匹配到最近父类并标记「新品类，建议完善产品库」。

算法流程

用户输入 → 文本预处理 → 候选节点检索 → 语义排序 → 节点确认 / 追问 → 输出节点材料基因

1. 文本预处理：分词、去停用词、实体提取（产品词、部件词、行业词）
2. 候选节点检索：精确匹配（产品名称 / 别名直接命中）→ 模糊匹配（Elasticsearch 倒排索引 + 同义词扩展）→ 语义匹配（text-embedding-3 或 BGE 向量模型计算余弦相似度，返回 Top-K）
3. 语义排序：结合节点层级深度、历史点击频率、上下文信息重排候选节点
4. 节点确认：Top-1 相似度 > 0.85 直接采用；否则对话确认（「您指的是除颤仪外壳上盖，还是整个除颤仪外壳？」）
5. 输出基因信息：提取该节点的材料类型、基线性能、典型需求、历史案例

异常处理

• 产品库无匹配：向上逐级匹配父节点（如「除颤仪」→「体外诊断设备」），并标记「新品类待完善」
• 多义性冲突：输入可能对应多个节点，通过反问澄清

目的：基于产品基因信息，识别用户需求与缺失关键指标，构建完整、量化的需求规格书。

反问策略

• 基于产品库基线：只需确认「哪些指标与行业默认不同」与「哪些关键指标缺失」
• 基于指标优先级：优先追问对材料选择影响最大的指标（耐温、阻燃壁厚、化学接触）
• 支持一次性给全：用户可一次给出全部参数，AI 仅确认补全，不强制多轮

反问模板（以 CCS 支架为例）

行业基线

PC/ABS，HDT 105℃，V0@1.5mm

用户差异点

HDT 要 125℃、0.5mm V0、寿命 15 年

追问缺失

• 「长期使用温度具体是多少？短期是否经过回流焊（峰值温度）？」
• 「0.5mm 是壁厚，对应的 UL94 V0 等级需要确认——是 UL 黄卡认证还是内部测试即可？」
• 「15 年寿命对应的 RTI（相对热指数）要求多少？是否有整车厂规范引用？」
• 「尺寸精度方面，线性热膨胀系数有具体要求吗？」
• 「成本目标有上限吗？年用量大概多少？决定是否推荐特种材料。」

终止条件：所有对材料选择有决定性影响的指标均已量化，且「需求规格完整性得分」≥ 90%。输出：结构化需求规格书（JSON），含硬性指标、期望指标、约束条件。

槽位定义（Slots）

槽位来源标记：用户初始输入 source=user；产品基线可推断的默认值 source=baseline（需用户确认）；标准 / 规范强制要求 source=standard。

缺失槽位检测与反问策略

1. 计算每个槽位的信息增益（对材料选择的影响程度），由决策树或专家规则预先定义
2. 批量反问：优先询问高增益且缺失的槽位，允许用户一次回答多个
3. 动态槽位生成：用户提到特殊需求（如「耐电解液」）时，动态添加新槽位（chemical_resistance）
4. 终止条件：所有必填槽位已填充，或需求规格完整性评分 ≥ 0.9

目的：检索现成牌号，判断是否存在可直接使用的材料。

数据源

企业自有材料库（已验证、有供应关系）· 全球物性数据库（UL Prospector、CAMPUS、MatWeb、各供应商牌号库）· 竞品逆向库（如有历史竞品分析记录）

匹配逻辑：硬性过滤 + 相似度排序

1. 阶段 1 · 硬性过滤：对每个硬性指标检查牌号物性是否满足，如 hdt ≥ 125、flame_rating == V0@0.5mm（数据库中可能只有 V0@1.5mm，需查询「薄壁阻燃」标签或调用阻燃等级换算规则）、rti ≥ 130；任一项不满足即标记「硬性不通过」
2. 阶段 2 · 相似度排序：对通过硬性过滤的牌号，计算各期望指标的归一化得分并加权求和

差距分析

对未通过硬性过滤的牌号计算每个指标的差距向量，作为 L4 改性推理的输入：

gap_vector = {
  "hdt": {"target": 125, "actual": 105, "gap": -16%},
  "flame_rating": {"target": "V0@0.5mm", "actual": "V0@1.5mm", "gap": "壁厚不达标"}
}

