CN107784166B - 一种基于模型特征的航天器工艺知识推送系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于模型特征的航天器工艺知识推送系统及方法，属于数字化制造技术领域。本发明以三维设计模型为核心的三维工艺设计过程中，将知识需求的感知范围扩展到型号产品的三维模型特征中，另一方面，从业务流程大任务层面扩展细化到了面向工艺描述内容的知识需求感知，并通过本体词汇匹配进行知识项检索，有效提高了检索准确性。由于构建了工艺设计领域内本体词汇之间的关联关系，基于本体词汇的知识项标签对知识项进行了标注，扩展了知识检索范围的同时保证了较高的检索效率。通过数据规模1万条以上的知识推送测试，证实本系统的知识查全率达到70％，查准率达到80％。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于模型特征的航天器工艺知识推送系统及方法，属于数字化制造技术领域。
背景技术
在航天器数字化制造技术领域，现有的工艺编制方式，存在受人为因素影响大、工艺设计效率低等问题。复用工艺知识，是解决工艺编制效率低问题的有效途径之一。为了确保航天型号产品的高质量与高精度，工艺内容的细化量化要求也越来越高，因此工艺知识的重用粒度也越来越细化，重用的便易性、高效率要求也越来越高。传统的工艺知识重用方式是，在工艺设计前期，工艺员查询相似型号或产品的工艺实例、标准规范要求、质量问题记录等知识，为新研产品编制工艺文件。基于这些知识的收集与分析，要通过登录多个软件应用系统或查阅纸质文件等方式才能获取全，查询效率低且容易出现查不全等问题。
知识推送是实现知识智能化重用的基础，是实现知识与工作情景融合的重要手段之一。当前国内外开展了很多知识智能化重用方面的研究，EBay Research Labs从多家电子商务公司获取用户的数据，应用数据挖掘、数据过滤和相似分析等技术手段对这些数据进行分析、过滤，得出知识之间的关联规则，并依据这些关联规则构建知识推送系统。该实验室创建了一种以用户检索条目为基础的推送模式，通过分析用户检索的条目，得出条目之间的关联关系，然后应用这些关联关系实现知识推送。Ochanomizu大学则将传统的从用户获取信息来实现知识推送，转变成从搜索引擎获取用户实时检索信息实现知识推送。VP软件公司将原有的基于条目的推送模式和基于协作的推送模式结合在一起，创造出以内容为核心的推送模式，基于内容的知识推送将关注点放在用户所关心的内容上，这种推送模式更贴近用户的真实需求，使得知识推送的准确性更高。
国内在知识推送方面也开展了广泛研究，中国科技信息研究所提出了一种基于搜索引擎的个性化知识推送系统，通过获取信息受众的个性化特征来实现个性化知识推送，其方式有两种，一是用户自建个性化模型，用户手工输入用户个性化特征；另一种是通过跟踪用户行为推测用户兴趣建立模型。东北大学的“面向知识型组织的岗位知识推送系统”通过预先检索并整理的机制实现知识推送，但时刻变化的任务及人员委派难以在实施任务分配前给推送系统留下足够的时间进行提前检索，并且这对于日益激烈竞争环境下的企业也是不可取的。浙江大学现代制造工程研究所提出了一种基于知识管理，以工作流驱动的产品设计的知识主动推送体系结构。上海交通大学结合知识地图提出了更有效的知识推荐方法，结合知识地图中知识源组成的社会网络和知识组成的知识网络，改进了现有的知识推荐算法，提高了该算法在知识推荐时的准确度，在一定程度上有效支撑了企业通过知识的加速获取与主动推送实现加快设计效率，提高设计质量。
中国航空工业集团沈阳飞机设计研究所提出了一种面向流程的领域知识抽取与推送系统及方法(申请专利号CN201310542024.5)，通过定义流程向量、用户属性向量，和知识向量进行匹配计算，根据匹配程度高低推送领域知识。齐鲁工业大学也提出了一种基于流程驱动和粗糙集的领域知识推送方法(申请专利号CN201510585773.5)。北京航空航天大学提出了基于任务分解的个性化知识主动推送方法(申请专利号CN201410205531.4)，采用基于本体的表示方法构建用户特征模型，通过设计过程任务活动模型的构建、基于领域本体的知识需求模型构建、用户特征建模构建，实现进行个性化知识主动推送。这三种知识推送方法都是面向业务流程的而不是面向业务细节的，适用于工艺路线重复、大批量生产的产品，其推送知识的粒度过粗，局限于对业务流程中任务节点的参考性知识的推送，而对于工步级工艺描述内容，如数控参数这种细粒度的工艺知识推送需求无法满足。
北京理工大学提出了一种基于历史记录的知识推送方法(申请专利号CN201410018115.3)，通过比较两个任务之间的相似度，获取与当前任务相似的任务，并分析其在完成过程中对知识的操作记录以实现知识推送。此方法更适用于型普稳定、定型好可批产、生产任务相似度高的产品种类，不适用于多品种小批量的卫星产品工艺设计工作。
