CN105843973B - 一种基于案例的设计知识的描述方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于案例的设计知识的描述方法及系统，该方法包括步骤：根据基于XML的案例知识信息描述规范描述案例知识的基本信息；根据案例知识的基本信息建立案例知识的具体信息模型；检查案例知识的具体信息模型中案例知识的具体信息的语法和逻辑。本发明所述技术方案通过建立基于XML的统一描述语法，能够屏蔽案例中公式、规则、过程等知识的异构性，支持形成统一的案例知识基本信息；通过提供与EXCEL集成的公式、规则、过程的建模方法，支持知识的获取和形式化描述；通过案例知识验证，能够支持对多个异构知识之间的逻辑进行检查和验证。

Description

一种基于案例的设计知识的描述方法及系统

技术领域

本发明涉及一种设计知识的描述方法及系统。更具体地，涉及一种基于案例的设计知识的描述方法及系统。

背景技术

随着复杂产品研制从数字化向智能化方向发展，设计知识的描述成为制约产品智能化研制的基础问题。通过研究，在复杂产品研制中，大量设计知识是由计算过程串联公式、图表、规则等多种形式的知识构成。因此，在设计手册中，规则型知识和公式类知识是融合到一起的，目前复杂产品基于知识工程的研发属于起步阶段，对于这类复杂的知识缺乏有效的描述方法，因此这类知识多存在于设计师的头脑中，无法进行积累和共享。同时在产品研制中又需要将这些宝贵的工程研发知识提炼总结，形成固定的模板，一方面能够指导后续设计师应用，另一方面也能够支撑后续型号的创新设计。知识的表达方式要能够对这种规则和公式的混合型知识进行表达，迫切需要研究提出适合于工程应用的知识描述方法支持将这些设计知识以一定的形式进行表达和存储，形成知识模型，通过知识的沉淀和积累，便于在以后的设计过程中进行调用，辅助设计人员完成设计，有利于改善产品研制的时间、周期和成本。

因此，需要提供一种基于案例的设计知识的描述方法，实现复杂产品研制设计案例知识的描述，特别是支持不同类型知识的统一描述。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种基于案例的设计知识的描述方法。

本发明的另一个目的在于提供一种基于案例的设计知识的描述系统。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

1、一种基于案例的设计知识的描述方法，该方法包括如下步骤：

根据基于XML的案例知识信息描述规范描述案例知识的基本信息；

根据案例知识的基本信息建立案例知识的具体信息模型；

检查案例知识的具体信息模型中案例知识的具体信息的语法和逻辑。

优选地，步骤“根据基于XML的案例知识信息描述规范描述案例知识的基本信息”中基于XML的案例知识信息描述规范定义了案例知识的基本信息的属性名称和数据类型。

优选地，步骤“根据基于XML的案例知识信息描述规范描述案例知识的基本信息”中案例知识的基本信息包括：案例知识的模型的基本信息、共性变量的基本信息、规则知识的基本信息、公式知识的基本信息和过程知识的基本信息。

