CN103093307A - 基于本体和Blog的多学科产品设计知识表达及管理系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于本体和Blog的多学科产品设计知识表达及管理系统，通过对复杂产品设计过程中的多学科设计知识进行形式化、具体化描述，通过采用合适的表达策略对涉及的结构化、半结构化设计知识进行描述，完成设计知识的符号化和形式化过程，并根据本体语义相关度和相似度对产品设计知识进行检索和聚类，为产品设计知识管理奠定基础，并以Blog技术作为实现手段，实现对设计知识的收集、提取、共享和应用等管理过程。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用本体和Blog技术对支持复杂产品设计中的多学科设计知识进行表达和管理的系统。
背景技术
产品设计是一个知识密集型过程，当前对产品设计过程中所需知识的获取、组织、传递及运用能力仍停留在较低的水平，这种现状很大程度上制约着产品的创新。要缩短产品开发周期，必须要实现对知识的快速获取和再利用，这就要求我们能提供切实行之有效的表示、获取和利用产品设计知识的方法，真正将设计知识作为一种设计资源来支撑产品设计e-Service链的执行，并被具体关联到相关的设计节点求解过程中。
复杂产品的设计是一个涉及机械、电子、控制等多个学科领域的一体化协同优化决策与冲突消解过程，是由不同学科领域设计者相互协作、共同完成设计任务的协同工作过程，也是源于机械、控制、动力、电气、材料等多学科领域的复杂知识融合过程。
知识的表达不同于信息处理，信息处理一般不关心信息的内容，只是确定信息的格式和信息量，而知识表达必须能够理解知识的内容。产品设计是一项专业性很强的技术工作，一个好的设计任务的完成需要各方面知识的积累，现在设计企业中存在设计人员不愿意奉献自己拥有的知识、设计企业及设计人员知识更新速度过慢、因缺乏相关背景资料导致设计知识实用性较差等问题，成为设计知识积累和共享的壁垒。
发明内容
为了对产品设计知识进行形式化，以便计算机对其进行管理，利用本体技术对产品设计过程中所涉及的多学科知识进行表达，进而进行检索和聚类，以完成对产品设计知识的符号化和形式化表示。为克服目前的知识管理存在着搜索不充分、难以发现相关的知识、难以保持更新、缺乏专家引导、拒绝共享、难以保证质量、积累垃圾信息、使用障碍等问题，本发明提出基于Blog的多学科产品设计知识管理系统。该系统能够克服传统知识管理的缺陷，满足复杂产品设计环境下多学科知识交互和协同的需求，使得该系统具有灵活性和真正的“平民性”。该系统可以有效的对设计知识进行收集、提取、共享和应用，Blog通过获得有价值的产品设计信息，经过消化形成为知识，并注重挖掘隐性知识的内涵。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
为了对产品设计知识进行表达，首先对产品设计知识源进行分析并采用合适的方法进行表达，基于本体的设计知识表达策略可分为自上而下和自下而上两种方法。自上往下的表达方法是首先构建知识本体概念，然后在知识本体概念的约束下，对知识本体进行标识，构建知识本体属性和知识本体实例；自下而上的表达方法是对设计知识的语义抽象、聚集、映射和联合，扩展为产品设计知识本体。自下而上的表达方法相对于前者具有扩展灵活、兼容性好的特点，但是这样形成的设计本体缺乏层次，一致性较差。根据产品设计知识异构性、模糊性、层次性、耦合性等特点，本发明针对产品设计所设计的非结构化知识、半结构化知识和结构化知识提出了相应的设计知识表达策略。
信息检索是一项传统的信息处理技术，目的是从内容复杂的信息源中查找需要的信息内容，而语义Web的基本思想是让检索的机器理解知识背景，使其与用户具有近乎相同的知识背景，进而理解知识的内涵，从而满足知识管理的需要。因此设计知识检索是一种基于设计知识概念及其相关关系的检索匹配机制。
Blog作为设计企业员工日常工作的日志，设计人员采用Blog可以完成例如工作计划、记录工作过程、工作总结、心得、关于设计的思考等日常工作记录，并能记录收集的技术资料等；管理人员收集管理方法、激励方案和规章制度等。
Blog作为技术人员个人知识的沉淀工具，设计人员可以通过Blog对资料和知识进行有效的管理，建立自己的知识库，从而能够快速取得该设计知识，从而提高工作效率。
对隐性知识的管理，隐性知识难于复制和模仿，成为企业或员工核心竞争力的知识来源。Blog可以做为知识的过滤器和指南针，通过对知识的积累，可以帮助隐性知识实现显性化。对于设计企业来说，Blog作为内部新型知识积累、知识管理和沟通的方式，为隐性知识管理提供了工具，对知识及其所有者的分离提供了可行性。
