WO2018012999A1 - Система семантического поиска в объектно-процессной модели данных - Google Patents

Система семантического поиска в объектно-процессной модели данных Download PDF

Info

Publication number
WO2018012999A1
WO2018012999A1 PCT/RU2016/000456 RU2016000456W WO2018012999A1 WO 2018012999 A1 WO2018012999 A1 WO 2018012999A1 RU 2016000456 W RU2016000456 W RU 2016000456W WO 2018012999 A1 WO2018012999 A1 WO 2018012999A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
objects
component
data
forming
category
Prior art date
Application number
PCT/RU2016/000456
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Андрей Николаевич АНДРИЧЕНКО
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ЭсДиАй Рисёчь"
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 Общество с ограниченной ответственностью "ЭсДиАй Рисёчь" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ЭсДиАй Рисёчь"
Publication of WO2018012999A1 publication Critical patent/WO2018012999A1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F40/00—Handling natural language data
    • G06F40/20—Natural language analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F40/00—Handling natural language data
    • G06F40/30—Semantic analysis

Definitions

  • the present invention relates to computer systems of engineering production, namely to semantic search systems, as well as the selection and determination of compatibility of material and technical objects interacting with each other at various stages of their life cycle: design, operation, repair, transportation disposal, etc. BACKGROUND
  • semantic technology is the concept of a semantic network.
  • semantic technologies as part of hardware and software systems allows for a “meaningful” search for objects in which both the parameters of the desired object and the rules for its interaction with other objects take part.
  • semantic MDM and CAD allows you to increase the level of decision-making automation in the design process of new products.
  • the technical result achieved by using the present invention is to increase the accuracy and speed of the search for technological objects.
  • the object-process data model which contains at least one data storage unit, a data display unit, a data input / output unit, a data processing unit configured to generate a classification of objects and processes by creating ontologies, at the same time, in each category of objects, at least one component is distinguished from which the object consists, including at least the identifier of the component and one and more its attribute characterizing the given component; forming a connection between each component of the object with at least one process in which this component is involved; for each process of finding all pairs of objects that are associated with this process; the formation of a relationship that defines the rules of interaction for the objects found at the previous step for each process; receiving from the input / output block data of the category of the desired object and at least one process in which the desired object is involved; receiving all objects that are associated with the above process.
  • each category of objects at least one component is distinguished from which the object consists, including at least a component identifier and one or more attributes, characterizing this component, the identifier is an integer value.
  • connection when forming a connection between each component of an object with at least one process in which this component is involved, the connection is specified in the form of mathematical and logical operations.
  • a component of the object when forming a relationship between each component of an object with at least one process in which the component is involved, a component of the object is associated with one process. [00012] In some embodiments, when forming a relationship between each component of an object with at least one process in which the component is involved, the component of the object is associated with several processes.
  • the object when forming a relationship that defines the interaction rules for the found objects for each process, the object may have several internal states — structures, each of which may be associated with one or more processes.
  • Figure 1 shows an example implementation of a technical solution according to a semantic search system in an object-process data model, which shows the operation of the data processing unit;
  • Figure 2 presents a diagram of the hierarchy of classes included in the classifiers of tools and metal cutting machines.
  • Objects are associated with associative classes that define compatibility rules. Connections between objects are in turn inherited from processes. To determine the compatibility of a pair of objects, you need to verify that the conditions of the set of rules located in the class hierarchy are met.
  • FIG. 3 shows the selection of components of an axial cutting tool
  • FIG. 4 shows the compatibility of objects, which is determined by the combined compatibility of their components
  • the technical solution may be implemented as a distributed computer system.
  • a system means a computer system, a computer (electronic computer), CNC (numerical control), PLC (programmable logic controller), computerized control systems and any other devices that can perform a given, well-defined sequence of operations (actions, instructions).
  • a data processing unit is meant a processor or an integrated circuit (microprocessor) that executes machine instructions (programs).
  • the data processing unit reads and executes machine instructions (programs) from one or more data storage units.
  • the storage unit may include, but is not limited to, hard disks (HDD), flash memory, ROM (read-only memory), solid state drives (SSD), optical drives.
  • a program is a sequence of instructions for execution by a computer control device or an instruction processing device.
  • CAD or Computer-Aided Design System an automated system that implements information technology for performing design functions, is an organizational and technical system designed to automate the design process, consisting of personnel and a set of technical, software and other means of automating its activities. Also, the abbreviation CAD is widely used to designate such systems.
  • ERP Enterprise Resource Planning, enterprise resource planning
  • ERP-system a specific software package that implements the ERP strategy.
  • PLM Product Lifecycle Management
  • Organizational and technical system that provides the management of all information about the product and related processes throughout its entire life cycle, from design and production to decommissioning.
  • various complex technical objects ships and cars, planes and missiles, computer networks, etc.
  • Information about the object contained in the PLM system is a digital layout of this object.
  • Industrial enterprises that implement information technologies are faced with the problem of duplication of reference databases from various suppliers: ERP, PLM, CAD, etc.
  • the solution is to separate reference data from application applications, centralize this data and unify terms (thesaurus) based on ontological data models. This is done through the use of a systematic approach to building a single enterprise information space at the reference data level, which allows for the implementation of a single corporate communication language for automated systems or Master Data Management (master data or master data management).
  • Master data management, master data management - a set of processes and tools for the continuous determination and management of company master data (including reference).
  • Master data is data with the most important information for an enterprise or business information: about customers, products, services, personnel, technologies, materials, and so on. They change relatively rarely and are not transactional.
  • MDM - PIM class systems MDM for PIM / Product Information Management
  • Oracle Product Hub IBM Infosphere MDM Product Hub
  • SAP MDM Product Information Management
  • a semantic network is an information model of a subject domain, having the form of a directed graph, whose vertices correspond to objects of a subject domain, and arcs (edges) define the relationship between them.
  • Objects can be concepts, events, properties, processes.
  • the semantic network is one way of representing knowledge.
  • the role of vertices is played by the concepts of a knowledge base, and arcs (moreover, directed ones) define relations between them.
  • the semantic network reflects the semantics of the subject area in the form of concepts and relations.
  • Ontology is a specification of a certain subject area, which describes many terms, concepts and classes of objects, as well as the relationships between them.
  • the ontology is designed to provide a consistent, unified vocabulary of terms for the interaction of various corporate information systems.
  • the semantic data structure is formed by forming a classification of objects and processes.
  • Figure 1 is an example implementation of a technical solution according to a semantic search system in an object-process data model, in which the data processing unit performs the following steps:
  • Step 101 forming a classification of objects and processes by creating ontologies, wherein, in each category of objects, at least one component is distinguished from which the object consists, including at least a component identifier and one or more attributes, characterizing this component.
  • ontology construction is the allocation in the structure of an axial cutting tool (RI) of the connecting and cutting parts as independent classified objects (components), which allows them to be used to construct descriptions of similar tools, such as: drill, countersink, reamer, end mill and etc. (Fig. 3).
  • RI axial cutting tool
  • components independent classified objects