中国运载火箭技术研究院提出了一种基于语义分析的知识推送系统及方法(申请专利号CN201310526924.0)，是针对产品设计场景需求的知识推送，通过遍历知识库中所有的知识，使用特征词集合与知识库中的每个知识的主题进行匹配计算，知识推送的效率难以提升，尤其在知识库形成较大数量级规模时，工艺员执行工艺设计过程中，知识推送系统将很难作出快速的影响。
北京理工大学提出了一种多维度产品设计知识推送框架与构建方法(申请专利号CN201410239135.3)，是面向产品设计师的设计知识推送方法，利用用户的行为数据集对知识进行初步过滤，利用多维度特征的推送子引擎推送产品设计知识。以用户行为作为知识推送的基础，不适用于工艺师对航天器产品制造工艺知识的推送需求。
四川大学提出了基于设计意图的机械产品设计二维知识推送方法(申请专利号CN201510103548.3)，利用粗糙集理论构建设计意图属性表，然后利用基于知识本体概念语义距离和概念属性的改进相似度匹配算法，计算意图元与被比较知识本体之间的相似度，实现相似知识的推送。此方法是针对机械产品设计环节且是对二维知识的处理，不适用于航天器三维工艺设计过程。在获取产品设计意图中，机械设计模型本身会存在为了保证设计模型的可视效果，对模型之间的约束关系无法完全表达的情况，因此通过粗糙集理论进行的设计意图获取方法会导致意图获取的不准确或漏项，从而导致知识推送的不全面。
西安航天动力研究所提出了一种基于智能捕捉的知识推送方法(申请专利号CN201511031267.8)，根据关键字检索推送关键字表，进行知识对象查询与匹配。单纯依赖于关键词的检索将无法覆盖复杂的知识语义涵义，不同用户对关键词定义和理解不同，这种关键词理解的不一致将导致知识推送不准或错误。当前较新的知识检索方式融合了关键词检索和语义检索的优势，以改善检索性能，实现混合语义检索。
北大方正集团有限公司提出了关联知识的推送方法和装置(申请专利号CN201310031404.2)，根据用户身份信息一致性推送权重最高的知识。同一个工艺员同时期并行处理的型号任务很多，跨平台跨型号的情况并存，单纯依赖用户身份将推送与当前需求不相关的知识，因此也不适用于航天器研制过程中的知识推送需求。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种基于模型特征的航天器工艺知识推送系统及方法，该系统及方法针对单件、小批量、多品种的航天器产品特点，面向航天器三维工艺设计中各个业务细节的工艺知识需求，提出一种基于模型特征的航天器工艺知识推送系统及方法，以解决工艺知识之间的关联性弱、检索难度大效率低、面向业务流程的知识推送粒度过粗针对性不强等问题。航天器工艺设计的基础是产品的三维设计模型，工艺方法的选择或工艺知识的检索需求都是围绕产品模型制造特征展开的。该方法首先识别与提取航天器三维设计模型中的制造特征，采集工艺描述内容，根据模型特征与工艺描述内容的词汇语义，在工艺知识数据集中实时动态的执行本体推理与语义检索，获得到与该模型特征词汇、工艺内容词汇相关的全部知识项内容，按照关联紧密程度排序推送并展示给当前工艺员的工艺规划系统界面，供工艺员浏览与重用。
本发明的技术解决方案是：
一种基于模型特征的航天器工艺知识推送系统，该系统包括模型特征提取模块、模型特征管理模块、知识需求感知模块、本体词汇管理模块、工艺知识管理模块、工艺知识检索模块、工艺知识推送模块、工艺规划模块和工艺知识展示模块；
模型特征提取模块用于从航天器产品三维设计模型中自动识别与提取模型特征信息；所述的模型特征信息是指三维设计模型中表达的航天器的基本属性、尺寸、精度、材料、关键参数、标注和加工特征；每项模型特征都由特征名称、特征值构成。提取得到的模型特征由模型特征信息表予以存储；所述的基本属性包括型号、代号、阶段、版本号、中文名称、设计者、设计时间、发布状态；当航天器产品为管路时，所述的关键参数包括：管路直径、焊缝类型、焊缝前连接件代号、后连接件代号、流向；
当航天器产品为框时，所述的关键参数包括：框高度、框壁厚、位置度。
当航天器产品为齿轮时，所述的关键参数包括：齿数、齿形角、螺旋角、齿顶高系数、顶隙系数、径向变位系数、有效渗氮层厚度。
当航天器产品为壁板时，所述的关键参数包括：壁板总高度，蒙皮厚度，壁板焊口处厚度。壁板高度，纵向网格筋高度。
当航天器产品为结构板时，所述的关键参数包括：安装面平面度、安装面平行度、安装面对称度。
所述的加工特征包括：通孔、圆柱孔、圆锥孔、圆角、倒角、弧形槽、平键槽、T形槽、阵列分布特征、圆周分布特征；所述的标注包括：尺寸标注、粗糙度标注、几何公差、公差精度。
模型特征管理模块用于形成模型特征信息表并对模型特征信息表进行管理，将该模型特征信息表与对应的航天器产品的三维设计模型关联在一起，模型特征信息表包括唯一标识、三维设计模型编号、版本号、模型特征信息、工艺员补充的特征；所述的三维设计模型编号、版本号与三维设计模型保持一致；
