面向机械产品概念设计的知识库设计研究

针对机械产品概念设计中设计知识功能语义定义模糊和隐形知识重用率低的问题, 研究了基于领域本体表示的知识库设计方法,支持设计知识的自助发布管理和语义信息检索等 功能。提出设计知识表示的本体模式和建模方法,建立领域本体;从概念设计方案需求粒度、 功能目标及企业知识自管理等方面考虑,建立多维设计知识分类体系;设计JSON 文件到OWL 文件的映射规则,实现设计知识的发布、维护、存储和检索。最终实现面向机械产品概念设计 的知识管理,为企业设计人员提供知识共享和重用,支持产品概念设计的方案创新。     

基于本体的产品服务知识模型研究

为了对产品服务过程中的服务知识进行有效管理和重用,在对服务知识进行分析的基础上,结合本体的特点和构造方法,提出了产品服务知识领域本体构建过程模型;重点构建了产品服务过程中的产品知识、客户知识和服务资源知识模型;并基于此提出了产品服务领域本体知识体系结构,为产品服务领域知识的共享和重用提供基础。     

基于本体的产品知识表示方法研究

知识表示方法在表达、传递和共享过程中,不能同时满足表示能力、可理解性、可操作性以及可实现性的要求。针对上述问题,本文采用本体的知识表示方法,根据产品概念设计的特点,提出了基于本体的产品知识F-B-S 表达模型,使各模块之间建立了清晰的联系。各模块分别用各自的领域本体进行形式化定义,采用BNF 范式对领域本体进行统一的描述和表达。最后,以某一系列吸尘器为例,验证了基于本体的产品知识表示方法的可行性和有效性,从而实现了产品知识表达的共享与重用。     

语义驱动的集成化产品建模

针对复杂产品研发过程中多领域协同对产品知识共享和重用的需求,提出一种语义驱动的集成化产品建模方法.结合多本体技术,给出了集成化产品建模框架,该框架由概念层和模型层构成,概念层包括高层核心产品本体和领域本体,模型层由主模型和领域模型等一族模型构成;同时还给出了集成化产品模型的形式化语义描述,在构建高层核心产品本体的基础上建立主模型;基于多领域本体,进行由概念层语义驱动的领域模型快速重构,在语义理解基础上实现跨领域的产品知识重用.     

基于功能本体的家电设计领域知识共享

为提高家电产品设计的速度,加快产品的开发速度以及验证的效率,针对家电设计领域的知识共享进行了研究。结合基于功能本体的共享设计平台理论,提出面向家电设计领域的知识共享设计方案;并对其工作流程进行描述。     

基于本体的产品知识表达

产品开发过程分工的加强、市场和全球化竞争的激烈都要求工厂能够更迅速地生产更廉价和质量更高的产品，而这需要一个更有效并且强有力的产品知识管理系统，以支持产品知识的表达、重用、共享和交流等．研究了产品知识表达的模型，即S—B—F，结合本体描述语言构建了流本体和功能本体，设计出基于本体的产品知识表达，并进一步提出了可行的应用模型。     

基于知识工程的船体焊接工艺研究

船舶制造过程中船体焊接领域工艺知识缺乏有效的归纳与整理,导致其重用性和 共享性差。针对上述问题,基于知识工程技术,研究了船体焊接工艺领域知识的获取、分类、 表示及推理应用的方法,并开发了工艺知识库系统,有效实现了知识的共享与重用。首先提出 了船体焊接工艺知识获取途径及分类模式;其次以此为基础,将基于本体的知识表示方法的研 究成果应用于船体焊接工艺,建立领域本体;然后提出焊接工艺推理模式,以国家标准、行业 标准等规范性文件和专业书籍、专家意见等指导性文件为基础构建工艺规则库,设计模糊规则 推理系统;最终设计开发面向船体焊接工艺的知识库系统,规范化实现知识获取、知识表示、 知识推理及知识管理功能,为船体焊接领域相关工作人员提供知识共享及重用的支撑平台,为 船舶制造其他领域中知识工程技术的利用提供参考。     

