基于本体的复杂产品设计知识表示和标注方法

针对复杂产品设计领域多学科交叉、知识资源数量庞大导致的知识重用与共享困难等问题,提出以专业领域维度划分为依据的知识表示方式,以领域本体为语义模型,实现产品设计知识结构化、维度化的表示。设计了一套针对设计文档的自动语义标注框架,以领域本体为框架底层,提出多影响因子综合加权的概念语义相似度来提取概念间的语义关系,并引入语义增量提取文档中的关键词权重特征,完成对知识的语义标注。通过雷达设计知识管理系统中知识自动标注、录入验证了所提方法的有效性。     

基于云服务的复杂产品协同设计方法

围绕复杂产品设计过程中设计者之间的分布协同以及信息、资源共享和知识重用等问题,提出了一种基于云服务的复杂产品协同设计方法.该方法以云服务中间件技术为主体,通过云服务中构建的领域本体和知识库所包含的语义来描述复杂产品设计过程中的信息、资源和知识,进而提出一种结合事件驱动服务模型和语义服务逻辑图的服务组合方法.在事件驱动下完成任务分解、服务发布等操作,利用语义服务逻辑图表达服务之间的逻辑和时序关系,接着进行服务组合并执行组合服务以完成复杂产品设计任务.以某型航空器总体设计为例验证了该方法的有效件和正确性.     

业务过程执行语言流程语义标注方法研究

为提高工作流模型在分布式执行过程中的自动化程度.解决语义异构问题,提出了一种基于本体的业务过程执行语言语义标注方法,构建了业务工程执行语言流程树和Web本体描述语言领域本体树.针对业务工程执行语言流程中的每个概念,分别从三个角度计算其与Web本体描述语言领域本体中所有概念之问的语义相似度,并选取与该概念复合相似度最大的概念建立映射关系.通过语义消歧过程.消除业务工程执行语言流程中存在的语义异构,并生成语义消歧树,进而基于一系列映射规则,将语义消歧树转化为Web服务本体描述语言描述的语义工作流模型.最后给出应用实例,并采用F1-measure对所提出的语义消歧方法进行评估.     

装配设计意图的语义表示

在传统计算机辅助装配设计意图信息表达的基础上,提出一个基于本体和资源描述框架表达模式的装配设计语义表达框架;通过领域知识规范的语义概念及其属性关系的本体定义和实例化的资源描述框架描述,为装配设计的装配体组成、连接关系、配合精度和空间约束关系的语义描述提供一个形式化的表达;探讨了对计算机辅助设计产品装配模型自动和人机交互相结合的语义标注方法;通过一个简单装配实例的语义表达,建立了基于语义表达的装配设计资源描述框架/可扩展标记语言文档。为装配设计意图信息的语义推理、查询和智能理解奠定了基础。     

基于多维度本体的制造业领域知识语义建模研究

针对制造业领域多学科交叉、知识资源数量庞大导致的知识重用与共享困难等问题,基于本体提出针对制造业领域知识全生命周期的多层次、多维度的制造业领域知识表达模型,实现制造业领域知识结构化、维度化的表示。通过制造业领域知识语义分析与提取框架,完成对知识的语义标注。在领域本体为框架的基础上,针对多维度影响因素提出综合加权的语义相似度以类为中心提取语义关系,并以航空领域知识的语义化为例构建计算机可识别和处理的语义空间模型,该模型可以更全面地表达制造业领域知识的语义信息,为后续基于语义的制造业领域知识管理系统的构建奠定基础。     

基于本体的产品配置知识模型的研究

提出了基于本体的产品配置知识模型,分析了配置本体构建的定位,研究了配置本体的建立方法,并针对配置本体中涉及的概念设计了其语义规则表达,最后通过配置本体系统的实现验证了配置知识的语义描述和自动推理功能。     

基于情境约束的知识个性化推送

对面向产品设计的情境信息进行语义描述和分析,将情境概念之间的关联信息作为限制性条件,提出了基于情境约束的知识聚类方法。采用贝叶斯理论对聚类知识进行语义标注,对标注概念与需求概念的综合语义相似度和相关度进行计算,扩展了检索概念范围。实验结果表明,该研究方法可有效提高知识查询与推送的精确度和效率。     