知识需求感知模块用于采集模型特征信息表和从工艺规划模块采集到的正处于编辑状态的工艺描述内容并根据采集到的结果形成检索条件，然后输出给工艺知识检索模块；
本体词汇管理模块用于定义主体词汇和客体词汇以及两种词汇之间的关系类型，并将主体词汇、客体词汇以及两种词汇之间的关系类型存储到本体词汇数据库中；主体词汇和客体词汇统称为本体词汇，即本体词汇包括主体词汇和客体词汇；
所述的两种词汇之间的关系类型包括同义、近义、相似、包含、所属、并列、引用、使用、影响、约束、计算、作用、分解、装配；当两种词汇之间的关系类型为同义关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为100％，当两种词汇之间的关系类型为近义关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为98％，当两种词汇之间的关系类型为相似关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为95％，当两种词汇之间的关系类型为包含关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为95％，当两种词汇之间的关系类型为所属关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为95％，当两种词汇之间的关系类型为并列关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为80％，当两种词汇之间的关系类型为引用关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为75％，当两种词汇之间的关系类型为使用关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为73％，当两种词汇之间的关系类型为影响关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为72％，当两种词汇之间的关系类型为约束关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为71％，当两种词汇之间的关系类型为计算关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为55％，当两种词汇之间的关系类型为作用关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为50％，当两种词汇之间的关系类型为分解关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为76％，当两种词汇之间的关系类型为装配关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为85％；
工艺知识管理模块用于定义知识项，并将知识项存储到知识数据库中；
所述的知识项包括基础属性与个性化属性，所述的基础属性包括唯一标识、知识项名称、知识项类型、知识项标签、知识项创建人、创建时间、状态和知识项的描述内容，当知识项类型为标准规范、通用工艺、操作规程类型时，基础属性还包括标准规范文档、通用工艺文档、操作规程文档；所述的知识项类型包括标准规范、通用工艺、操作规程、工艺模板、禁限用要求、安全要求、工艺实例和经验；所述的知识项标签就是给知识项指派若干个本体词汇以描述知识项的特点，所述的本体词汇存储在本体词汇数据库中；
所述的个性化属性根据每种知识项类型的特点进行扩展自定义，当知识项类型为标准规范时，扩展自定义包括标准号、标准发布日期、标准优先级别、标准体系编号、标准状态、编写单位、归口单位、废止日期、批准单位；当知识项类型为禁限用要求时，扩展自定义包括专业分类、分级、禁用内容、禁用原因和建议采取的替代工艺。当知识项类型为通用工艺时，扩展自定义包括加工专业、所属部门、通用工艺制定人、制定日期、通用工艺生效状态。当知识项类型为操作规程时，扩展自定义包括加工专业、所属部门、操作规程制定人、制定日期、操作规程生效状态。当知识项类型为安全要求时，扩展自定义包括适用范围、所属部门、安全要求制定人、制定日期、安全要求生效状态；当知识项类型为工艺模板时，且知识项名称为齿轮工艺模板时，扩展自定义包括渗氮要求；
工艺知识检索模块用于接收知识需求感知模块输出的检索条件，并将接收到的检索条件拆分成若干个初始词汇，初始词汇为主体词汇或客体词汇，利用本体词汇管理模块中已经定义的主体词汇和客体词汇之间的关系类型，将所述的初始词汇扩展成为知识需求检索词汇集合，计算集合中每个检索词组与初始词汇的距离作为关联距离，该集合的词汇检索范围更广；利用知识需求检索词汇集合，通过OR运算组合成语义搜索式，在工艺知识管理模块中检索与知识项标签相匹配的那些知识项，作为知识检索的结果输出给工艺知识推送模块；按照所述的关联距离小于5，根据关系类型累加权重值由高到低对知识检索结果进行排序；