促进设计企业内部的知识共享，设计知识的积累、交流和共享是实施设计知识管理的基础，只有通过知识共享才能实现知识的价值、才可以使知识管理达到最佳的效果，可以通过Blog实现设计知识的共享。当设计人员在Blog上发表观点和看法后，其他人员可以对其进行阅读和评论，并且其发布内容为设计企业提供了一个归档，设计人员所掌握的很多经验、技巧和知识都会以文字的形式存留下来，为设计企业的知识沉淀奠定了基础。
Blog的组织形态是和产品设计e-Service链密切相关的。基于Blog的设计知识管理系统最基本的构成单元是处于不同地域的设计e-Service链不同设计节点上具有不同职责的员工Blog。Blog作为员工个人知识管理系统的基本载体，员工可以发表个人的思想和知识，储存对自己有价值的知识，对这些知识进行分类；可以通过访问其他人员的Blog了解他的知识存储，Blog间可以通过评论、引用、来访追踪等机制进行交互；基于同一设计任务或同一设计子任务的员工可以在互相访问中形成动态聚集，形成不同的知识Blog群。
附图说明。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图1是本发明产品设计知识表达策略图
附图2是本发明设计知识本体建模及OWL描述图
附图3是本发明设计知识检索步骤与模型图
附图4是本发明基于Blog知识管理系统体系结构图
附图5是本发明系统主要功能及流程图
具体实施方式
如图1～5所示的实施例中：结构化知识和半结构化知识主要采用自下而上的知识表达策略，而对于产品设计中存在的大量的文本发明档和经验知识等非结构化知识选择自上而下的知识表达策略，并将该知识采用语义Web进行表达；根据对产品设计知识概念的表达，利用Protégé工具对产品设计知识本体进行了建模，并对概念之间的关系进行了定义，解决了叶轮设计知识的语义表示；知识的检索算法为：
1) 本发明对用户设计知识需求规范为一个设计知识本体概念p
2) 对该概念设定阈值 
，利用设计概念相似度算法，在由设计知识语义网组成的设计知识空间中查找其相似度sim≥
的设计知识概念，得到在设计知识语义空间内的所有适合的概念列表list1
3) 在取得的设计知识概念列表list1中，取出一个概念，在设计知识语义空间中查找其所有的设计知识项
4) 重复步骤3，直到list1中所有概念的设计知识均取出，得到可能相关的知识列表list2
5) 从list2中取出一个设计知识，分别计算与p的语义相似度sim、语义相关度cor和广义语义相关度excor值
6) 重复步骤5，直到list2中所有设计知识均取出
7) 用户设定语义相似度、语义相关度和广义语义相关度的阈值
1、
2和
3，按倒序排列所有sim>
1，cor> 2和|excor|>
3的知识项
充分利用设计概念的相似度、相关度和广义相关度算法，对设计知识语义空间进行“启发式”检索，避免对知识特征的计算
设计知识聚类算法：
1) 将所有的设计知识组成列表list3
2) 设语义相似度、语义相关度和广义语义相关度值的阈值为 4、
5和
6
3) 从list3中取出一个设计知识m，得到其设计知识概念集G，并将m从list3中删除
4) 从G中取出一个概念，得到list3中所有包含该概念的设计知识，直到G中的概念全部被取出，所有对应的设计知识组成列表list4
5) 从list4中取出一个设计知识，计算其与m的语义相似度
7、相关度 8和广义相关度值
9，若 7>
4或
8>
5或
9>
6，则将该设计知识标识为G的同类知识，将该知识从list4，list3中删除
6) 重复步骤5，直到list4为空
7) 重复步骤3~6，直到list3为空，算法结束。
根据以上算法，所有设计知识被分为若干类，完成设计知识的聚类操作。
如图4所示，处于产品设计e-Service链节点上的员工，包括产品设计任务人员、管理员等在Blog服务器上注册并发布个人Blog，在Blog中，通过评论、引用、来访追踪等机制分享产品设计知识的交互活动，并根据交互活动产生如项目管理Blog群、结构设计Blog群、工业设计Blog群和模具设计Blog群等的动态聚集，并通过Blog服务器与数据库服务器进行交互，对设计知识信息进行存储和处理。这样，由个人Blog、Blog群、Blog管理系统构成了个人、组织、企业等不同层次的产品设计知识管理应用，从而支持整个产品设计e-Service链的运行。
如图5所示，本发明通过利用基于Struts + Hibernate的Java开源Roller，并将语义Web技术，特别是Web本体技术和Blog核心技术RSS相结合，通过在RSS中增加机器可理解的原数据扩展了Blog的功能，在此基础上，对产品设计知识管理进行了实现。系统可支持评论功能、所见即所得HTML编辑、TrackBack、提供页面模板、RSS syndication、blogroll管理和提供一个XML-RPC 接口等功能。