  • Fig. 3 Each of these parts has its own unique composition of attributes.
  • the identifier of the component may be an integer value.
  • the system can be implemented through one or more Specialized Integrated Circuits (SIS), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSP), Programmable Logic Device (PLU), logic chip, programmable under conditions operation (PPVM), controller, microcontroller, microprocessor or other electronic components.
  • SIS Specialized Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSP Digital Signal Processing Devices
  • PLU Programmable Logic Device
  • PPVM programmable under conditions operation
  • controller microcontroller, microprocessor or other electronic components.
  • Step 102 form a relationship between each component of the object with at least one process in which the component is involved.
  • each group includes the components of the object associated with a particular process.
  • the same component of an object may be associated with one or more processes.
  • semantic structures are created in the semantic network for material objects that are needed in a specialized context (process): repair, operation, movement, disposal, etc.
  • the context of an object controls the structure of its constituent parts (i.e., ultimately the composition of attributes) and the relationships of this object with other objects during a certain period of its life cycle.
  • the structure of each object is considered exclusively from the point of view of the activity of a given material object, i.e. those actions - processes in which this object takes part. We can say that the structure of the object is determined by the possible actions with it.
  • Step 103 for each process, all pairs of objects are found that are associated with this process.
  • Compatibility rules are distributed according to the classification hierarchy up to instances of objects and their components. Rules belong to two types of relationships: object - object, component - component. Each rule must be associated with a specific context (process), i.e. be context-sensitive. In the end, a semantic network is formed that defines the interconnections and compatibility of objects belonging to different categories. The compatibility of two objects in such a network will be determined solely in the context of a particular process by the combined compatibility of their components belonging to this process.
  • the data storage unit is configured to store various types of data to support system operation. Examples of such data include instructions from any application or method, contact data, address book data, messages, images, videos, etc.
  • the data storage unit may be implemented in the form of any type of non-volatile memory device, non-volatile memory device or their combinations of, for example, Static Random Access Memory (RAM), Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM), Erasable Programmable Read-Only Memory its devices (EPROM), programmable ROM (PROM), read only memory (ROM), magnetic memory, flash memory, magnetic or optical disk.
  • RAM Static Random Access Memory
  • EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory
  • EPROM Erasable Programmable Read-Only Memory its devices
  • PROM programmable ROM
  • ROM read only memory
  • magnetic memory magnetic memory
  • flash memory magnetic or optical disk.
  • Step 104 form a relationship defining interaction rules for the objects found in the previous step for each process.
  • an object can have several internal states - structures, each of which can be associated with one or more processes. To determine the compatibility of two objects, it is first necessary to determine the process within which they interact, select the appropriate structure of the objects, and only then check the compatibility of a pair of objects based on the compatibility of their components.
  • Step 105 accepting from the data input / output unit the category of the desired object and at least one process in which the desired object is involved.
  • the input from the data input / output block is obtained as search criteria: the type of the desired object and its individual parameters (if any), the name of the process, and available adjacent objects that participate with the sought in this process.
  • the process and related objects in this case act as filters - limiters of the search area of the desired object.
  • a search is made for those objects that have a group of components associated with the specified process.
  • a search is made for those objects that are compatible with adjacent objects submitted as input within the specified process.
  • the compatibility of objects is determined through the compatibility of their components, included in the group of the same name in the context of a given process.
  • a global search is performed according to the specified parameters of the desired object.
  • Step 105 receive all objects that are associated with the above process.
  • the received data is output to a data display unit.
  • a data display unit a personal computer monitor display, a tablet computer or mobile device display may be used, not limited to.
  • RI classifier there are several types of tools that can process holes: drills, countersinks, reamers, broaches, cutters, end mills.
  • drills drills, countersinks, reamers, broaches, cutters, end mills.
  • reamers reamers
  • broaches broaches
  • cutters end mills.
  • end mills the required type of RI.
  • drills for example, there are several hundred types of drills for different materials: for metal, for wood, for concrete, etc.
  • Drills are also divided into types: spiral, feather, cannon, etc. Each drill has a different connecting part (shank: conical, cylindrical, hexagonal, etc.), which determines the possibility of installing the drill on a particular type of equipment.
  • the problem is formulated as follows - under given initial conditions (the type of part is a body with known dimensions, the material of the part is hard alloy, the model of the machine is 2H135, the hole with a given diameter D, L and surface quality) select only those types of cutting tools, which are compatible with the listed objects, i.e. to carry out a semantic, “meaningful” search for objects in which both the parameters of the sought-after RI object (the diameter of the RI must correspond to the diameter of the FE) and the rules for its compatibility with other objects: material and machine, will take part.
  • One of the steps in solving the problem is the formation of a semantic data structure as described above, performed by the data processing unit.
  • Machine. Seat. Morse cone Tool. Connecting part. Morse cone, where “Machine” is the object, “Seat” is the component, and “Morse cone” is the attribute.
  • the workpiece can be installed in the working space of the machine if its length is less than the distance between the centers of the machine and the radius of the workpiece is less than the height of the centers of the machine:
  • the rule can be developed in a scripting programming language: VBScript, JavaScpipt using any logical and mathematical operations.
  • the compatibility of two objects is defined as the compatibility of their components. So, the compatibility of RS and a metalworking machine is determined by a set of rules of different levels: whether this type of RS is compatible with this type of machine, is the type of machine seat compatible with the connecting part of the RS, is it possible to install a specific instance of the RS in the working area of a particular machine, are the parameters of the connecting part RI parameters of the machine seat.
  • Compatibility rules must belong to certain contexts, i.e. be context sensitive. So the compatibility rules presented in the diagram should be activated only in the context (process) - "operation / installation of radiation in the machine chuck”. [00087] Ultimately, a semantic network is formed that defines the interconnections and compatibility of various objects included in various classification groups.
  • the first step additionally obtain the parameters of the desired object, including at least one attribute;
  • the search can be carried out by the data structure formed by the method described previously.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Information Retrieval, Db Structures And Fs Structures Therefor (AREA)
  • Stored Programmes (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к вычислительным системам машиностроительного производства, а именно к подбору и определению совместимости материально-технических объектов, взаимодействующих друг с другом на различных стадиях своего жизненного цикла: проектирование, эксплуатация, ремонт, транспортировка, утилизация и т.д. Система семантического поиска в объектно-процессной модели данных, которая содержит по меньшей мере один блок хранения данных, по меньшей мере один блок отображения данных, по меньшей мере один блок ввода/вывода данных, по меньшей мере один блок обработки данных, выполненный с возможностью формирования классификации объектов и процессов посредством создания онтологии, при этом, в каждой категории объектов выделяют, по меньшей мере, один компонент, из которого состоит объект, включающий, по меньшей мере, идентификатор компонента и один и более атрибут, характеризующий данный компонент; формирования связи между каждым компонентом объекта с, по меньшей мере, одним процессом, в котором данный компонент участвует; для каждого процесса нахождения всех пар объектов, имеющих связь с данным процессом; формирования связи, определяющей правила взаимодействия для найденных на предыдущем шаге объектов для каждого процесса; приема с блока ввода/вывода данных категории искомого объекта и по меньшей мере одного процесса, в котором участвует искомый объект; получения всех объектов, которые имеют связь с вышеописанным процессом. Технический результат - повышение точности и скорости поиска технологических объек

