CN110516808A - 一种知识表示模型的创建方法 - Google Patents

一种知识表示模型的创建方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110516808A
CN110516808A CN201910675877.3A CN201910675877A CN110516808A CN 110516808 A CN110516808 A CN 110516808A CN 201910675877 A CN201910675877 A CN 201910675877A CN 110516808 A CN110516808 A CN 110516808A
Authority
CN
China
Prior art keywords
model
knowledge
design
product
established
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910675877.3A
Other languages
English (en)
Inventor
秦昊
魏千洲
杨瑞
张昱
凌翔
张东波
林利彬
刘智
郭旭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Institute of Intelligent Manufacturing
Original Assignee
Guangdong Institute of Intelligent Manufacturing
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Institute of Intelligent Manufacturing filed Critical Guangdong Institute of Intelligent Manufacturing
Priority to CN201910675877.3A priority Critical patent/CN110516808A/zh
Priority to PCT/CN2019/114922 priority patent/WO2021012446A1/zh
Publication of CN110516808A publication Critical patent/CN110516808A/zh
Priority to US16/995,786 priority patent/US20210026997A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N5/00Computing arrangements using knowledge-based models
    • G06N5/02Knowledge representation; Symbolic representation
    • G06N5/022Knowledge engineering; Knowledge acquisition
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N5/00Computing arrangements using knowledge-based models
    • G06N5/02Knowledge representation; Symbolic representation
    • G06N5/027Frames

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

本发明公开了一种知识表示模型的创建方法,将产品设计制造过程中的知识经验系统化地捕捉并表示出来,按照需求、功能、行为、结构、衍化五个方面将知识进行分类,并通过Know‑What(是什么),Know‑How(怎么做),Know‑Why(为什么)三个层次将非结构化的隐性知识结构化。本发明基于知识表示模型及知识库,可用于指导构建相应的几何模型库、材料库、工艺库等,进而创建设计大数据;再结合智能推荐算法,可根据设计工程师的工作语境及所进行的任务,智能化地推荐相关的数据、信息和知识。本发明可应用于工程设计过程中的知识管理,创建设计大数据,进而实现智能化地生成并优化设计方案。