工艺知识推送模块用于将从工艺知识检索模块中得到的知识检索结果，传输发送给工艺知识展示模块；
工艺规划模块用于工艺编制；
所述的工艺编制包括编辑工艺路线、编辑工艺结构树、编辑工艺属性、编辑工序与工步的具体描述内容、编辑工序过程模型与数控程序和编辑附属文件；
所述的附属文件包括仿真视频、实测数据记录表；
工艺知识展示模块根据工艺知识推送模块传输的知识检索结果中的知识项类型进行分区展示。
一种基于模型特征的航天器工艺知识推送方法，该方法的步骤包括：
第一步，模型特征提取模块根据航天器产品的三维设计模型提取模型特征信息；
第二步，模型特征管理模块建立模型特征信息表，并将建立的模型特征信息表关联到航天器产品的三维设计模型中；
第三步，工艺规划模块根据航天器产品的三维设计模型编辑工艺路线、工艺结构树、工艺属性、工序与工步的具体描述内容、工序过程模型与数控程序和附属文件；在编辑过程中，知识需求感知模块实时采集正处于编辑状态的工艺描述内容和模型特征信息表，并根据采集到的结果形成检索条件，然后输出给工艺知识检索模块；
第四步，工艺知识检索模块将接收到的检索条件拆分成若干个初始词汇，并根据本体词汇管理模块中已经定义的主体词汇和客体词汇之间的关系类型，将所述的初始词组扩展成为知识需求检索词组集合，计算集合中每个检索词组与初始词组的距离作为关联距离，利用知识需求检索词组集合，在工艺知识管理模块中检索与知识项标签相匹配的那些知识项，作为知识检索的结果输出给工艺知识推送模块；
第五步，工艺知识推送模块将从工艺知识检索模块中得到的知识检索结果，传输发送给工艺知识展示模块；
第六步，工艺知识展示模块根据工艺知识推送模块传输的知识检索结果中的知识项类型实时进行分区展示，直到工艺规划模块的工艺编制结束。
有益效果
本发明是针对单件、小批量、多品种的航天器产品特点，面向工艺员的工艺知识智能检索需求，将传统的“人查”转变成了“机器替人查”的工作方式，且是在编辑工艺的过程中持续动态的检索知识并推送给工艺员。以三维设计模型为核心的三维工艺设计过程中，将知识需求的感知范围扩展到型号产品的三维模型特征中，另一方面，从业务流程大任务层面扩展细化到了面向工艺描述内容的知识需求感知，并通过本体词汇匹配进行知识项检索，有效提高了检索准确性。由于构建了工艺设计领域内本体词汇之间的关联关系，基于本体词汇的知识项标签对知识项进行了标注，扩展了知识检索范围的同时保证了较高的检索效率。通过数据规模1万条以上的知识推送测试，证实本系统的知识查全率达到70％，查准率达到80％。
附图说明
图1为本发明的推送系统的组成示意图；
图2为本发明的推送方法的流程示意图。
具体实施方式
下面以航天器工艺设计过程中的工艺知识推送为实施例，对本发明的具体实施方式作进一步说明。
实施例
如图1所示，一种基于模型特征的航天器工艺知识推送系统，该系统包括模型特征提取模块1、模型特征管理模块2、知识需求感知模块3、本体词汇管理模块4、工艺知识管理模块5、工艺知识检索模块6、工艺知识推送模块7、工艺规划模块8和工艺知识展示模块9；
模型特征提取模块1用于从航天器产品三维设计模型中自动识别与提取模型特征信息；以基于Proe的卫星部装结构三维设计模型为例，其三维设计模型文件包括XX_0-0.ASM，XX_0-0-1.prt，……，XX_0-0-n.prt(n>1)，其中，舱体装配体XX_0-0.ASM提取得到的模型特征包括：基本属性包括：型号＝“XX”，代号＝“XX_0-0”，阶段＝“正样”、版本号＝“B.10”、中文名称＝“XX卫星YY舱”、设计者＝“韩某某”、设计时间＝“2015年7月5日”、发布状态＝“已发布”；尺寸＝“无”、精度＝“0.1mm”、材料＝“碳纤维+铝板”、关键参数包括：安装面平面度＝“0.5”安装面平行度＝“0.5”安装面对称度＝“0.5”，标注包括：公差精度＝“0.1mm”；加工特征中的装配特征包括：螺纹连接＝“C(XX_0-0-1，连接螺钉，垫圈)”、同轴关系＝“Z(竖隔板+Y-X，竖隔板-Y+X)”、平行关系＝“P(横隔板，底板)，P(顶板，横隔板)”、距离＝“L(横隔板下表面，底板下表面)＝510±0.3mm”，并由模型特征信息表MTTable-0011予以存储，如表1所示。
表1 模型特征信息表
其中，结构板XX_0-0-1.prt提取得到的模型特征包括：基本属性包括：型号＝“XX”，代号＝“XX_0-0-1”，阶段＝“正样”、版本号＝“B.4”、中文名称＝“XX卫星YY舱+X面板”、设计者＝“张某”、设计时间＝“2015年7月2日”、发布状态＝“已发布”；尺寸＝“——”、精度＝“0.1mm”、材料＝“复合材料铺层”、关键参数包括：单层无纬布厚＝“0.125mm”，四层无纬布厚＝“0.5mm”、尺寸标注包括：面板尺寸(长，宽，厚)＝“(376，380，0.02)”、公差精度＝“按GB/T1804-m级”、；加工特征包括：安装面平面度＝“0.5”安装面平行度＝“0.5”安装面对称度＝“0.5”，并由模型特征信息表MTTable-0012予以存储，如表2所示。