Description

СИСТЕМА СЕМАНТИЧЕСКОГО ПОИСКА В ОБЪЕКТНО-ПРОЦЕССНОЙ
МОДЕЛИ ДАННЫХ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ [0001] Настоящее изобретение относится к вычислительным системам машиностроительного производства, а именно к системам семантического поиска, а также подбору и определению совместимости материально-технических объектов, взаимодействующих друг с другом на различных стадиях своего жизненного цикла: проектирование, эксплуатация, ремонт, транспортировка, утилизация и т.д. УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] В настоящее время на производственном предприятии используют множество программных и программно-аппаратных комплексов, решающих различные информационные, организационные и технологические задачи, а именно: CAD, ERP, PLM и т.д.
[0003] Также в настоящее время наиболее перспективным направлением развития MDM систем является применение семантических технологий, что делает их более эффективными при работе с инженерными данными.
[0004] В основе семантических технологий лежит понятие семантической сети. Использование семантических технологий в составе программно-аппаратных комплексов позволяет производить "осмысленный" поиск объектов, в котором принимают участие, как параметры искомого объекта, так и правила его взаимодействия с другими объектами. Интеграция семантической MDM и САПР позволяет повысить уровень автоматизации принятия решений в процессе проектирования новых изделий.
[0005] Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является заявка на патент Д1 : US 20110131247 А1 "Semantic Management Of Enterprise Resourses", патентообладатель: International Business Machines Corporation, опубликовано: 02.06.2011. В этом документе раскрывается информация о семантическом управлении ресурсами предприятия. Однако в данном патентном источнике информации отсутствуют признаки семантического поиска по семантической структуре данных и применение онтологий для хранения данных. СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] Технической проблемой в данном техническом решении является управление справочными данными на промышленных предприятиях с введением семантических связей между информационными объектами.
[0007] Техническим результатом, достигаемым при использовании данного изобретения, является повышение точности и скорости поиска технологических объектов.
[0008] Указанный технический результат достигается благодаря системе семантического поиска в объектно-процессной модели данных, которая содержит по меньшей мере один блок хранения данных, блок отображения данных, блок ввода/вывода данных, блок обработки данных, выполненный с возможностью формирования классификации объектов и процессов посредством создания онтологий, при этом, в каждой категории объектов выделяют, по меньшей мере, один компонент, из которого состоит объект, включающий, по меньшей мере, идентификатор компонента и один и более атрибут, характеризующий данный компонент; формирования связи между каждым компонентом объекта с, по меньшей мере, одним процессом, в котором данный компонент участвует; для каждого процесса нахождения всех пар объектов, имеющих связь с данным процессом; формирования связи, определяющей правила взаимодействия для найденных на предьщущем шаге объектов для каждого процесса; приема с блока ввода/вывода данных категории искомого объекта и по меньшей мере одного процесса, в котором участвует искомый объект; получения всех объектов, которые имеют связь с вышеописанным процессом.
[0009] В некоторых вариантах осуществления при формировании классификации объектов и процессов посредством создания онтологий, где в каждой категории объектов выделяют, по меньшей мере, один компонент, из которого состоит объект, включающий, по меньшей мере, идентификатор компонента и один и более атрибут, характеризующий данный компонент, идентификатором является целочисленное значение.
[00010] В некоторых вариантах осуществления при формировании связи между каждым компонентом объекта с, по меньшей мере, одним процессом, в котором данный компонент участвует, связь задают в виде математических и логических операций.
[00011] В некоторых вариантах осуществления при формировании связи между каждым компонентом объекта с, по меньшей мере, одним процессом, в котором данный компонент участвует, составная часть объекта связывается с одним процессом. [00012] В некоторых вариантах осуществления при формировании связи между каждым компонентом объекта с, по меньшей мере, одним процессом, в котором данный компонент участвует, составная часть объекта связывается с несколькими процессами.
[00013] В некоторых вариантах осуществления при формировании связи, определяющей правила взаимодействия для найденных объектов для каждого процесса, объект может иметь несколько внутренних состояний - структур, каждая из которых может быть связана с одним или несколькими процессами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[00014] Признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из приводимого ниже подробного описания изобретения и прилагаемых чертежей, на которых:
[00015] На Фиг.1 показан пример осуществления варианта технического решения согласно системе семантического поиска в объектно-процессной модели данных, в которой показана работа блока обработки данных;
[00016] На Фиг.2 представлена диаграмма иерархии классов, входящих в классификаторы инструментов и металлорежущих станков. Объекты связаны ассоциативными классами, которые определяют правила совместимости. Связи между объектами в свою очередь наследуются от процессов. Чтобы определить совместимость пары объектов нужно, проверить выполнение условий совокупности правил, расположенных в иерархии классов.
[00017] На Фиг. 3 показано выделение составных частей осевого режущего инструмента;
[00018] На Фиг. 4 показана совместимость объектов, которая определяется по совокупной совместимости их составных частей;
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[00019] Техническое решение может быть реализовано в виде распределенной компьютерной системы.