Description

一种知识表示模型的创建方法
技术领域
本发明涉及工程设计技术领域,具体涉及一种知识表示模型的创建方法。
背景技术
在机械设计(如机械设计、建筑设计、电子设计等)的过程中,设计工程师会产生大量的知识经验,这对于进行设计决策起着至关重要的作用,如何将这些知识经验进行有效地获取、表示与重用,在很大程度上影响着设计效率。然而这些知识经验是非结构化的,往往存在于设计工程师的脑海中,很难系统地表示出来。因此,需要创建知识表示模型将非结构化的知识结构化。然而,目前的知识表示模型主要针对通用计算机学科,没有专门面向工程设计领域。而工程设计过程相当复杂,其过程会运用到各类数据、信息和知识,故需要构建专门的知识表示模型用于知识的获取、表示与重用。
发明内容
有鉴于此,为了解决现有技术中的上述问题,本发明提出一种知识表示模型的创建方法。将产品设计制造过程中的知识经验系统化地捕捉并表示出来,按照需求、功能、行为、结构、衍化五个方面将知识进行分类,并通过Know-What(是什么),Know-How(怎么做),Know-Why(为什么)三个层次将非结构化的隐性知识结构化。
本发明通过以下技术手段解决上述问题:
一种知识表示模型的创建方法,包括如下步骤:
建立需求模型,将客户需求、市场需求以语义网的形式进行分类整理并系统地表示;
建立功能模型,对产品进行功能分解,细分其所要实现的主要功能,以及实现该功能所需实现的子功能;
建立行为模型,定义产品各部分的行为,即其所要达到的各项指标;
建立结构模型,对产品进行结构分解,分成各种机构及零部件,并将各零部件的相关几何信息一同表示,如几何信息、材料信息、加工信息;
建立衍化模型,记录模型的设计迭代和衍化过程,捕捉其中的知识经验;
将以上5种模型集成,构建产品完整的知识表示模型。
进一步地,建立需求模型,将客户需求、市场需求以语义网的形式进行分类整理并系统地表示,在此过程中,将零散、抽象的各种需求转化为产品要实现的各项功能,并通过Know-What,Know-How,Know-Why的形式将这个过程中所形成的知识经验进行系统地获取及表示。
进一步地,建立行为分析模型,定义产品各部分的行为,即其所要达到的各项指标时,设定各项子功能最优指标,通过将实际达到的指标与最优指标作对比,对产品设计进行迭代改进,直到实际指标达到或接近最优指标。
进一步地,建立结构模型,对产品进行结构分解,分成各种机构及零部件,并将各零部件的相关几何信息一同表示时,按照产品的功能,将其结构分为系统、子系统、机构、零件,以零件为最小单位,捕捉其相应的各种信息。
进一步地,建立衍化模型,记录模型的设计迭代和衍化过程,捕捉其中的知识经验时,以需求、功能、行为、结构模型为基础,捕捉设计方案的衍化过程。
与现有技术相比,本发明的有益效果至少包括:
本发明针对工程设计中知识的获取、表示与重用,进行知识建模,用以捕捉和重用设计工程师脑海中的知识经验,以帮忙其快速的进行设计决策,从而提高设计效率。通过创建知识表示模型,捕捉设计工程师的非结构化的知识经验,并将其结构化,其后系统地储存于知识库。基于知识表示模型及知识库,可用于指导构建相应的几何模型库、材料库、工艺库等,进而创建设计大数据;再结合智能推荐算法,可根据设计工程师的工作语境及所进行的任务,智能化地推荐相关的数据、信息和知识。本发明可应用于工程设计过程中的知识管理,创建设计大数据,进而实现智能化地生成并优化设计方案。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明需求分析模型的结构示意图;
图2是本发明功能分解模型的结构示意图;
图3是本发明行为分析模型的结构示意图;
图4是本发明结构分解模型的结构示意图;
图5是本发明设计衍化模型的结构示意图;
图6是本发明知识表示模型的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面将结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。需要指出的是,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例
本发明提供一种知识表示模型的创建方法,将产品设计制造过程中的知识经验系统化地捕捉并表示出来,按照需求、功能、行为、结构、衍化五个方面将知识进行分类,并通过Know-What(是什么),Know-How(怎么做),Know-Why(为什么)三个层次将非结构化的隐性知识结构化;包括如下步骤:
1、建立需求模型,将客户需求、市场需求以语义网的形式进行分类整理并系统地表示。
如图1所示,建立需求分析模型,将客户需求、市场需求以OWL(本体)的形式进行分类整理并系统地表示。在此过程中,将零散、抽象的各种需求转化为产品要实现的各项功能,并通过Know-What,Know-How,Know-Why的形式将这个过程中所形成的知识经验进行系统地获取及表示。
2、建立功能模型,对产品进行功能分解,细分其所要实现的主要功能,以及实现该功能所需实现的子功能。
如图2所示,建立功能分解模型,对产品进行功能分解,细分其所要实现的主要功能,以及实现该功能所需实现的子功能。通过功能分解,将任务细分,以更好地获取在设计分析过程中形成的知识经验。
3、建立行为模型,定义产品各部分的行为,即其所要达到的各项指标。
如图3所示,建立行为分析模型,定义产品各部分的行为,即其所要达到的各项指标。设定各项子功能最优指标,通过将实际达到的指标与最优指标作对比,对产品设计进行迭代改进,直到实际指标达到或接近最优指标。
4、建立结构模型,对产品进行结构分解,分成各种机构及零部件,并将各零部件的相关几何信息一同表示,如几何信息、材料信息、加工信息。
如图4所示,建立结构模型,对产品进行结构分解,分成各种机构及零部件,并将各零部件的相关几何信息一同表示,如几何信息、材料信息、加工信息。按照产品的功能,将其结构分为系统、子系统、机构、零件。以零件为最小单位,捕捉其相应的各种信息。
5、建立衍化模型,记录模型的设计迭代和衍化过程,捕捉其中的知识经验。
如图5所示,建立衍化模型,记录模型的设计迭代和衍化过程,捕捉其中的知识经验。以需求、功能、行为、结构模型为基础,捕捉设计方案的衍化过程。
6、将以上5种模型集成,构建产品完整的知识表示模型,如图6所示。
本发明针对工程设计中知识的获取、表示与重用,进行知识建模,用以捕捉和重用设计工程师脑海中的知识经验,以帮忙其快速的进行设计决策,从而提高设计效率。通过创建知识表示模型,捕捉设计工程师的非结构化的知识经验,并将其结构化,其后系统地储存于知识库。基于知识表示模型及知识库,可用于指导构建相应的几何模型库、材料库、工艺库等,进而创建设计大数据;再结合智能推荐算法,可根据设计工程师的工作语境及所进行的任务,智能化地推荐相关的数据、信息和知识。本发明可应用于工程设计过程中的知识管理,创建设计大数据,进而实现智能化地生成并优化设计方案。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种知识表示模型的创建方法,其特征在于,包括如下步骤:
建立需求模型,将客户需求、市场需求以语义网的形式进行分类整理并系统地表示;
建立功能模型,对产品进行功能分解,细分其所要实现的主要功能,以及实现该功能所需实现的子功能;
建立行为模型,定义产品各部分的行为,即其所要达到的各项指标;
建立结构模型,对产品进行结构分解,分成各种机构及零部件,并将各零部件的相关几何信息一同表示,如几何信息、材料信息、加工信息;
建立衍化模型,记录模型的设计迭代和衍化过程,捕捉其中的知识经验;
将以上5种模型集成,构建产品完整的知识表示模型。
2.根据权利要求1所述的知识表示模型的创建方法,其特征在于,建立需求模型,将客户需求、市场需求以语义网的形式进行分类整理并系统地表示,在此过程中,将零散、抽象的各种需求转化为产品要实现的各项功能,并通过Know-What,Know-How,Know-Why的形式将这个过程中所形成的知识经验进行系统地获取及表示。
3.根据权利要求1所述的知识表示模型的创建方法,其特征在于,建立行为分析模型,定义产品各部分的行为,即其所要达到的各项指标时,设定各项子功能最优指标,通过将实际达到的指标与最优指标作对比,对产品设计进行迭代改进,直到实际指标达到或接近最优指标。
4.根据权利要求1所述的知识表示模型的创建方法,其特征在于,建立结构模型,对产品进行结构分解,分成各种机构及零部件,并将各零部件的相关几何信息一同表示时,按照产品的功能,将其结构分为系统、子系统、机构、零件,以零件为最小单位,捕捉其相应的各种信息。
5.根据权利要求1所述的知识表示模型的创建方法,其特征在于,建立衍化模型,记录模型的设计迭代和衍化过程,捕捉其中的知识经验时,以需求、功能、行为、结构模型为基础,捕捉设计方案的衍化过程。
CN201910675877.3A 2019-07-25 2019-07-25 一种知识表示模型的创建方法 Pending CN110516808A (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910675877.3A CN110516808A (zh) 2019-07-25 2019-07-25 一种知识表示模型的创建方法
PCT/CN2019/114922 WO2021012446A1 (zh) 2019-07-25 2019-11-01 一种知识表示模型的创建方法
US16/995,786 US20210026997A1 (en) 2019-07-25 2020-08-17 Method for creating knowledge representation model for product