表2 模型特征信息表
模型特征管理模块2用于形成模型特征信息表MTTable-0011和表MTTable-0012并对模型特征信息表进行管理，将该模型特征信息表与对应的航天器产品的三维设计模型关联在一起，模型特征信息表MTTable-0012包括唯一标识＝“MTTable-0012”、三维设计模型编号＝“XX_0-0-1.prt”、版本号＝“B.4”、模型特征信息如表2中所示、工艺员补充的特征＝“产品类型＝结构板”；
知识需求感知模块3用于采集模型特征信息表MTTable-0012和从工艺规划模块8采集到的正处于编辑状态的工艺描述内容并根据采集到的结果形成检索条件，然后输出给工艺知识检索模块6；以结构板为例，随着装配工艺编制的各个业务活动，知识需求感知模块3采集到的工艺描述内容依次为：
a)在编辑工艺结构树时，采集结果形成的检索条件包括：结构板，XX_0-0-1，模型特征信息表MTTable-0012的内容。
b.在编辑工艺路线时，采集结果形成的检索条件包括：结构板，XX_0-0-1，模型特征信息表MTTable-0012，料。
c)在编辑工艺路线时，采集结果形成的检索条件包括：结构板，XX_0-0-1，模型特征信息表MTTable-0012，钳。
d)在编辑工艺路线时，采集结果形成的检索条件包括：结构板，XX_0-0-1，模型特征信息表MTTable-0012，检。
e)在编辑工艺路线时，采集结果形成的检索条件包括：结构板，XX_0-0-1，模型特征信息表MTTable-0012，固化。
f)在编辑工艺路线时，采集结果形成的检索条件包括：结构板，XX_0-0-1，模型特征信息表MTTable-0012，封胶。
g)在编辑工艺路线时，采集结果形成的检索条件包括：结构板，XX_0-0-1，模型特征信息表MTTable-0012，装配。
h)在编辑工艺属性时，采集结果形成的检索条件包括：结构板，XX_0-0-1，模型特征信息表MTTable-0012，工艺号，工艺版本号，关键件，件数，任务号，更改情况，工艺员名称，编制时间，审批状态。
i)在编辑工序与工步的具体描述内容时，采集结果形成的检索条件包括：结构板，XX_0-0-1，模型特征信息表MTTable-0012，下料，铝板，尺寸要求。
j)在编辑工序过程模型与数控程序时，采集结果形成的检索条件包括：结构板，XX_0-0-1，模型特征信息表MTTable-0012，数控，机床，刀具。
本体词汇管理模块4用于定义主体词汇和客体词汇以及两种词汇之间的关系类型，并将主体词汇、客体词汇以及两种词汇之间的关系类型存储到本体词汇数据库中；主体词汇和客体词汇统称为本体词汇，即本体词汇包括主体词汇和客体词汇；以结构板为例，主体词汇为“结构板”、客体词汇为“面板，蜂窝芯子、埋件、装配工艺”。主体词汇与客体词汇之间的关系形式定义为Ri＝(主体词汇，客体词汇，关系类型，权重值)，以结构板为例，R1＝(结构板，面板，包含，95％)，R2＝(结构板，蜂窝芯子，包含，95％)，R3＝(结构板，埋件，包含，95％)，R4＝(结构板，装配工艺，使用，73％)。“面板”与“装配工艺”也可以作为主体词汇，而“装配工艺标准规范要求、上面板、下面板”作为客体词汇，其之间的关系为R5＝(装配工艺，装配工艺标准规范要求，引用，75％)，R6＝(面板，上面板，相似，95％)，R7＝(面板，下面板，相似，95％)，R8＝(装配工艺，装配工艺模板，使用，73％)。
工艺知识管理模块5用于定义知识项，并将知识项存储到知识数据库中；所述的知识项包括基础属性与个性化属性，以装配工艺模板知识项为例，其知识项属性的定义如表3所示。
表3 装配工艺模板知识项
所述的个性化属性根据每种知识项类型的特点进行扩展自定义，当知识项类型为标准规范时，扩展自定义包括标准号、标准发布日期、标准优先级别、标准体系编号、标准状态、编写单位、归口单位、废止日期、批准单位。例如，以装配工艺标准规范要求为例，其作为知识项的基础属性与个性化属性定义如表4所示。
表4 装配工艺标准规范要求知识项
工艺知识检索模块6用于接收知识需求感知模块3输出的检索条件，当检索条件为a)时，并将接收到的检索条件，基于词典的分词算法，将其拆分成本体词汇库中存在的若干个初始词汇，包括“结构板，XX_0-0-1，XX，正样，XX卫星，YY舱，+X结构板，已发布，复合材料铺层，GB/T1804”。