[00020] В данном решении под системой подразумевается компьютерная система, ЭВМ (электронно-вычислительная машина), ЧПУ (числовое программное управление), ПЛК (программируемый логический контроллер), компьютеризированные системы управления и любые другие устройства, способные выполнять заданную, чётко определённую последовательность операций (действий, инструкций). [00021] Под блоком обработки данных подразумевается процессор либо интегральная схема (микропроцессор), исполняющая машинные инструкции (программы).
[00022] Блок обработки данных считывает и выполняет машинные инструкции (программы) с одного или более блока хранения данных. В роли блока хранения данных могут выступать, но, не ограничиваясь, жесткие диски (HDD), флеш-память, ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), твердотельные накопители (SSD), оптические приводы.
[00023] Программа - последовательность инструкций, предназначенных для исполнения устройством управления вычислительной машины или устройством обработки команд.
[00024] Ниже будут описаны термины и понятия, необходимые для осуществления настоящего технического решения.
[00025] CAD или Система автоматизированного проектирования — автоматизированная система, реализующая информационную технологию выполнения функций проектирования, представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования, состоящую из персонала и комплекса технических, программных и других средств автоматизации его деятельности. Также для обозначения подобных систем широко используется аббревиатура САПР.
[00026] ERP (англ. Enterprise Resource Planning, планирование ресурсов предприятия) — организационная стратегия интеграции производства и операций, управления трудовыми ресурсами, финансового менеджмента и управления активами, ориентированная на непрерывную балансировку и оптимизацию ресурсов предприятия посредством специализированного интегрированного пакета прикладного программного обеспечения, обеспечивающего общую модель данных и процессов для всех сфер деятельности. ERP-система— конкретный программный пакет, реализующий стратегию ERP.
[00027] Product Lifecycle Management (PLM) (жизненный цикл изделия) — технология управления жизненным циклом изделий. Организационно-техническая система, обеспечивающая управление всей информацией об изделии и связанных с ним процессах на протяжении всего его жизненного цикла, начиная с проектирования и производства до снятия с эксплуатации. При этом в качестве изделий могут рассматриваться различные сложные технические объекты (корабли и автомобили, самолёты и ракеты, компьютерные сети и др.). Информация об объекте, содержащаяся в PLM-системе является цифровым макетом этого объекта. [00028] Производственные предприятия, внедряющие информационные технологии, сталкиваются с проблемой дублирования справочных баз данных от различных поставщиков: ERP, PLM, CAD и др. Решение проблемы - отделение справочных данных от прикладных приложений, централизация этих данных и унификация терминов (тезаурус) на основе онтологических моделей данных. Это делается за счет использования системного подхода к построению единого информационного пространства предприятия на уровне справочных данных, позволяющий реализовать единый корпоративный язык общения автоматизированных систем или Master Data Management (управление мастер данными или основными данными).
[00029] Управление основными данными, управление мастер-данными — совокупность процессов и инструментов для постоянного определения и управления основными данными компании (в том числе справочными).
[00030] Мастер-данные— это данные с важнейшей для предприятия информация или бизнеса информацией: о клиентах, продуктах, услугах, персонале, технологиях, материалах и так далее. Они относительно редко изменяются и не являются транзакционными .
[00031] Также существует разновидность MDM - системы класса PIM (MDM для PIM/Product Information Management, управление информацией о продуктах): Oracle Product Hub, IBM Infosphere MDM Product Hub, SAP MDM. Данные системы предназначены для централизованного управления справочными данными о продукции (Product Information Management). Они позволяют обеспечить единообразное, эталонное представление информации о продуктах компании, благодаря чему различные информационные подсистемы предприятия могут обмениваться информацией, представленной в едином формате.
[00032] Семантическая сеть — информационная модель предметной области, имеющая вид ориентированного графа, вершины которого соответствуют объектам предметной области, а дуги (рёбра) задают отношения между ними. Объектами могут быть понятия, события, свойства, процессы. Таким образом, семантическая сеть является одним из способов представления знаний. В семантической сети роль вершин вьшолняют понятия базы знаний, а дуги (причем направленные) задают отношения между ними. Таким образом, семантическая сеть отражает семантику предметной области в виде понятий и отношений.
[00033] Онтология - спецификация некоторой предметной области, которая описывает множество терминов, понятий и классов объектов, а также взаимосвязей между ними. Онтология призвана обеспечить согласованный унифицированный словарь терминов для взаимодействия различных корпоративных информационных систем.
[00034] Предварительно перед семантическим поиском формируют саму семантическую структуру данных, посредством формирования классификации объектов и процессов.
[00035] Фиг.1 представляет собой пример осуществления варианта технического решения согласно системе семантического поиска в объектно-процессной модели данных, в которой блок обработки данных выполняет следующие шаги:
[00036] Шаг 101 : формируют классификацию объектов и процессов посредством создания онтологий, при этом, в каждой категории объектов выделяют, по меньшей мере, один компонент, из которого состоит объект, включающий, по меньшей мере, идентификатор компонента и один и более атрибут, характеризующий данный компонент.
[00037] Простейший пример построения онтологии - выделение в структуре осевого режущего инструмента (РИ) присоединительной и режущей части как самостоятельных классифицируемых объектов (компонентов), что позволяет использовать их при построении описаний схожих инструментов, типа: сверло, зенкер, развертка, концевая фреза и т.д. (Фиг. 3). Каждая из этих частей имеет свой уникальный состав атрибутов.
[00038] Идентификатором компонента может быть целочисленное значение.
[00039] Правила взаимодействия указанных объектов в указанном процессе задают в виде математических и логических операций.