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910675877.3A CN110516808A (zh) 2019-07-25 2019-07-25 一种知识表示模型的创建方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110516808A true CN110516808A (zh) 2019-11-29

Family

ID=68622889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910675877.3A Pending CN110516808A (zh) 2019-07-25 2019-07-25 一种知识表示模型的创建方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN110516808A (zh)
WO (1) WO2021012446A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111126706A (zh) * 2019-12-26 2020-05-08 郑州轻工业大学 基于知识驱动的功能变更传播路径和工作量预测方法
CN111309828A (zh) * 2020-03-27 2020-06-19 广东省智能制造研究所 一种大型设备的知识图谱构建方法及装置
CN116738864A (zh) * 2023-08-08 2023-09-12 深圳市设际邹工业设计有限公司 一种工业设计产品的智能推荐方法及系统

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102324072A (zh) * 2011-09-14 2012-01-18 西安易博软件有限责任公司 全三维数字化知识库系统和知识库的应用方法
CN103646149A (zh) * 2013-12-23 2014-03-19 四川大学 基于知识工程的方案自动生成、评估系统及方法
CN104240026A (zh) * 2014-09-05 2014-12-24 上海交通大学 产品设计知识管理服务机理及匹配方法
CN104915485A (zh) * 2015-05-28 2015-09-16 杭州电子科技大学 一种基于效应的产品需求到结构映射方法
CN105205190A (zh) * 2014-06-10 2015-12-30 南京理工大学 一种复杂产品设计的本体构建方法
CN106557967A (zh) * 2016-10-27 2017-04-05 浙江大学城市学院 一种产品设计知识构建处理方法
CN107967518A (zh) * 2017-11-21 2018-04-27 中国运载火箭技术研究院 一种基于产品设计的知识自动关联系统及方法
CN108121530A (zh) * 2017-12-18 2018-06-05 北京航空航天大学 一种多学科复杂产品的概念设计分析方法
CN108171332A (zh) * 2017-11-21 2018-06-15 广西大学 基于SysML的产品设计知识建模方法及系统
CN108491581A (zh) * 2018-02-27 2018-09-04 中国空间技术研究院 一种基于设计理性模型的设计过程知识重用方法和系统