利用本体词汇管理模块4中已经定义的主体词汇和客体词汇之间的关系类型R1到R8，将所述的初始词汇扩展成为知识需求检索词汇集合为“结构板，面板，上面板，下面板，装配工艺，装配工艺模板，XX_0-0-1，XX，正样，XX卫星，YY舱，+X结构板，已发布，复合材料铺层，GB/T1804”，计算集合中每个检索词组与初始词汇的距离作为关联距离；利用知识需求检索词汇集合为“结构板，面板，上面板，下面板，装配工艺，装配工艺模板，XX_0-0-1，XX，正样，XX卫星，YY舱，+X结构板，已发布，复合材料铺层，GB/T1804，XX卫星初样”，通过OR运算组合成语义搜索式“结构板”OR“面板”OR“上面板”OR“下面板”OR“装配工艺”OR“装配工艺模板”OR“XX_0-0-1”OR“XX”OR“正样”OR“XX卫星”OR“YY舱”OR“+X结构板”OR“已发布”OR“复合材料铺层”OR“GB/T1804”OR“XX卫星初样”，在工艺知识管理模块5中检索与知识项标签相匹配的那些知识项，匹配的知识项包括“装配工艺标准规范要求、XX卫星初样工艺实例、装配工艺模板、面板机加工艺模板、面板机加工艺实例、复合材料铺层禁限用要求”，作为知识检索的结果输出给工艺知识推送模块7；按照所述的关联距离小于5，根据关系类型累加权重值由高到低对知识检索结果进行排序得到ResultSet＝“装配工艺模板、XX卫星初样工艺实例、装配工艺标准规范要求、复合材料铺层禁限用要求、面板机加工艺模板、面板机加工艺实例”；
工艺知识推送模块7用于将从工艺知识检索模块6中得到的知识检索结果ResultSet，传输发送给工艺知识展示模块9；
工艺规划模块8用于工艺编制；
所述的工艺编制包括编辑工艺路线、编辑工艺结构树、编辑工艺属性、编辑工序与工步的具体描述内容、编辑工序过程模型与数控程序和编辑附属文件；
所述的附属文件包括仿真视频、实测数据记录表；
工艺知识展示模块9根据工艺知识推送模块7传输的知识检索结果中的知识项类型进行分区展示，知识类型为工艺模板的装配工艺模板、面板机加工艺模板在同一个区域展示，知识类型为标准规范的装配工艺标准规范要求在一个区域展示，知识类型为工艺实例的XX卫星初样工艺实例和面板机加工艺实例在一个区域展示。
如图2所示，一种基于模型特征的航天器工艺知识推送方法，该方法的步骤包括：
第一步，模型特征提取模块1根据航天器产品的三维设计模型XX_0-0-1.prt提取模型特征信息，包括：型号＝“XX”，代号＝“XX_0-0-1”，阶段＝“正样”、版本号＝“B.4”、中文名称＝“XX卫星YY舱+X面板”、设计者＝“张某”、设计时间＝“2015年7月2日”、发布状态＝“已发布”；尺寸＝“——”、精度＝“0.1mm”、材料＝“复合材料铺层”、关键参数包括：单层无纬布厚＝“0.125mm”，四层无纬布厚＝“0.5mm”、尺寸标注包括：面板尺寸(长，宽，厚)＝“(376，380，0.02)”、公差精度＝“按GB/T1804-m级”、；加工特征包括：安装面平面度＝“0.5”安装面平行度＝“0.5”安装面对称度＝“0.5”。
第二步，模型特征管理模块2建立模型特征信息表MTTable-0012，并将建立的模型特征信息表MTTable-0012关联到航天器产品的三维设计模型XX_0-0-1.prt中；
第三步，工艺规划模块8根据航天器结构板的三维设计模型编辑工艺路线、工艺结构树、工艺属性、工序与工步的具体描述内容、工序过程模型与数控程序和附属文件；在编辑过程中，知识需求感知模块3实时采集正处于编辑状态的工艺描述内容和模型特征信息表，并根据采集到的结果形成检索条件，然后输出给工艺知识检索模块6；
以结构板为例，随着装配工艺编制的各个业务活动，知识需求感知模块3采集到的工艺描述内容依次为：
a)在编辑工艺结构树时，采集结果形成的检索条件包括：结构板，XX_0-0-1，模型特征信息表MTTable-0012的内容。
b)在编辑工艺路线时，采集结果形成的检索条件包括：结构板，XX_0-0-1，模型特征信息表MTTable-0012，料。
c)在编辑工艺路线时，采集结果形成的检索条件包括：结构板，XX_0-0-1，模型特征信息表MTTable-0012，钳。
d)在编辑工艺路线时，采集结果形成的检索条件包括：结构板，XX_0-0-1，模型特征信息表MTTable-0012，检。
e)在编辑工艺路线时，采集结果形成的检索条件包括：结构板，XX_0-0-1，模型特征信息表MTTable-0012，固化。
f)在编辑工艺路线时，采集结果形成的检索条件包括：结构板，XX_0-0-1，模型特征信息表MTTable-0012，封胶。
g)在编辑工艺路线时，采集结果形成的检索条件包括：结构板，XX_0-0-1，模型特征信息表MTTable-0012，装配。
h)在编辑工艺属性时，采集结果形成的检索条件包括：结构板，XX_0-0-1，模型特征信息表MTTable-0012，工艺号，工艺版本号，关键件，件数，任务号，更改情况，工艺员名称，编制时间，审批状态。
i)在编辑工序与工步的具体描述内容时，采集结果形成的检索条件包括：结构板，XX_0-0-1，模型特征信息表MTTable-0012，下料，铝板，尺寸要求。
j)在编辑工序过程模型与数控程序时，采集结果形成的检索条件包括：结构板，XX_0-0-1，模型特征信息表MTTable-0012，数控，机床，刀具。