优选地，步骤“根据案例知识的基本信息建立案例知识的具体信息模型”进一步包括如下子步骤：

定义共性变量的具体信息；

建立规则知识的具体信息模型；

建立公式知识的具体信息模型；

定义过程知识的具体信息。

优选地，步骤“定义共性变量的具体信息”进一步包括如下子步骤：

定义案例知识中的各个输入、输出参数；

定义变量的名称、含义、单位和类型；

将共性变量的具体信息和基本信息结合。

优选地，步骤“建立规则知识的具体信息模型”进一步包括如下子步骤：

建立规则集；

以VISO图形化的方式建立规则的前件、后件、逻辑与或的判断关系；

选择规则中包含的共性变量和公式；

以VISO图形的形式保存规则知识的具体信息模型，并根据基于XML的案例知识信息描述规范生成规则知识的XML描述文件。

优选地，步骤“建立公式知识的具体信息模型”进一步包括如下子步骤：

建立公式集；

定义公式的名称和描述；

编辑公式的具体内容；

选择公式中包含的共性变量，定义公式中包含的临时变量；

根据基于XML的案例知识信息描述规范生成公式知识的XML描述文件。

优选地，步骤“定义过程知识的具体信息”进一步包括如下子步骤：

定义规则集和公式集的调用顺序；

根据基于XML的案例知识信息描述规范生成过程知识的XML描述文件。

优选地，步骤“检查案例知识的具体信息模型中案例知识的具体信息的语法和逻辑”进一步包括如下子步骤：

根据基于XML的案例知识信息描述规范检查案例知识的具体信息模型中语法的正确性；

检查规则知识和公式知识中变量定义的完整性；

检查过程知识中调用顺序的正确性。

一种如前文所述方法的基于案例的设计知识的描述系统，该系统包括：

案例知识描述单元，用于根据基于XML的案例知识信息描述规范描述案例知识的基本信息；

案例知识建模单元，用于根据案例知识的基本信息建立案例知识的具体信息模型；

案例知识验证单元，用于根据基于XML的案例知识信息描述规范检查案例知识的具体信息模型中语法的正确性，检查规则知识和公式知识中变量定义的完整性，检查过程知识中调用顺序的正确性；

案例知识描述单元中，基于XML的案例知识信息描述规范定义了案例知识的基本信息的属性名称和数据类型，案例知识的基本信息进一步包括：案例知识的模型的基本信息、共性变量的基本信息、规则知识的基本信息、公式知识的基本信息和过程知识的基本信息；

案例知识建模单元进一步包括：

共性变量定义模块，用于定义案例知识中用到的各个输入、输出参数，定义变量的名称、含义、单位和类型，并将共性变量的具体信息和基本信息结合；

规则知识建模模块，用于建立规则集，以VISO图形化的方式建立规则的前件、后件、逻辑与或的判断关系，选择规则中包含的共性变量和公式知识，以VISO图形的形式保存规则知识的具体信息模型，并根据基于XML的案例知识信息描述规范生成规则知识的XML描述文件；

公式知识建模模块，用于建立公式集，定义公式的名称和描述，编辑公式的具体内容，选择公式中包含的共性变量，定义公式中包含的临时变量，并根据基于XML的案例知识信息描述规范生成公式知识的XML描述文件；

过程知识定义模块，用于定义规则集和公式集的调用顺序，并根据基于XML的案例知识信息描述规范生成过程知识的XML描述文件。

本发明的有益效果如下：

本发明所述技术方案实现了基于案例的设计知识描述，能够支持复杂产品研制中案例知识的描述。通过建立基于XML的统一描述语法，能够屏蔽案例中公式、规则、过程、图表等知识的异构性，支持形成统一的案例知识基本信息；通过对与EXCEL集成的公式、规则、过程的建模，支持知识的获取和形式化描述；通过案例知识验证，能够支持对多个异构知识之间的逻辑进行检查和验证。通过案例知识的描述，建立案例知识模型，能够支持在设计过程中应用案例知识辅助设计，改善产品研制的时间、成本和质量。适用于需要发展知识工程负责设计、产品知识复杂的企业，适用于国防科技领域各军工行业，并可以转化为民用技术。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出一种基于案例的设计知识的描述方法的流程图。

图2示出一种基于案例的设计知识的描述系统的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

本实施例提供的基于案例的设计知识的描述方法包括如下步骤：

根据基于XML的案例知识信息描述规范描述案例知识的基本信息；

根据案例知识的基本信息建立案例知识的具体信息模型；

检查案例知识的具体信息模型中案例知识的具体信息的语法和逻辑。

其中

步骤“根据基于XML的案例知识信息描述规范描述案例知识的基本信息”中根据基于XML的案例知识信息描述规范描述案例知识的基本信息，基于XML的案例知识信息描述规范定义了案例知识的基本信息的属性名称和数据类型包括属性名称和数据类型，案例知识的基本信息包括案例知识的模型的基本信息、共性变量的基本信息、规则知识的基本信息、公式知识的基本信息和过程知识的基本信息。