基于本体的机械产品知识仓库研究与应用

为解决产品开发全生命周期中知识管理与知识重用问题,提出了基于本体的机械产品知识仓库系统构架。从语法、属性、结构、实例四个方面进行相似性的计算,实现将源本体的实例映射到目标本体的过程。采用OWL本体表示语言对产品知识进行本体建模。并对基于本体的案例推理进行了深入的研究。最后将研究成果应用于制造业知识管理系统的机械产品知识仓库子系统中。     

知识网格环境下基于本体的CBR诊断系统架构研究

提出知识网格环境下基于本体的分布式多案例推理系统架构。该架构引入基于本体的案例推理服务器和任务-方法本体,实现了过程性知识和陈述性知识分离,有效地解决了案例推理重用问题;在案例推理服务器中共享本体约束指导下,各案例库可以灵活地表达各自领域知识,实现知识集成,解决了传统案例推理系统知识局限性问题,实现了各企事业单位之间知识共享和重用。该架构是开放的并采用Web Service技术构建,能够实现网格异构环境下系统集成,具有很强的扩展性。     

基于本体的教学领域知识库构建及应用

教学领域知识库的构建有利于知识的检索和共享。将本体引入教学领域知识库构建过程中,通过对计算机图形学课程功能及组织结构进行设计和分析,构建教学知识库本体,提供语义空间,这样不仅有利于知识概念的共享和重用,也有利于实现基于本体的知识检索。研究基于本体的教学知识库系统,具有很强的理论和实际意义。     

飞机故障知识的本体建模及语义检索

针对目前飞机维修保障工作中故障知识共享应用的实际困难,对飞机故障知识的表达建模以及检索应用进行了研究。依据飞机故障知识的领域特性和共享需求,采用本体作为知识表示的方法。根据本体组成元素分析了飞机故障本体的知识来源,并提出了飞机故障知识的本体工程构建方法。在本体模型的基础上,研究了飞机故障知识的语义检索模型,基于最近相邻检索策略提出了飞机故障本体的语义检索相似匹配算法及其实现流程。开发飞机故障知识管理原型系统并在某航空制造企业进行应用验证。     

基于本体的产品设计知识表示研究

针对目前的产品设计知识表示模型或是只局限于产品设计的某一阶段,或是局限于某一设计领域,对产品设计知识的概念存在着分类不清等不足,文中提出一种产品设计知识本体构建方法,并构建基于本体的产品设计知识表示模型。通过分析产品设计知识本体产生的知识概念、属性及知识概念间关系,形式化地定义和描述表示产品设计领域所包含的知识资源,提高企业产品设计知识共享和重用效率。以色选机设计知识表示为例,验证了所提出模型的有效性。     

Text analysis for constructing design representations

An emerging model in concurrent product design and manufacturing is the federation of workgroups across traditional functional ‘silos’. Along with the benefits of this concurrency comes the complexity of sharing and accessing design information. The primary challenge in sharing design information across functional workgroups lies in reducing the complex expressions of associations between design elements. Collaborative design systems have addressed this problem from the perspective of formalizing a shared ontology or product model. We share the perspective that the design model and ontology are an expression of the ‘meaning’ of the design and provide a means by which information sharing in design may be achieved. However, in many design cases, formalizing an ontology before the design begins, establishing the knowledge sharing agreements or mapping out the design hierarchy is potentially more expensive than the design itself. This paper introduces a technique for inducing a representation of the design based upon the syntactic patterns contained in the corpus of design documents. The association between the design and the representation for the design is captured by basing the representation on terminological patterns at the design text. In the first stage, we create a ‘dictionary’ of noun-phrases found in the text corpus based upon a measurement of the content carrying power of the phrase. In the second stage, we cluster the words to discover inter-term dependencies and build a Bayesian belief network which describes a conceptual hierarchy specific to the domain of the design. We integrate the design document learning system with an agent-based collaborative design system for fetching design information based on our ‘smart drawings’ paradigm.     