第四步，工艺知识检索模块6将接收到的检索条件拆分成若干个初始词汇，当检索条件为a)时，并将接收到的检索条件，基于词典的分词算法，将其拆分成本体词汇库中存在的若干个初始词汇，包括“结构板，XX_0-0-1，XX，正样，XX卫星，YY舱，+X结构板，已发布，复合材料铺层，GB/T1804”。利用本体词汇管理模块4中已经定义的主体词汇和客体词汇之间的关系类型R1到R8，将所述的初始词汇扩展成为知识需求检索词汇集合为“结构板，面板，上面板，下面板，装配工艺，装配工艺模板，XX_0-0-1，XX，正样，XX卫星，YY舱，+X结构板，已发布，复合材料铺层，GB/T1804”，计算集合中每个检索词组与初始词汇的距离作为关联距离；利用知识需求检索词汇集合为“结构板，面板，上面板，下面板，装配工艺，装配工艺模板，XX_0-0-1，XX，正样，XX卫星，YY舱，+X结构板，已发布，复合材料铺层，GB/T1804，XX卫星初样”，通过OR运算组合成语义搜索式“结构板”OR“面板”OR“上面板”OR“下面板”OR“装配工艺”OR“装配工艺模板”OR“XX_0-0-1”OR“XX”OR“正样”OR“XX卫星”OR“YY舱”OR“+X结构板”OR“已发布”OR“复合材料铺层”OR“GB/T1804”OR“XX卫星初样”，在工艺知识管理模块5中检索与知识项标签相匹配的那些知识项，匹配的知识项包括“装配工艺标准规范要求、XX卫星初样工艺实例、装配工艺模板、面板机加工艺模板、面板机加工艺实例、复合材料铺层禁限用要求”，作为知识检索的结果输出给工艺知识推送模块7；按照所述的关联距离小于5，根据关系类型累加权重值由高到低对知识检索结果进行排序得到ResultSet＝“装配工艺模板、XX卫星初样工艺实例、装配工艺标准规范要求、复合材料铺层禁限用要求、面板机加工艺模板、面板机加工艺实例”；
第五步，工艺知识推送模块7将从工艺知识检索模块6中得到的知识检索结果ResultSet，传输发送给工艺知识展示模块9；
第六步，工艺知识展示模块9根据工艺知识推送模块7传输的知识检索结果ResultSet中的知识项类型实时进行分区展示，知识类型为标准规范的装配工艺标准规范要求在一个区域展示，知识类型为工艺实例的XX卫星初样工艺实例和面板机加工艺实例在一个区域展示。直到工艺规划模块8的工艺编制结束。
Claims (8)
1.一种基于模型特征的航天器工艺知识推送系统，其特征在于：该系统包括模型特征提取模块(1)、模型特征管理模块(2)、知识需求感知模块(3)、本体词汇管理模块(4)、工艺知识管理模块(5)、工艺知识检索模块(6)、工艺知识推送模块(7)、工艺规划模块(8)和工艺知识展示模块(9)；
所述的模型特征提取模块(1)用于从航天器产品三维设计模型中自动识别与提取模型特征信息；
所述的模型特征管理模块(2)用于形成模型特征信息表并对模型特征信息表进行管理，将该模型特征信息表与对应的航天器产品的三维设计模型关联在一起；
所述的知识需求感知模块(3)用于采集模型特征信息表和从工艺规划模块(8)采集到的正处于编辑状态的工艺描述内容并根据采集到的结果形成检索条件，然后输出给工艺知识检索模块(6)；
所述的本体词汇管理模块(4)用于定义主体词汇和客体词汇以及两种词汇之间的关系类型，并将主体词汇、客体词汇以及两种词汇之间的关系类型存储到本体词汇数据库中；主体词汇为“结构板”，客体词汇为“面板，蜂窝芯子、埋件或装配工艺”；
所述的工艺知识管理模块(5)用于定义知识项，并将知识项存储到知识数据库中；
所述的工艺知识检索模块(6)用于接收知识需求感知模块(3)输出的检索条件，并将接收到的检索条件拆分成若干个初始词汇，初始词汇为主体词汇或客体词汇，利用本体词汇管理模块(4)中已经定义的主体词汇和客体词汇之间的关系类型，将所述的初始词汇扩展成为知识需求检索词汇集合，计算集合中每个检索词组与初始词汇的距离作为关联距离；利用知识需求检索词汇集合，通过OR运算组合成语义搜索式，在工艺知识管理模块(5)中检索与知识项标签相匹配的那些知识项，作为知识检索的结果输出给工艺知识推送模块(7)；
所述的工艺知识推送模块(7)用于将从工艺知识检索模块(6)中得到的知识检索结果，传输发送给工艺知识展示模块(9)；
所述的工艺规划模块(8)用于工艺编制；
所述的工艺知识展示模块(9)根据工艺知识推送模块(7)传输的知识检索结果中的知识项类型进行分区展示；
所述的知识项包括基础属性与个性化属性，所述的基础属性包括唯一标识、知识项名称、知识项类型、知识项标签、知识项创建人、创建时间、状态和知识项的描述内容，当知识项类型为标准规范、通用工艺、操作规程类型时，基础属性还包括标准规范文档、通用工艺文档、操作规程文档；所述的知识项类型包括标准规范、通用工艺、操作规程、工艺模板、禁限用要求、安全要求、工艺实例和经验；所述的知识项标签就是给知识项指派若干个本体词汇以描述知识项的特点，所述的本体词汇存储在本体词汇数据库中；