输出与路由

目的：现成牌号无法满足全部需求时，结合全部知识库推理「基材 + 改性配方」的候选路线。

调用知识库

产品库（该产品常见改性路径）场景库（温度 / 化学 / 紫外 / 疲劳）模具库（钢材 / 浇口 / 壁厚能力）工艺库（注塑机 / 干燥设备 / 模温机）改性规则库历史改性案例库

推理引擎工作流

1. 1
   基材候选生成

   从产品库与场景库选出可能的基材大类（PC/ABS、PPA、PPS、PPSU、PEEK 等）
2. 2
   改性路径搜索

   针对每个基材，从改性规则库搜索能弥补性能缺口的改性组合：提升 HDT → 增加 PC 比例 / 加玻纤 / 加矿物 / 加耐热剂；提升冲击 → 加增韧剂 / 合金化；薄壁阻燃 → 无卤磷氮系阻燃剂 + 高流动基材
3. 3
   约束过滤

   按工艺库检查每条路线的可行边界：模具钢材耐磨性（玻纤含量高时要求高）· 干燥设备露点 · 注塑机压力 / 温度是否在推荐窗口 · 改性剂供应可获得性
4. 4
   多目标优化

   在满足所有硬性指标的前提下，寻找成本最低、性能余量最大的配方组合；使用帕累托前沿搜索，输出 2~4 条候选路线

推理流程细节

1. 多指标可行性空间分析：将需求指标向量映射到材料性能空间；从知识库检索候选基材大类的性能包络（区间表示，如 PC 弯曲模量 2200~2600 MPa）；用约束满足算法检查是否存在单一基材同时满足所有硬性指标；用帕累托前沿找出最优折中区域。存在标准牌号可满足 → 直接牌号推荐；不存在 → 计算差距向量并触发改性推理
2. 缺口分析：对每个基材计算本征性能与目标性能的差距，映射到改性手段的组合需求（如同时弥补「模量不足」与「冲击不足」）
3. 改性路径搜索：规则推理 + 案例推理 + 优化搜索混合策略——规则粗筛（玻纤增强：模量 ↑ 每 1% 约 +150~200 MPa、冲击 ↓ 每 1% 约 −1~2 kJ/m²；增韧剂：冲击 ↑ 每 1% 约 +2~4 kJ/m²、模量 ↓ 每 1% 约 −50~100 MPa；两者联用形成增强—增韧协同）→ 案例相似度检索（在历史案例库查找相似需求的成功配方作为初始种群）→ 多目标优化（遗传算法或贝叶斯优化在改性剂含量空间搜索帕累托最优配方：决策变量 = 各改性剂含量；约束 = 配方总和上限、工艺可行、成本上限；适应度 = 加权性能偏差 + 成本惩罚）
4. 约束过滤：检查每条候选路线的工艺约束（如玻纤 30% 需耐磨钢，现有模具是否满足）与改性剂可获得性，输出 2~4 条可行路线

目的：对每个候选方案进行多维评分；评分不达标则进入反思循环，调整方案后重新评分，直至输出置信度足够高。

评分维度与权重

风险预判分数：检索历史测试库中相同基材 / 类似配方的测试记录计算通过率 p；数据不足时使用专家规则先验；风险分数 = p × 100，或基于贝叶斯后验。总分 = Σ（维度得分 × 权重），满分 100。

阈值设定

• 通过　≥ 85 分　输出给用户，附详细报告
• 关注　60~84 分　进入反思循环，针对低分维度调整
• 高　< 60 分　直接淘汰，并在反思循环中分析淘汰原因，指导新一轮生成

反思循环机制

1. 定位低分维度：找出得分最低的 1~2 个维度
2. 根因分析：性能吻合度低 → 改性路径未充分弥补缺口，调整配方比例或更换改性手段；工艺可行性低 → 玻纤含量过高导致模具磨损，降低含量或换高流动基材；风险预判低 → 历史类似配方失败率高，更换增韧剂类型或增加预验证；失效分析低 → 目标化学环境下有已知开裂风险，增加合金化或表面处理
3. 方案修正：调整改性路线（如玻纤 20% → 15%，增韧剂 5% → 8%），或替换基材 / 改性剂
4. 重新评分
5. 循环终止：评分 ≥ 85，或达到最大迭代次数（如 3 轮），或可行空间已穷尽；输出当前最优方案并如实告知剩余风险