产品的相似性推理:一种描述逻辑的方法

采用产品本体理论对设计进行本体标注,得到对应产品设计的形式化概念,在此基础上通过本体的推理——基于描述逻辑的知识推理,对产品进行分类．文中分别就设计的相似性和基于实例的设计中实例间的相似性推理提出了明确的算法,并通过实例进行了说明．     

一种面向云制造的语义BOM知识集成框架

为克服传统BOM信息集成中存在语义知识集成的缺陷, 支持BOM知识在云制造企业间无缝传递、共享和重用, 提出一种面向云制造的语义BOM知识集成框架。该集成框架由语义BOM知识表示、知识映射、知识服务三个模块构成。知识表示模块融合本体论, 用owl DL进行语义BOM的形式化知识表示, 构建语义BOM知识本体模型; 知识映射模块基于语义BOM多视图映射方法, 形成云制造企业所需语义BOM视图; 知识服务模块以Web service为媒介, 将各语义BOM视图封装成知识服务, 通过服务注册、绑定、发现、组合等手段, 实现BOM知识的共享和重用。该框架能支持云制造企业按需在知识重用基础上快速重构BOM知识模型。     

层次化单元装配模型

装配设计是产品设计的重要设计阶段,在分析装配设计和层次化单元任务模型的基础上,建立了支持装配设计的面向对象的层次化单元装配模型。装配单元的层次化结构表达了功能结构,通过功能映射可以建立功能到单元的对应关系。研究了基于层次化装配单元模型的装配设计,讨论了支持装配设计的开发的单元库分级管理策略。     

Representation of functional micro-knowledge cell (FMKC) for conceptual design

The conceptual design process of a complex product concerns multidisciplinary design knowledge. This paper presents an approach of consistent knowledge representation for conceptual design. Firstly, the concept of functional micro-knowledge cell (FMKC) is presented, and the knowledge representation approach of FMKC is proposed. In the function layer, the functional ontology is used to provide a rich vocabulary. By constructing the mapping relationships between the function and structure layer, a systematic knowledge representation scheme is obtained. Secondly, the functional knowledge decomposition theory is proposed to unify the resolution of knowledge representation. Finally, the FMKC is applied to a hydraulic cylinder, which demonstrates the possibility in representing the multidisciplinary knowledge for conceptual design with a unified systematic representation scheme. In addition, the FMKC can be used in knowledge fusion and design reuse for our further study.     

Application of ontology modularization to human-web interface design for knowledge sharing

Ontology has received considerable attention in the semantic technology community. This paper discusses the roles of ontology modularization in human-web interface design for knowledge sharing. It stresses that ontology can support human-web interaction as a key component of knowledge sharing on the Internet. The paper proposes an approach of ontology modularization to navigating and searching web portals for the purposes of knowledge sharing. A case study of human-web interface design using ontology modularization for a commercial software web portal is used to illustrate the application of the proposed approach.     

Development of holonic manufacturing execution systems

Rapid changes of market demands and pressures of competition require manufacturers to maintain highly flexible manufacturing systems to cope with a complex manufacturing environment. To meet these requirements, this work adopts the concepts of holon and holarchy to design manufacturing systems. Holon and holarchy are derived from the studies of social organizations and living organisms and possess the properties of intelligence, autonomy, cooperation, reconfigurability, and extensibility. Moreover, advanced manufacturing systems also require the properties of security certification and failure recovery. Based on the requirements of these properties, a systematic approach is proposed to develop a holonic manufacturing execution system (HMES) for the semiconductor industry. This systematic approach starts with a system analysis by collecting domain requirements and analyzing domain knowledge. The HMES Holarchy is designed by the procedure of constructing an abstract object model based on domain knowledge, partitioning application domain into functional holons, identifying generic parts among functional holons, developing the Generic Holon, defining holarchy messages and the holarchy framework of HMES, and finally designing functional holons based on the Generic Holon. It is believed that this proposed systematic approach provides a novel and efficient way to design HMES.