所述的个性化属性根据每种知识项类型的特点进行扩展自定义，当知识项类型为标准规范时，扩展自定义包括标准号、标准发布日期、标准优先级别、标准体系编号、标准状态、编写单位、归口单位、废止日期、批准单位；当知识项类型为禁限用要求时，扩展自定义包括专业分类、分级、禁用内容、禁用原因和建议采取的替代工艺；当知识项类型为通用工艺时，扩展自定义包括加工专业、所属部门、通用工艺制定人、制定日期、通用工艺生效状态；当知识项类型为操作规程时，扩展自定义包括加工专业、所属部门、操作规程制定人、制定日期、操作规程生效状态；当知识项类型为安全要求时，扩展自定义包括适用范围、所属部门、安全要求制定人、制定日期、安全要求生效状态；当知识项类型为工艺模板时，且知识项名称为齿轮工艺模板时，扩展自定义包括渗氮要求。
2.根据权利要求1所述的一种基于模型特征的航天器工艺知识推送系统，其特征在于：所述的模型特征信息是指三维设计模型中表达的航天器的基本属性、尺寸、精度、材料、关键参数、标注和加工特征；每项模型特征都由特征名称、特征值构成；提取得到的模型特征由模型特征信息表予以存储；所述的基本属性包括型号、代号、阶段、版本号、中文名称、设计者、设计时间、发布状态。
3.根据权利要求2所述的一种基于模型特征的航天器工艺知识推送系统，其特征在于：
航天器产品为结构板，所述的关键参数包括：安装面平面度、安装面平行度、安装面对称度；
所述的加工特征包括：通孔、圆柱孔、圆锥孔、圆角、倒角、弧形槽、平键槽、T形槽、阵列分布特征、圆周分布特征；所述的标注包括：尺寸标注、粗糙度标注、几何公差、公差精度；
所述的关联距离小于5，根据关系类型累加权重值由高到低对知识检索结果进行排序。
4.根据权利要求1所述的一种基于模型特征的航天器工艺知识推送系统，其特征在于：所述的模型特征信息表包括唯一标识、三维设计模型编号、版本号、模型特征信息、工艺员补充的特征；所述的三维设计模型编号、版本号与三维设计模型保持一致。
5.根据权利要求1所述的一种基于模型特征的航天器工艺知识推送系统，其特征在于：所述的两种词汇之间的关系类型包括同义、近义、相似、包含、并列、引用、使用、影响、约束、计算、作用、分解、装配。
6.根据权利要求5所述的一种基于模型特征的航天器工艺知识推送系统，其特征在于：当两种词汇之间的关系类型为同义关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为100％，当两种词汇之间的关系类型为近义关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为98％，当两种词汇之间的关系类型为相似关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为95％，当两种词汇之间的关系类型为包含关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为95％，当两种词汇之间的关系类型为并列关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为80％，当两种词汇之间的关系类型为引用关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为75％，当两种词汇之间的关系类型为使用关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为73％，当两种词汇之间的关系类型为影响关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为72％，当两种词汇之间的关系类型为约束关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为71％，当两种词汇之间的关系类型为计算关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为55％，当两种词汇之间的关系类型为作用关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为50％，当两种词汇之间的关系类型为分解关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为76％，当两种词汇之间的关系类型为装配关系时，用于衡量该两种词汇之间的紧密程度的权重值为85％。
7.根据权利要求1所述的一种基于模型特征的航天器工艺知识推送系统，其特征在于：所述的工艺编制包括编辑工艺路线、编辑工艺结构树、编辑工艺属性、编辑工序与工步的具体描述内容、编辑工序过程模型与数控程序和编辑附属文件；所述的附属文件包括仿真视频、实测数据记录表。
8.一种推送方法，其特征在于：所述方法使用权利要求1所述的基于模型特征的航天器工艺知识推送系统进行基于模型特征的航天器工艺知识推送。
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