以上内容是结合多学科产品设计知识融合进行实施，对本发明所作的进一步详细说明，并不能认定本发明的工作仅限于此。对于本发明所属领域的技术人员，在本发明的基础上，还可以进行其他若干改进，但都应视为属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于本体和Blog的多学科产品设计知识表达及管理系统，其特征是：包括基于本体的多学科产品设计知识描述和表达策略、基于本体及语义的多学科产品设计知识处理、基于Blog的产品设计知识管理系统体系结构。
2.根据权利要求1所述基于本体和Blog的多学科产品设计知识表达及管理系统，其特征是：基于本体的多学科产品设计知识描述和表达策略是实现产品设计知识形式化规范化表示对产品设计知识进行处理，进而对产品设计知识进行管理的基础；本专利对涉及多学科产品设计知识进行了形式化描述，并提出了对于结构化知识和半结构化知识主要采用自下而上的知识表达策略，而对于产品设计中存在的大量的文本文档和经验知识等非结构化知识选择自上而下的知识表达策略，并将该知识采用语义Web进行表达。
3.根据权利要求1所述基于本体和Blog的多学科产品设计知识表达及管理系统，其特征是：基于本体及语义的多学科产品设计知识处理，是根据设计本体的表示形式，利用设计知识概念的相似度和相关度进行设计知识的检索和设计知识聚类，从而为设计知识管理技术应用奠定基础。
4.根据权利要求1所述基于本体和Blog的多学科产品设计知识表达及管理系统，其特征是：基于Blog的产品设计知识管理系统结构是用Blog获得有价值的产品设计信息，经过消化形成为知识，并注重挖掘隐性知识的内涵；基于Blog的设计知识管理系统最基本的构成单元是处于不同地域的设计e-Service链不同设计节点上具有不同职责的员工Blog；Blog作为员工个人知识管理系统的基本载体，员工可以发表个人的思想和知识，储存对自己有价值的知识，对这些知识进行分类；可以通过访问其他人员的Blog了解他的知识存储，Blog间可以通过评论、引用、来访追踪等机制进行交互；基于同一设计任务或同一设计子任务的员工可以在互相访问中形成动态聚集，形成不同的知识Blog群。
Priority Applications (1)
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| CN 201210579291 CN103093307A (zh) | 2012-12-28 | 2012-12-28 | 基于本体和Blog的多学科产品设计知识表达及管理系统 |
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Publications (1)
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|---|---|
| CN103093307A true CN103093307A (zh) | 2013-05-08 |
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ID=48205847
Family Applications (1)
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| CN 201210579291 Pending CN103093307A (zh) | 2012-12-28 | 2012-12-28 | 基于本体和Blog的多学科产品设计知识表达及管理系统 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN103093307A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103425774A (zh) * | 2013-08-13 | 2013-12-04 | 北京航空航天大学 | 一种基于综合集成研讨厅的隐性知识获取方法 |
| CN104966145A (zh) * | 2015-04-20 | 2015-10-07 | 广东工业大学 | 一种基于历史数据的模具设计人员隐性知识能力自动评估方法 |
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2012
- 2012-12-28 CN CN 201210579291 patent/CN103093307A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN103425774B (zh) * | 2013-08-13 | 2017-02-08 | 北京航空航天大学 | 一种基于综合集成研讨厅的隐性知识获取方法 |
| CN104966145A (zh) * | 2015-04-20 | 2015-10-07 | 广东工业大学 | 一种基于历史数据的模具设计人员隐性知识能力自动评估方法 |
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130508 |