多方案对比：最终将评分最高与次高的 2~3 个方案并列展示，附各维度得分雷达图，直观呈现每个方案的强项与妥协点。

• 输入「CCS 支架」，产品树匹配到节点 储能 > 电池模组 > CCS 集成母排 > 支架
• 常用材料：PC/ABS（普通）、PC+GF（中耐热）、PPA+GF（高耐热）、PPS（极高耐热）
• 基线性能：HDT 100~280℃，V0@0.5~1.5mm，CTI ≥600V
• 历史项目：3 个，均未涉及 0.5mm V0 + 高耐热组合

差距向量：PPA+30GF 路线主要风险为 0.5mm V0 需额外验证（无黄卡）；PC/ABS 路线 HDT 差 20℃、0.5mm V0 不可行。

评分迭代（整合风险预审）

• 路线 A：性能吻合度 90%，工艺可行（干燥露点 −40℃ 需确认），风险指数：0.5mm V0 历史通过率 70%（历史类似 PPA 无卤阻燃薄壁测试），失效分析：增韧剂可能降低耐热老化，供应稳定，总分 82
• 路线 B：性能吻合度 65%，0.5mm V0 通过率 <30%，总分 58，淘汰
• 路线 C：性能吻合度 88%，CTI 不达标为硬伤，总分 65，降级为备选

材料风险预审报告（输出）

工程师上传 CCS 支架 STEP 文件与图纸，选择材料为路线 A 配方。

DFM 检查引擎输出

模具风险预审

• 结合材料含纤量与模具库，确认需用 S136 钢，型腔数建议 2 腔（预计成型周期 22s）
• 热流道需耐高温（PA9T 料温 300℃），检查现有热流道系统是否满足

指定 L2 自动化注塑线：机械手吸盘 ⌀20mm，节拍目标 25s，年产能 5 万。

DFP 检查引擎输出

量产风险预审

• 设备：注塑机螺杆需为耐磨型（含 GF 20%），现有 JM180-MK6 为通用螺杆，需更换或降低 GF 含量
• 模具保养：预计每 5 万模需检查型腔磨损
• 材料批次波动：PA9T + 无卤阻燃剂批次间 CTI 可能波动，需来料检验 CTI

• 推荐材料方案：路线 A（PPA + 20GF + 5 矿物 + 2 核壳 + 无卤阻燃）
• DFM 修改建议：壁厚过渡、拔模角、公差调整
• DFP 修改建议：增加吸附凸台、开双腔、换耐磨螺杆
• 风险清单：按严重度排序，每项附验证计划
• BOM 清单：基材、改性剂、色母、包装材料等

工程师接受建议并更新模型后，系统重新校核，直至风险评分达标；最终输出完整方案包，进入试模验证。

[系统] 加载项目上下文：CCS 支架，材料方案已确认。
[系统] 从材料库调取材料性能包络：PPA+20%GF+5%矿物+2%核壳增韧+无卤阻燃，MFR=12g/10min，HDT=275℃，V0@0.5mm 待验证，RTI=150℃，CTI=620V，成本 52 元/kg。
[系统] 从历史测试库检索类似配方记录：PPA+GF 无卤阻燃薄壁测试通过率 70%（0.5mm V0），150℃/2000h 热老化通过率 85%。
[系统] 从 DFM 检查引擎获取 3D 模型分析结果：壁厚分布 0.5~1.2mm，存在两处壁厚突变；拔模角部分筋位 0.3°；倒扣无；公差标注 ±0.05mm（部分过严）。
[系统] 从 DFP 检查引擎（选择 L2 产线）获取结果：最大平面仅 10mm，吸盘抓取风险；预计成型周期 28s（单腔），年产能不达标；出料姿态稳定。
[系统] 调用模具/设备库：现有模具钢材 P20，注塑机螺杆为通用型，干燥机露点 −35℃。
[系统] 运行风险规则引擎，生成各阶段风险清单。