基于深度学习的机械领域知识图谱构建及应用

针对企业内以分散形式进行存储的设计信息难以重用的问题,融合设计模型库和文本资源库构建机械设计领域知识图谱：通过计算机视觉等技术从历史模型库及文档中获取所需领域知识,对于模型库数据,采用聚类算法减少图谱节点冗余;提出一种新的MachineALBERT预训练模型对通用ALBERT进行参数设计,将该模型作为文本的语义编码层,以Bi-LSTM作为标签预测层,加入CRF作为整体标签优化层,搭建实体识别模型;对于关系抽取模型,共享字符编码层,加入CNN层对文本关系进行分类,将非结构化信息转化为结构化三元组,经实体对齐后存储至图数据库。根据构建完成的图谱建立计算机辅助设计可视化系统,以提供实体查询与知识问答等多种功能,提升产品设计效率。     

基于本体的高速列车设计知识推送技术研究

高速列车设计是多学科知识密集交互并实现创新的过程,针对高速列车研发过程中知识重用率低、知识价值贡献低、系统智能化程度不高等问题,文章研究了基于本体的高速列车设计知识推送技术,以有效支持高速列车的研发设计,实现设计知识的有效重用。首先,研究了包括用户本体、设计任务本体以及设计知识本体的高速列车设计本体的构建方法,然后,在设计本体的基础上,研究了高速列车设计知识推送的两种模式,即检索式和交互式设计知识推送。最后,以高速列车转向架牵引传动系统为例,验证了该方法的可行性和有效性。     

面向维修性CAD的支持功能设计与集成方法

如何建立维修性设计支持模块是维修性CAD平台技术面临的核心问题。根据维修性设计的特点深入研究了维修性设计支持模块的设计集成方法,构建了包含信息获取层、知识推理层、指导应用层的模块层次化模型,并详细论述了模块各层次的实现方法。通过研究设计支持模块中维修性设计信息的组织表示问题,提出了基于维修性信息结点结构的推理方法。最后通过VB和COM编程形成了基于CATIA软件的维修性CAD平台,实现了机架、箱体类零件的维修性辅助设计支持功能。     

基于本体的产品综合设计多视图模型研究

为满足产品综合设计过程中对可靠性、维修性、保障性数据及知识的共享需求,分析了综合设计过程中结构视图、功能视图,以及可靠性、维修性、保障性视图之间的相互关系.针对多视图模型不能很好地支持可靠性、维修性、保障性领域知识描述及共享的问题,提出了以产品与故障为核心的参考本体,进而构建了基于本体的性能与可靠性、维修性、保障性综合设计多视图模型框架.利用转换矩阵描述了多视图之间的映射机制.最后,给出了该模型在产品寿命周期管理系统中的实现方法,并以基于TeamCenter的性能与可靠性、维修性、保障性综合设计平台为例进行了应用验证.     

面向设计重用的电主轴知识图谱构建及储存方法研究

针对电主轴设计中普遍存在的资源查询困难，大量资源难以有效重用的问题，这里提出电主轴结构设计知识图谱方法，将电主轴结构设计知识分析归纳为事实性知识和过程性知识，运用斯坦福大学七步法，完成电主轴知识图谱模式层的交互式构建，并进一步通过D2RQ映射将设计数据与模式层结合，完成电主轴设计知识图谱的构建，实现了基于Neo4j的数据存储。该研究成果解决了制造业电主轴数据资源利用价值低的问题，为基于知识图谱的电主轴设计推理提供了有力支持。     

基于约束网络的高速列车车体关联设计技术研究

针对现有高速列车车体缺乏对多样化、个性化需求快速响应设计方法的研究,采用Top-down设计思想,提出一种基于约束网络的高速列车车体关联设计方法。通过关联设计实现装配信息变更影响在车体多层级骨架模型中自顶向下自动传递,并建立约束网络模型关联产品功能、性能、结构等多域特征信息,实现需求驱动的高速列车车体快速设计。以某车体侧墙模块设计为例,验证了该方法不但实现需求驱动的车体快速设计,而且通过建立显式的多域特征信息影响传播机制,保证多域特征参数变更设计的正确性。     