步骤“根据案例知识的基本信息建立案例知识的具体信息模型”进一步包括如下子步骤：

定义共性变量的具体信息；

建立规则知识的具体信息模型；

建立公式知识的具体信息模型；

定义过程知识的具体信息。

其中

步骤“定义共性变量的具体信息”进一步包括如下子步骤：

定义案例知识中用到的各个输入参数和输出参数；

定义变量的名称、含义、单位和类型；

将共性变量的具体信息和基本信息结合。

步骤“建立规则知识的具体信息模型”进一步包括如下子步骤：

建立规则集；

以VISO图形化的方式建立规则的前件、后件、逻辑与或的判断关系；

选择规则中包含的共性变量和公式；

以VISO图形的形式保存规则知识的具体信息模型，并根据基于XML的案例知识信息描述规范生成规则知识的XML描述文件。

步骤“建立公式知识的具体信息模型”进一步包括如下子步骤：

建立公式集；

定义公式的名称和描述；

编辑公式的具体内容；

选择公式中包含的共性变量，定义公式中包含的临时变量；

根据基于XML的案例知识信息描述规范生成公式知识的XML描述文件。

步骤“定义过程知识的具体信息”进一步包括如下子步骤：

定义规则集和公式集的调用顺序；

根据基于XML的案例知识信息描述规范生成过程知识的XML描述文件。

以上规则知识、公式知识的建模和过程知识的定义均实现了与EXCEL的集成，即在EXCEL页面中添加了“案例知识建模功能”进入，公式、规则、过程中的输入端口和输出端口均与EXCEL中的单元格绑定，实现从EXCEL中获取输入信息，并将输出信息写入EXCEL中。

步骤“检查案例知识的语法和逻辑”进一步包括如下子步骤：

根据基于XML的案例知识信息描述规范检查案例知识的具体信息模型中语法的正确性；

检查规则知识和公式知识中变量定义的完整性；

检查过程知识中调用顺序的正确性。

本实施例提供的基于案例的设计知识的描述系统包括：

案例知识统一描述单元，用于提供统一的建模规范；

知识建模单元，用于建立具体的知识模型；

知识验证单元，用于检查案例知识的语法和逻辑；

其中

案例知识统一描述单元；

用于提供统一的建模规范；统一建模规范定义基于XML的案例知识描述语法，需要描述案例知识模型信息、案例知识中共性变量信息、规则知识基本信息、过程知识基本信息。各类信息均需遵循基于XML的案例知识信息的描述规范，描述规范如表1所示。

表1案例知识统一描述单元信息描述规范

在知识建模单元建立案例知识的具体信息模型后，案例知识统一描述单元将按照案例知识信息描述规范提取相应信息，以XML语法的形式生成规范的案例知识基本信息。

知识建模单元；

用于建立具体的知识模型，包括共性变量定义模块、规则知识建模模块、公式知识建模模块和过程知识建模模块。

共性变量定义模块，支持定义案例知识中用到的所有输入、输出参数，定义变量的名称、含义、单位和类型，完成定义后，将共性变量与案例知识基本信息相结合。

规则知识建模模块，包括规则集定义、规则建立和规则保存。规则集定义支持定义规则集，一个规则集可以包含多条规则；规则建立支持以VISO图形化的方式建立规则的前件、后件、逻辑与或的判断关系，规则建立中基本事件支持选择共性变量、公式；规则保存支持将规则模型保存成VISO图的形式，并按照案例知识统一描述信息描述规范生成规则知识的XML描述文件。

公式知识建模模块，包括公式集定义、公式定义、公式建立和公式保存。公式集定义支持定义公式集，一个公式集可以包含多条公式；公式定义支持定义公式的名称和描述；公式建立支持编辑具体公式，支持选择共性变量和定义该公式所需要的零时变量；公式保存支持按照案例知识统一描述信息描述规范生成公式知识的XML描述文件。

过程知识定义模块，支持定义所建立的多个规则集和公式集的调用顺序，并按照案例知识统一描述信息描述规范生成过程知识的XML描述文件。

以上规则知识建模模块、公式知识建模模块和过程知识定义模块均实现了与EXCEL的集成，即在EXCEL页面中添加了“案例知识建模功能”进入，规则、公式、过程中的输入端口、输出端口均与EXCEL中的单元格绑定，实现从EXCEL中获取输入信息，并将输出信息写入EXCEL中。

知识验证单元；

用于检查案例知识的语法和逻辑，具体用于根据案例知识统一描述信息描述规范检查案例知识模型语法的正确性、检查规则知识和公式知识中使用的变量是否全部定义并检查过程知识的调用顺序是否正确。

知识验证单元支持检查结果的直观展示，如果有错误，会提示修改。通过验证的案例知识才能够支持自动推理。

知识描述伪代码实现

综上所述，本发明所述技术方案实现了基于案例的设计知识描述，能够支持复杂产品研制中案例知识的描述。通过建立基于XML的统一描述语法，能够屏蔽案例中公式、规则、过程、图表等知识的异构性，支持形成统一的案例知识基本信息；通过对与EXCEL集成的公式、规则、过程的建模，支持知识的获取和形式化描述；通过案例知识验证，能够支持对多个异构知识之间的逻辑进行检查和验证。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (8)