[00040] Правила взаимодействия указанных объектов в указанном процессе задают в виде математических и логических операций на скриптовых языках программирования.
[00041] В примерном варианте осуществления система может быть реализована посредством одной или более Специализированных Интегральных Схем (СИС), Цифрового Сигнального Процессора (ЦСП), Устройств Цифровой Обработки Сигнала (УЦОС), Программируемым Логическим Устройством (ПЛУ), логической микросхемой, программируемой в условиях эксплуатации (ППВМ), контроллера, микроконтроллера, микропроцессора или других электронных компонентов.
[00042] Шаг 102: формируют связь между каждым компонентом объекта с, по меньшей мере, одним процессом, в котором данный компонент участвует.
[00043] На множестве составных частей (компонентов) объекта формируются устойчивые группы, характеризующие объект в контексте определенных процессов. В каждую группу входят составные части объекта, связанные с определенным процессом. Одна и та же составная часть объекта может быть, связана с одним или несколькими процессами. [00044] Таким образом, создаются семантические структуры в семантическую сеть по материальным объектам, которые нужны в специализированном контексте (процессе): ремонт, эксплуатация, перемещение, утилизация и т.д. Контекст объекта управляет структурой составных частей (т.е. в конечном итоге составом атрибутов) и связями данного объекта с другими объектами в определенный период его жизненного цикла. В широком смысле структура каждого объекта рассматривается исключительно с точки зрения активности данного материального объекта, т.е. тех действий - процессов, в которых этот объект принимает участие. Можно сказать, что структура объекта определяется возможными с ним действиями.
[00045] Шаг 103: для каждого процесса находят все пары объектов, имеющие связь с данным процессом.
[00046] В блок хранения данных заносят информацию о совместимости объектов. Правила совместимости распределяются по иерархии классификации вплоть до экземпляров объектов и их составных частей. Правила принадлежат двум типам связям: объект - объект, составная часть - составная часть. Каждое правило должно быть связано с определенным контекстом (процессом), т.е. быть контекстно-процессно-зависимыми. В конечном итоге формируется семантическая сеть, определяющая взаимосвязи и совместимости объектов, принадлежащим различным категориям. Совместимость двух объектов в такой сети будет определяться исключительно в контексте определенного процесса по совокупной совместимости их составных частей, принадлежащих этому процессу.
[0001] Блок хранения данных выполнен с возможностью хранения различных типов данных для поддержки работы системы. Примеры таких данных включают в себя инструкции из любого приложения или способа, контактные данные, данные адресной книги, сообщения, изображения, видео, и т. д. Блок хранения данных может быть реализован в виде любого типа энергозависимого запоминающего устройства, энергонезависимого запоминающего устройства или их комбинации, например, Статического Оперативного Запоминающего Устройства (СОЗУ), Электрически Стираемого Программируемого Постоянного Запоминающего Устройства (ЭСППЗУ), Стираемого Программируемого Постоянного Запоминающего Устройства (СППЗУ), Программируемого Постоянного Запоминающего Устройства (ППЗУ), Постоянного Запоминающего Устройства (ПЗУ), магнитной памяти, флэш-памяти, магнитного или оптического диска.
[00047] Шаг 104: формируют связь, определяющую правила взаимодействия для найденных на предыдущем шаге объектов для каждого процесса. [00048] Таким образом, объект может иметь несколько внутренних состояний - структур, каждая из которых может быть связана с одним или несколькими процессами. Для определения совместимости двух объектов сначала необходимо определить в рамках какого процесса они взаимодействуют, выбрать соответствующие структуры объектов и только потом проверить возможность совместимости пары объектов на основе совместимости их составных частей.
[00049] Шаг 105: принимают с блока ввода/вывода данных категорию искомого объекта и по меньшей мере один процесс, в котором участвует искомый объект.
[00050] Получают категорию искомого объекта, процесс в котором участвует искомый объект и смежные объекты, участвующие в данном процессе;
[00051] Выбирают все объекты, в категории искомого объекта, по крайней мере, один компонент, которых связан с вышеуказанным процессом;
[00052] Среди отобранных на предыдущем шаге объектов производят отбор тех объектов, компоненты которых совместимы с компонентами смежных объектов на основе правил совместимости, действующих в контексте вышеуказанного процесса.
[00053] Так же система поиска объектов в семантической структуре данных, может быть реализована с модификацией:
[00054] на первом шаге дополнительно получают параметры искомого объекта, включающие, по крайней мере, один атрибут;
[00055] после выполнения основных шагов, дополнительно производят отбор тех объектов, которые удовлетворяют параметрам искомого объекта.
[00056] Данные шаги работы блока обработки данных семантического поиска могут производиться на семантической структуре данных, сформированной способом описанным выше.
[00057] На вход с блока ввода/вывода данных получают в качестве критериев поиска: тип искомого объекта и его отдельные параметры (если они есть), название процесса и имеющиеся смежные объекты, которые участвуют вместе с искомым в данном процессе. Процесс и смежные объекты в данном случае выступают в качестве фильтров - ограничителей области поиска искомого объекта.
[00058] В классификаторе, которому принадлежит искомый объект, производится поиск тех объектов, у которых есть группа составных частей, связанная с указанным процессом. Среди отобранных объектов производится поиск тех объектов, которые совместимы с поданными на вход смежными объектами в рамках указанного процесса. Совместимость объектов определяется через совместимость их составных частей, входящих в одноименную группу в контексте заданного процесса. Среди оставшихся объектов производят глобальный поиск по заданным параметрам искомого объекта.
[00059] Шаг 105: получают все объекты, которые имеют связь с вышеописанным процессом.