高速列车本体半自动构建方法研究

目前高速列车本体多采用人工构建的方法,这种方法存在成本高、效率低且缺乏灵活性的不足。针对这种问题,提出了一种高速列车本体半自动构建方法,先使用分词工具Jieba对高速列车领域文档进行分词、去除停用词等预处理,然后使用TF-IDF、C-value等算法进行概念抽取,再使用层次聚类及Dice测度等算法挖掘领域层次关系及非层次关系,最后使用protégé工具构建结构化的OWL本体并进行可视化管理。通过高速列车本体半自动构建实例,实现概念及语义关系的自动获取,验证该方法的有效性及可行性。     

面向CAM数控编程领域的知识图谱构建方法

为提高CAM数控编程领域的知识表达、管理和挖掘能力,提出了CAM数控编程知识图谱构建方法。分析了CAM数控编程阶段的信息表达形式,构建了CAM信息模型;采用概念到关系、局部到整体的本体构建模式并引入语义规则,实现了知识图谱模式层的构建。以某船用柴油机企业历史CAM编程案例库为数据源,构建了特征-操作信息单元模型库,采用本体映射的方式完成了知识图谱数据层的构建,并通过知识融合、知识推理等手段扩大了知识规模,提高了知识质量。最后,开发了CAM知识图谱Web平台,验证了所提方法的有效性。     

面向薄膜蒸发器模块化设计的知识图谱技术

针对现有薄膜蒸发器模块化设计知识难以有效表达、管理缺乏系统性、重用高度依赖专家经验的问题，提出了一种面向薄膜蒸发器模块化设计的知识图谱构建技术。首先以知识图谱和模块化设计耦合的基本思路为基础，在传统模块化设计流程中融入知识图谱技术，同时构建多层次多粒度知识表示模型，然后详细分析了以本体为基础的知识组织体系，采用Neo4j图数据库实现知识图谱的构建。并以薄膜蒸发器为例，分析验证了知识图谱技术在薄膜蒸发器模块化设计过程中的有效性。结果表明：知识图谱技术不仅能够实现多层次多粒度知识的融合，还能指导设计人员快速生成模块化设计方案，实现隐性知识的重用，在纺织机械智能模块化设计领域具有良好的应用前景。     

基于元学习的设备故障知识图谱构建及推理方法

知识图谱技术可以有效实现故障信息的结构化存储，弥补传统故障诊断方法缺乏结构化管理故障信息能力的不足。但是实际工况下故障样本数量稀少，传统知识图谱技术难以在小样本情况下完成图谱构建。针对上述问题，提出一种基于元学习的设备故障知识图谱构建及推理方法。该方法首先提取故障规则链和信号特征构建设备故障信息知识图谱；其次提出基于元学习的故障链接预测算法，通过同一故障簇邻域负样本生成策略，使知识图谱具有在小样本情况下进行故障诊断的能力；最后，分别采用通识领域NELL-One数据集和实际设备故障数据集进行实验，验证了算法的故障诊断能力和查询相似故障的能力。     

基于第三方云平台的服务价值链多链知识图谱构建

基于第三方云平台业务数据资源,面向服务价值链多链知识共享和重用的需求,提出服务价值链多链知识图谱构建框架和方法.从服务业务、服务资源和产品等维度出发,构建了服务价值链多链知识体系,设计了服务价值链多链知识图谱构建框架;研究了服务价值链多链知识图谱模型,提出基于二阶段的知识图谱模型构建方法用于求解服务价值链多链知识图谱模...     

一种齿轮系的图画表示法及其在齿轮系运动分析上的应用

主要目的在于以图论为基础 ,提出一种齿轮系构造的图画表示法 ,并以此图画表示法表示齿轮系的拓朴构造与运动构造 ,作为齿轮系运动构造分析与设计的依据。首先 ,推展复接头运动链图画表示法与矩阵表示法 ,提出一新图画以有效地表示齿轮系 ,并推导相关的基本规则 ;接着 ,以此图画表示法重新定义齿轮系的运动构造表示法 ;最后 ,提出齿轮系基本回路与运动方程关系式 ,并推导一系统化方法 ,以进行齿轮系的运动分析。     