语义推理驱动的协同装配技术

为提高协同装配智能型和自动化程度,提出了语义推理驱动的智能装配技术.通过定义装配端口,建立装配元件之间连接关系的高级抽象表达;通过三维语义标注,构建产品三维形体与语义内容的关联,由此构建面向装配的产品本体模型.通过建立语义推理规则库及端口坐标系,实现装配连接关系的自动推理,并自动创建元件之间的配合操作关系.开发了基于自由度分析的三维约束求解引擎,基于推理结果自动求解变换矩阵,最终实现元件的自动装配.开发了智能协同装配原型系统并进行了试验,结果验证了该方法的有效性.     

基于本体的产品数据语义互操作

在协同产品开发领域,为了实现产品数据语义互操作,提出了一个基于本体的产品数据语义互操作框架。首先,框架采用标准化方法,构建产品数据语义描述语言形式化表达产品模型;然后,组合语义等价和语义相似性度量方法在已有的应用本体和产品数据语义描述语言本体之间建立完善的映射关系;最后,以产品数据语义描述语言本体为中介,实现应用本体间的转换,完成异构计算机辅助设计系统间产品数据语义互操作。原型系统和应用实例证明了该框架的可行性和有效性。     

基于本体的公理化系统设计语义建模与推理规则

使得计算机理解系统设计的语义并完成自动推理是实现智能制造和基于模型的系统工程的两个重要特征,但现有系统建模语言对语义表达和自动推理的支持有限.第一,为了满足复杂产品系统建模的语义表达要求,在前期工作—基于模型的公理化系统设计(Axiomatic model-based systems engineering,A-MBSD)的基础上,构建对应的本体模型 A-MBSD Ontology;通过网络本体语言(Web ontology language 2,OWL2),明确定义系统设计的语义及其之间的关系.第二,为了满足系统建模的推理要求,使用语义网规则语言(Semantic web rule language,SWRL)对设计公理和规则进行定义,支持功能耦合性的判断和最优设计方案的选择.最后,以卫星太阳翼的系统设计为例,证明所构建的本体模型能够明确表达系统设计语义,相应的规则可以自动推理出设计参数所影响的功能需求、功能需求之间的耦合等,避免在试验阶段才发现耦合问题而导致的设计返工,提高系统设计的效率.     

基于本体的技术创新研究

技术创新所依据的科学原理往往属于其他领域,领域跨度越大,创新等级越高。将致力于实现知识重用、知识共享和机器可懂的本体和语义网技术与发明问题解决理论（TRIZ）相结合,提出了基于本体的技术冲突解决方法,给出了基于本体的技术冲突解决流程,并应用本体构建软件protfigfi、体描述语言OWL,以TRIZ的冲突解决原理为基础构建了技术创新本体。以强夯机脱钩器的技术创新为例,验证了该方法的有效性。     

基于业务本体的产品设计知识表示方法

为积累存储并表示产品设计过程中的知识与经验,提出了业务本体的概念.利用业务本体将知识与产品设计流程紧密关联起来,真正实现知识来源于设计流程且服务于设计流程.为更好地支持设计知识的共享与重用,分别从静态和动态两个角度给出了基于业务本体的知识表示方法,该方法使知识的语义信息更加丰富,大大提高了知识检索效率.通过在某军用车辆知识管理系统中的应用,验证了该知识表示方法的可行性与有效性.     