[00060] В результате семантического поиска будет отобрана ограниченная группа объектов, прошедшая две стадии фильтрации: поиск по совместимости со смежными объектами в контексте заданного процесса и поиск по заданным параметрам искомого объекта. Данный механизм поиска позволяет значительно сократить область искомого решения и повысить точность поиска, а также повышает скорость поиска.
[00061] Полученные данные выводятся на блок отображения данных.
[00062] В качестве блока отображения данных может выступать дисплей монитора персонального компьютера, дисплей планшетного компьютера или мобильного устройства, не ограничиваясь. ПРИМЕРЫ РЕАЛИЗАЦИИ
[00063] Предположим, что на машиностроительном производстве поставлена следующая задача: разработать план обработки осевого отверстия в корпусной детали из твердого сплава. Исходными данными являются:
[00064] тип, материал и габаритные размеры детали;
[00065] тип, параметры точности, чистоты и габаритные размеры обрабатываемой поверхности (конструктивного элемента - КЭ);
[00066] Причем изначально определено оборудование - вертикально-сверлильный станок 2Н135. Теперь необходимо определить каким режущим инструментом (РИ) будет обрабатываться отверстие.
[00067] В классификаторе РИ есть несколько типов инструментов, которые могут обрабатывать отверстия: сверла, зенкера, развертки, протяжки, резцы, концевые фрезы. Сначала нужно выбрать необходимый тип РИ. В рамках этого типа, например, сверла находится несколько сотен типов свёрл для разных материалов: по металлу, по дереву, по бетону и т.д.
[00068] Сверла делятся также по типам: спиральные, перовые, пушечные и т.д. Каждое из свёрл имеет различную присоединительную часть (хвостовик: конический, цилиндрический, шестигранный и т.д.), которая определяет возможность установки сверла на том или ином типе оборудования.
[00069] В данном случае подойдут только сверла для обработки металлов твердого сплава с тем типом присоединительной части, который совместим с посадочным местом для РИ у станка 2Н135. Размеры данного сверла должны соответствовать размерам КЭ, а габаритные размеры РИ не должны превышать габаритных размеров рабочей зоны станка, с учетом установленной на нем корпусной детали. Таких типов сверл во всем каталоге РИ будет несколько единиц. Необходимо, чтобы посредством заявляемой системы выбрать из каталога РИ только эти типы сверл.
[00070] Задача формулируется следующим образом - при заданных исходных условиях (тип детали - корпус с известными габаритами, материал детали - твердый сплав, модель станка - 2Н135, отверстие с заданным диаметром D, L и качеством поверхности) выбрать только те типы режущих инструментов, которые совместимы с перечисленными объектами, т.е. произвести семантический, "осмысленный" поиск объектов, в котором будут принимать участие, как параметры искомого объекта РИ (диаметр РИ, должен соответствовать диаметру КЭ), так и правила его совместимости с другими объектами: материал и станок.
[00071] Одним из этапов решения поставленной задачи является формирование семантической структуры данных описанным выше способом, выполняемым блоком обработки данных.
[00072] Для решения этой задачи необходимо:
[00073] Построить классификацию технологических объектов: станки, режущие инструменты, материалы и др., посредством создания онтологий. Наделить каждый объект атрибутами и отнести их к определенной составной части объекта (компоненту).
[00074] При описании каждого объекта используются унифицированные атрибуты или группы атрибутов из этого списка. Тем самым решается задача разночтения - когда одна и та же характеристика в разных классификационных категориях объектов может быть названа по-разному.
[00075] Построение полного списка унифицированных характеристик (станка, инструмента и т.п.), а также формирование структуры объекта, определяющей входимость компонентов (инструмент состоит из реж. +. присоед. частей + материал + ...) и есть описание предметной области (онтология) - см. определение Томаса Груббера, данное выше.
[00076] Без построения онтологической модели объекта невозможно формализовать его взаимосвязи с другими сущностями, т.к. правила совместимости двух объектов определяются по совокупной совместимости их составных частей (Фиг. 4).
[00077] Распределить атрибуты и компоненты по контекстам. Контекст объекта управляет составом атрибутов, структурой составных частей и связями данного объекта в определенный период его жизненного цикла. Так технолог, конструктор, бухгалтер, снабженец должен видеть только те атрибуты, которые ему необходимы, т.е. в своем контексте. Бухгалтера, например, не интересуют характеристики лезвия и присоединительной часть РИ.
[00078] Внести информацию о совместимости различных объектов в виде правил, которые представляют собой комбинацию сколь угодно сложных математических операции и логических условий. Например:
[00079] Правило совместимости осевого режущего инструмента и металлорежущего станка: Конус морзе посадочного места станка должен быть равен конусу морзе присоединительный части режущего инструмента:
[00080] Станок.Посадочное место.Конус Морзе = Инструмент.Присоединительная часть.Конус Морзе, где "Станок" - это объект, "Посадочное место" - компонент, "Конус Морзе" - атрибут.
[00081] Ь) Правило совместимости заготовки и токарного станка: Заготовку можно установить в рабочем пространстве станка если ее длина меньше расстояние между центрами станка и радиус заготовки меньше высоты центров станка:
[00082] (Станок.Рабочее пространство.Высота центров над станиной > 0,5 * Заготовка.Диаметр) И (Станок.Рабочее пространство.Расстояние между центрами > Заготовка.Длина)
[00083] Правило может быть разработано на скриптовом языке программирования: VBScript, JavaScpipt с использованием любых логических и математических операции.
[00084] В правилах принимают участие только компоненты и атрибуты объектов "видимые" в контексте заданного процесса. Правила совместимости распределяются по иерархии классификации вплоть до составных частей объектов (Фиг.2, Фиг. 5).
[00085] Совместимость двух объектов определяется как совместимость их составных частей. Так совместимость РИ и металлообрабатывающего станка определяется набором правил различного уровня: совместим ли данный тип РИ с данным типом станка, совместим ли тип посадочного места станка с присоединительной часть РИ, возможна ли установка конкретного экземпляра РИ в рабочей зоне конкретного станка, соответствуют ли параметры присоединительной часть РИ параметрам посадочного места станка.