实例与经验相结合的产品设计知识获取技术

为实现产品设计知识的完整获取,在基于知识工程的产品设计领域,研究了产品实例设计知识与领域专家设计经验相结合的知识获取技术。首先,分别研究了基于产品实例的设计知识获取方法和面向领域专家的设计经验获取方法。然后,提出了实例知识与专家经验的融合算法和获取结果的神经规则表示,在此基础上给出了实例与经验相结合的产品设计知识获取实现框架。最后,将该方法应用于基于知识工程的固体火箭发动机设计,解决了固体火箭发动机设计中与经验相关知识的获取问题,得到了细粒度和完备性好的固体发动机药形选择设计知识,并通过实例说明了该技术的有效性和实用性。     

基于LabVIEW的瞬变频率测试方法研究

针对某型飞机地面试验时发现的问题,研究并设计了一种能处理交流信号波形不连续时的频率计算方法。使用Genesis数据记录仪采集数据,能在试验现场高速同步地对测试信号进行采集。借助LabVIEW强大的数字信号处理能力,对定义的3种信号断续情况进行频率计算和趋势图描绘。试验结果表明,频率趋势图符合被测信号变化规律,数据可靠,达到了设计要求。     

集成化面向装配的设计研究

提出用多重装配连接图表示产品中零件之间的多重装配关系,用模糊连接图中的结点和连接边的模糊度来模糊评价产品可装配性。对产品装配体,进行自动装配特征识别,基于所建立的产品装配模型自动产生产品装配数据的中性文件。建立了产品可装配性评价体系;基于产品装配数据和装配知识,对产品可装配性进行模糊定量评价,从而指导产品装配设计,实现了CAD/DFA的信息集成。     

基于位姿图和性能融合的产品布局设计方法

为解决产品布局智能化设计问题,对产品布局设计方法进行研究。根据机械产品方案设计中结构布局约束的特点,提出基于位姿图和性能融合模型的产品布局设计方法。该方法对产品布局约束关系抽象化,建立布局设计约束之间的关系表达。在性能求解方面,构建产品功能需求模型、运动功能配置和模块结构之间的映射,得到产品简化布局模块结构。在此基础上,以低序体阵列表达产品布局拓扑结构,并且利用位姿图建立的空间布局模型,对产品模块结构进行定位、定序及邻接等关系的描述和布局组合操作,得到产品结构布局方案。在Pro/E平台中,利用VC.net 2003工具二次开发产品布局设计系统,以数控机床产品布局设计为例,运用提出的方法对其进行布局约束信息表达和布局求解,验证该模型的可行性和有效性。     

基于图论的行星轮系传动比分析

基于行星轮系求传动比的传统方法，提出以图论为基础，用图画对行星齿轮系进行拓扑描述，通过拓扑图中的基本回路建立基本回路方程，对各类行星轮系进行传动比分析。该方法较传统方法直观、方便。     

一种汽车自动变速机构的运动构造设计方法

行星齿轮系具有结构紧密、传动效率高、高减速比与差速传动等特性,被广泛应用于汽车自动变速机构的设计。本文的主要目的是应用图论的方法,以实现汽车自动变速机构的运动构造设计。首先,以图画表示自动变速机构的行星齿轮系,由此简化运动特性分析,归纳基本运动设计规范,并提出汽车自动变速机构的运动构造设计系统化程序;接着,以日产汽车自动变速运动需求为例,应用所提出的系统化程序实际进行汽车自动变速机构的运动构造设计;最后,归纳得出满足运动设计条件的行星齿轮系的运动构造。本文的结果提供了汽车自动变速机构的运动构造设计的简易且系统化的设计程序。     

一种最短拆卸路径产生方法及其在MATLAB中的实现

通过研究一种拆卸路径的生成方法,产生最短拆卸路径,对于产品维修或者报废阶段节省时间与成本起着重要作用,属于可拆卸性设计(DFD)的重要组成部分,体现了并行设计与绿色设计的思想。应用图论的知识,结合产品的联接关系,找出最有可能的几个拆卸切入点,然后生成拆卸有向图,把拆卸时间作为有向图中的权重,把目标拆卸的问题转换为图论中的求两个节点间最短路径问题,最后在MATLAB环境进行仿真,通过对几个切入点的对比,找出最佳拆卸切入点,产生最短拆卸时间和拆卸路径。通过详细阐述一种人工与图论算法相结合的生成拆卸路径的方法,对产品维修或报废拆卸节省时间和成本有着很大的实际意义。