1.一种基于案例的设计知识的描述方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

根据基于XML的案例知识信息描述规范描述案例知识的基本信息；

根据所述案例知识的基本信息建立案例知识的具体信息模型；

检查所述案例知识的具体信息模型中案例知识的具体信息的语法和逻辑；

其中，

所述根据所述案例知识的基本信息建立案例知识的具体信息模型进一步包括如下子步骤：

定义共性变量的具体信息；

建立规则知识的具体信息模型；

建立公式知识的具体信息模型；

定义过程知识的具体信息；

所述建立规则知识的具体信息模型进一步包括如下子步骤：

建立规则集；

以VISO图形化的方式建立规则的前件、后件、逻辑与或的判断关系；

选择规则中包含的共性变量和公式；

以VISO图形的形式保存规则知识的具体信息模型，并根据基于XML的案例知识信息描述规范生成规则知识的XML描述文件。

2.根据权利要求1所述的基于案例的设计知识的描述方法，其特征在于，所述根据基于XML的案例知识信息描述规范描述案例知识的基本信息中基于XML的案例知识信息描述规范定义了案例知识的基本信息的属性名称和数据类型。

3.根据权利要求1所述的基于案例的设计知识的描述方法，其特征在于，所述根据基于XML的案例知识信息描述规范描述案例知识的基本信息中案例知识的基本信息包括：案例知识的模型的基本信息、共性变量的基本信息、规则知识的基本信息、公式知识的基本信息和过程知识的基本信息。

4.根据权利要求1所述的基于案例的设计知识的描述方法，其特征在于，所述定义共性变量的具体信息进一步包括如下子步骤：

定义案例知识中的各个输入、输出参数；

定义变量的名称、含义、单位和类型；

将共性变量的具体信息和基本信息结合。

5.根据权利要求1所述的基于案例的设计知识的描述方法，其特征在于，所述建立公式知识的具体信息模型进一步包括如下子步骤：

建立公式集；

定义公式的名称和描述；

编辑公式的具体内容；

选择公式中包含的共性变量，定义公式中包含的临时变量；

根据基于XML的案例知识信息描述规范生成公式知识的XML描述文件。

6.根据权利要求1或5所述的基于案例的设计知识的描述方法，其特征在于，所述定义过程知识的具体信息进一步包括如下子步骤：

定义规则集和公式集的调用顺序；

根据基于XML的案例知识信息描述规范生成过程知识的XML描述文件。

7.根据权利要求6所述的基于案例的设计知识的描述方法，其特征在于，检查所述案例知识的具体信息模型中案例知识的具体信息的语法和逻辑进一步包括如下子步骤：

根据基于XML的案例知识信息描述规范检查案例知识的具体信息模型中语法的正确性；

检查规则知识和公式知识中变量定义的完整性；

检查过程知识中调用顺序的正确性。

8.一种如权利要求1所述方法的基于案例的设计知识的描述系统，其特征在于，该系统包括：

案例知识描述单元，用于根据基于XML的案例知识信息描述规范描述案例知识的基本信息；

案例知识建模单元，用于根据所述案例知识的基本信息建立案例知识的具体信息模型；

案例知识验证单元，用于根据基于XML的案例知识信息描述规范检查案例知识的具体信息模型中语法的正确性，检查规则知识和公式知识中变量定义的完整性，检查过程知识中调用顺序的正确性；

所述案例知识描述单元中，基于XML的案例知识信息描述规范定义了案例知识的基本信息的属性名称和数据类型，所述案例知识的基本信息进一步包括：案例知识的模型的基本信息、共性变量的基本信息、规则知识的基本信息、公式知识的基本信息和过程知识的基本信息；

所述案例知识建模单元进一步包括：

共性变量定义模块，用于定义案例知识中用到的各个输入、输出参数，定义变量的名称、含义、单位和类型，并将共性变量的具体信息和基本信息结合；

规则知识建模模块，用于建立规则集，以VISO图形化的方式建立规则的前件、后件、逻辑与或的判断关系，选择规则中包含的共性变量和公式知识，以VISO图形的形式保存规则知识的具体信息模型，并根据基于XML的案例知识信息描述规范生成规则知识的XML描述文件；

公式知识建模模块，用于建立公式集，定义公式的名称和描述，编辑公式的具体内容，选择公式中包含的共性变量，定义公式中包含的临时变量，并根据基于XML的案例知识信息描述规范生成公式知识的XML描述文件；

过程知识定义模块，用于定义规则集和公式集的调用顺序，并根据基于XML的案例知识信息描述规范生成过程知识的XML描述文件。