[00086] Правила совместимости должны принадлежать определенным контекстам, т.е. быть контекстно-зависимыми. Так правила совместимости, представленные на схеме должны активироваться только в контексте (процессе) - "эксплуатация \ установка РИ в патроне станка". [00087] В конечном итоге формируется семантическая сеть, определяющая взаимосвязи и совместимость различных объектов, входящих в различные классификационные группы.
[00088] Совместимость двух объектов в такой сети определяется совместимостью их составных частей, принадлежащих одноименным контекстам (процессам).
[00089] Предположим, что сформирована вся необходимая информация о классификациях, атрибутах, контекстах и взаимосвязях объектов.
[00090] Для того чтобы произвести семантический поиск объектов в семантической структуре данных, необходимо выполнить следующие шаги в указанном порядке:
[00091] Получить категорию искомого объекта, процесс в котором участвует искомый объект и смежные объекты, участвующие в данном процессе с устройства ввода информации, которым может быть персональный компьютер, планшет, не ограничиваясь.
[00092] Выбирать все объекты, в категории искомого объекта, по крайней мере, один компонент которых связан с вышеуказанным процессом;
[00093] Среди отобранных на предыдущем шаге объектов произвести отбор тех объектов, компоненты которых совместимы с компонентами смежных объектов на основе правил совместимости, действующих в контексте вышеуказанного процесса.
[00094] Так же возможна модификация описанных шагов выполнения блока обработки данных:
[00095] на первом шаге дополнительно получают параметры искомого объекта, включающие, по крайней мере, один атрибут;
[00096] после выполнения основных шагов, дополнительно производят отбор тех объектов, которые удовлетворяют параметрам искомого объекта.
[00097] Согласно описанным шагам, выполняемым блоком обработки данных, поиск может осуществляться по структуре данных сформированной способом описанным ранее.
[00098] Использование данного изобретения на производстве позволяет многократно повысить точность поиска технологических объектов в MDM системе, с помощью семантической структуры данных.
[00099] Специалист в данной области техники может легко понять другие варианты изобретения из рассмотренного описания. Эта заявка предназначена для того, чтобы покрыть любые варианты использования или применения следующих общих принципов изобретения, и включая такие отклонения от настоящего изобретения, которые появляются в пределах известной или обычной практики в уровне техники. Предполагается, что описание рассматривается только как примерное, с сущностью и объёмом настоящего изобретения, обозначенными формулой изобретения.
[000100] Следует принимать во внимание, что настоящее изобретение не ограничивается точными конструкциями, которые были описаны выше и проиллюстрированы на прилагаемых чертежах, и что различные модификации и изменения могут быть сделаны без отхода от области его применения. Предполагается, что объем изобретения ограничен только прилагаемой формулой.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Система семантического поиска в объектно-процессной модели данных, которая содержит:
• по меньшей мере один блок хранения данных,
• по меньшей мере один блок отображения данных,
• по меньшей мере один блок ввода/вывода данных,
• по меньшей мере один блок обработки данных, выполненный с возможностью:
о формирования классификации объектов и процессов посредством создания онтологий, при этом, в каждой категории объектов выделяют, по меньшей мере, один компонент, из которого состоит объект, включающий, по меньшей мере, идентификатор компонента и один и более атрибут, характеризующий данный компонент;
о формирования связи между каждым компонентом объекта с, по меньшей мере, одним процессом, в котором данный компонент участвует; о для каждого процесса нахождения всех пар объектов, имеющих связь с данным процессом;
о формирования связи, определяющей правила взаимодействия для найденных на предыдущем шаге объектов для каждого процесса; о приема с блока ввода/вывода данных категории искомого объекта и по меньшей мере одного процесса, в котором участвует искомый объект;
о получения всех объектов, которые имеют связь с вышеописанным процессом.
2. Система по п. 1, характеризующаяся тем, что блоком обработки данных является центральный процессор или графический процессор.
3. Система по п. 1, характеризующаяся тем, что при формировании классификации объектов и процессов посредством создания онтологий, где в каждой категории объектов вьщеляют, по меньшей мере, один компонент, из которого состоит объект, включающий, по меньшей мере, идентификатор компонента и один и более атрибут, характеризующий данный компонент, идентификатором является целочисленное значение.
3. Система по п. 1, характеризующаяся тем, что при формировании связи между каждым компонентом объекта с, по меньшей мере, одним процессом, в котором данный компонент участвует, связь задают в виде математических и логических операций.
4. Система по п. 1, характеризующаяся тем, что при формировании связи между каждым компонентом объекта с, по меньшей мере, одним процессом, в котором данный компонент участвует, составная часть объекта связывается с одним процессом.
5. Система по п. 1, характеризующаяся тем, что при формировании связи между каждым компонентом объекта с, по меньшей мере, одним процессом, в котором данный компонент участвует, составная часть объекта связывается с несколькими процессами.
6. Система по п. 1, характеризующаяся тем, что при формировании связи, определяющей правила взаимодействия для найденных объектов для каждого процесса, объект может иметь несколько внутренних состояний - структур, каждая из которых может быть связана с одним или несколькими процессами
PCT/RU2016/000456 2016-07-13 2016-07-19 Система семантического поиска в объектно-процессной модели данных WO2018012999A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016128524 2016-07-13
RU2016128524A RU2639652C1 (ru) 2016-07-13 2016-07-13 Система семантического поиска в объектно-процессной модели данных