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104715042B (zh) * 2015-03-24 2018-08-03 清华大学 基于本体的概念设计知识表示方法及知识管理系统
CN109658499B (zh) * 2018-12-11 2023-03-14 中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所 一种模型建立方法、装置及存储介质

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102324072A (zh) * 2011-09-14 2012-01-18 西安易博软件有限责任公司 全三维数字化知识库系统和知识库的应用方法
CN103646149A (zh) * 2013-12-23 2014-03-19 四川大学 基于知识工程的方案自动生成、评估系统及方法
CN105205190A (zh) * 2014-06-10 2015-12-30 南京理工大学 一种复杂产品设计的本体构建方法
CN104240026A (zh) * 2014-09-05 2014-12-24 上海交通大学 产品设计知识管理服务机理及匹配方法
CN104915485A (zh) * 2015-05-28 2015-09-16 杭州电子科技大学 一种基于效应的产品需求到结构映射方法
CN106557967A (zh) * 2016-10-27 2017-04-05 浙江大学城市学院 一种产品设计知识构建处理方法
CN107967518A (zh) * 2017-11-21 2018-04-27 中国运载火箭技术研究院 一种基于产品设计的知识自动关联系统及方法
CN108171332A (zh) * 2017-11-21 2018-06-15 广西大学 基于SysML的产品设计知识建模方法及系统
CN108121530A (zh) * 2017-12-18 2018-06-05 北京航空航天大学 一种多学科复杂产品的概念设计分析方法
CN108491581A (zh) * 2018-02-27 2018-09-04 中国空间技术研究院 一种基于设计理性模型的设计过程知识重用方法和系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨靖: "《大学隐性知识管理研究》", 31 December 2015 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111126706A (zh) * 2019-12-26 2020-05-08 郑州轻工业大学 基于知识驱动的功能变更传播路径和工作量预测方法
CN111126706B (zh) * 2019-12-26 2022-07-08 郑州轻工业大学 基于知识驱动的功能变更传播路径和工作量预测方法
CN111309828A (zh) * 2020-03-27 2020-06-19 广东省智能制造研究所 一种大型设备的知识图谱构建方法及装置
CN111309828B (zh) * 2020-03-27 2024-02-20 广东省智能制造研究所 一种大型设备的知识图谱构建方法及装置
CN116738864A (zh) * 2023-08-08 2023-09-12 深圳市设际邹工业设计有限公司 一种工业设计产品的智能推荐方法及系统
CN116738864B (zh) * 2023-08-08 2024-01-09 深圳市设际邹工业设计有限公司 一种工业设计产品的智能推荐方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021012446A1 (zh) 2021-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yu et al. LSTM-EFG for wind power forecasting based on sequential correlation features
Rogalewicz et al. Methodologies of knowledge discovery from data and data mining methods in mechanical engineering
CN105160038B (zh) 一种基于审计知识库的数据分析方法及系统
CN110516808A (zh) 一种知识表示模型的创建方法
Chiroma et al. Progress on artificial neural networks for big data analytics: a survey
CN108830745B (zh) 基于监控信息的电网连锁故障诊断、预警、评估系统
CN108804630A (zh) 一种面向行业应用的大数据智能分析服务系统
CN104899258A (zh) 面向海量文献信息可交互可视化分析系统架构
CN114596061B (zh) 一种基于大数据的项目数据管理方法及系统
CN115048316B (zh) 一种半监督的软件代码缺陷检测方法及装置
Li et al. A new intrusion detection system based on rough set theory and fuzzy support vector machine
CN113505458A (zh) 连锁故障关键触发支路预测方法、系统、设备及存储介质
CN112612819A (zh) 一种抽水蓄能电站大数据分析挖掘方法及系统
CN114757307A (zh) 一种人工智能自动训练方法、系统、装置及存储介质
Guida et al. An Integrated BIM-IoT approach to support energy monitoring
Aghimien et al. A review of the application of data mining for sustainable construction in Nigeria
El‐Ghandour et al. Survey of information technology applications in construction
Mei et al. Model provenance management in MLOps Pipeline
CN108446318A (zh) 一种海量数据智能决策分析系统
CN109588054A (zh) 使用分布式模拟引擎对具有大型复杂数据集的系统的精确且详细的建模
Qu et al. Adaptive planning of human–robot collaborative disassembly for end-of-life lithium-ion batteries based on digital twin
CN113159441A (zh) 银行业务项目实施情况的预测方法及装置
CN109857783B (zh) 基于深度学习的声纳渗流运动规律发现方法
CN111767324A (zh) 一种智能关联的自适应数据分析方法及装置
CN113835964B (zh) 基于小样本学习的云数据中心服务器能耗预测方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191129