应用图学习算法的跨媒体相关模型图像语义标注

针对传统跨媒体相关模型(CMRM)只考虑图像的视觉信息与标注词之间的相关性,忽略标注词之间所具有的语义相关性的问题,本文提出了一种新的基于图学习算法的CMRM图像语义标注方法。该方法首先根据运动领域图片训练集中的标注词,建立运动领域本体来标注图像;然后采用传统的CMRM标注算法对训练集图像进行第一次标注,获得基于概率模型的图像标注结果;最后,根据本体概念相似度,利用图学习方法对第一次标注结果进行修正,在每幅图像的概率关系表中选择概率最大的N个关键词作为最终的标注结果,完成第二次标注。实验结果表明,本文提出的模型的查全率和查准率均高于传统的CMRM算法。     

面向重用的设计过程知识领域本体的构建

根据对产品设计过程知识重用的要求,针对本体知识表示方法的特点,在提出面向重用的本体构建方法的基础上,构建产品设计过程领域本体知识模型,并运用protégé建模工具对产品设计过程知识本体进行系统实现,为实现设计过程知识的共享和重用提供支持.     

基于语义本体的流程建模与验证

针对企业业务的协作、共享、互操作能力的迫切需求,以及流程管理应用系统中流程模型的可验证性不足的问题,结合语义本体技术和Petri-net技术,提出一种业务流程建模和验证方法,建立了基于语义的业务流程模型。模型兼顾了准确表达流程控制结构和共享业务知识的需求,采用语义本体来描述流程的关键要素,形成了可交互操作的流程语义知识,提升了流程的跨机构交互性能,为建设新一代以知识为基础、以人为中心的智能流程系统提供基础支撑。模型对传统流程结构描述进行了拓展,将流程结构表达作为结构语义元素融入流程本体中,得到了更丰富的流程模型描述。为了增强流程模型的可应用性,充分考虑了模型的可验证性问题,给出了相应的验证方法并考察了验证效率,实现了模型语义和结构的双重验证。     

基于本体与SWRL的工艺知识表示与语义推理

传统的专家系统并不能有效解决工艺推理问题,但本体技术和语义推理技术为解决专家系统在知识获取以及智能化推理方面的不足提供了有效解决方案。首先介绍本体知识、SWRL规则、相关推理引擎等;其次提出了基于本体与SWRL规则的工艺推理整体流程,并详细描述了工艺知识本体的构建方法;随后结合实例说明SWRL规则编写规范,并验证了该工艺推理方法的可行性。     

面向对等网络知识集成网络的检索方法

在面向对等网络知识集成网络的检索过程中,为了实现知识获取效率和语义一致性之间的均衡,提出一种融合分类检索、语义路由和加载推理的检索机制.该机制根据网络拓扑结构的特点定义面向不同范围的检索分类,将检索范围进行适度控制;基于语义匹配得到满足检索需求的知识节点路由列表,对节点加载范围进行选择性限定,以获得更高的检索效率和更合理的检索结果集;建立加载推理机制,在上下文语义模型的支持下,支持复杂检索语义的明确表达.该方法充分利用集成网络的拓扑结构特点和知识集成网络的语义推理特性,在降低搜索时间和空间消耗的基础上,提升了多节点检索结果的语义一致性和语义推理能力.     

面向产品信息协作的本体映射方法

为了在产品全生命周期管理过程中提供知识的表达,实现跨部门的产品语义信息沟通,从产品信息的本体表达出发,讨论了制造过程中面向语义信息协作的本体映射方法,定义了查找本体映射关系的相似性规则,并采用决策树模型优化本体映射过程。半自动本体映射方法能够减少用户参与的工作量,实现跨部门的信息协作。最后,通过某钢铁厂用户检索产品设计信息的实例,验证了基于本体映射的产品信息协作的研究。     

基于领域本体的复杂产品设计知识检索技术

为解决产品数据管理系统中知识难以被发现和重用的问题,提出基于领域本体的设计知识检索技术.利用"领域本体-索引知识-数据资源"三层映射结构表达设计知识,形成以领域本体为语义模型和以索引知识为引导的设计知识体系.提出了基于语义的知识检索方法,对设计问题进行语义解析,转换成本体概念集,利用向量空间模型的相似度算法,在检索词元权重中引入语义关系权重,在索引知识词元权重中引入知识域权重,最终匹配符合设计人员检索意图的设计知识.以飞航导弹总体方案设计为例验证了知识检索技术的可行性.