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018012999A1 true WO2018012999A1 (ru) 2018-01-18

Family

ID=60763070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2016/000456 WO2018012999A1 (ru) 2016-07-13 2016-07-19 Система семантического поиска в объектно-процессной модели данных

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2639652C1 (ru)
WO (1) WO2018012999A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2697922C1 (ru) * 2018-05-04 2019-08-21 Общество с ограниченной ответственностью "РЕГУЛ+" (ООО "РЕГУЛ+") Способ создания информационного обеспечения информационно-управляющей системы на основе инвариантных информационных структур

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110093465A1 (en) * 2009-10-21 2011-04-21 Hans Sporer Product classification system
WO2015099575A1 (ru) * 2013-12-23 2015-07-02 Общество с ограниченной ответственностью "ЭсДиАй Рисёчь" Способы и системы для формирования и поиска в семантической структуре данных
RU2564629C1 (ru) * 2014-03-31 2015-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Аби ИнфоПоиск" Способ кластеризации результатов поиска в зависимости от семантики
RU2584457C1 (ru) * 2015-02-03 2016-05-20 Общество с ограниченной ответственностью "Аби ИнфоПоиск" Система и способ создания и использования пользовательских семантических словарей для обработки пользовательского текста на естественном языке

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2509350C2 (ru) * 2008-11-07 2014-03-10 Матрокс Профешнл Инк Способ семантической обработки естественного языка с использованием графического языка-посредника
RU2487403C1 (ru) * 2011-11-30 2013-07-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт системного программирования Российской академии наук Способ построения семантической модели документа
WO2014128736A1 (en) * 2013-02-20 2014-08-28 EM PUBLISHERS S.r.l. Thesaurus structure and associated semantic search method
RU2607975C2 (ru) * 2014-03-31 2017-01-11 Общество с ограниченной ответственностью "Аби ИнфоПоиск" Построение корпуса сравнимых документов на основе универсальной меры похожести

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110093465A1 (en) * 2009-10-21 2011-04-21 Hans Sporer Product classification system
WO2015099575A1 (ru) * 2013-12-23 2015-07-02 Общество с ограниченной ответственностью "ЭсДиАй Рисёчь" Способы и системы для формирования и поиска в семантической структуре данных
RU2564629C1 (ru) * 2014-03-31 2015-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Аби ИнфоПоиск" Способ кластеризации результатов поиска в зависимости от семантики
RU2584457C1 (ru) * 2015-02-03 2016-05-20 Общество с ограниченной ответственностью "Аби ИнфоПоиск" Система и способ создания и использования пользовательских семантических словарей для обработки пользовательского текста на естественном языке

Also Published As

Publication number Publication date
RU2639652C1 (ru) 2017-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ahn et al. CyberCut: An internet-based CAD/CAM system
Deja et al. Machining process sequencing and machine assignment in generative feature-based CAPP for mill-turn parts
Sun et al. A new directed graph approach for automated setup planning in CAPP
Danjou et al. Closed-loop manufacturing, a STEP-NC process for data feedback: a case study
US20200201284A1 (en) Method and system for automatic generation of computer-aided manufacturing instructions
Rao et al. Multiple attribute decision making in the manufacturing environment
Dobrotvorskiy et al. Concept of the software for materials selection using. Net technologies
Zheng et al. Systematic modeling and reusing of process knowledge for rapid process configuration
Fernandes et al. Incorporated tool selection system using object technology
Morshedzadeh et al. Managing virtual factory artifacts in the extended PLM context
RU2639652C1 (ru) Система семантического поиска в объектно-процессной модели данных
Yusof et al. Interoperable CNC system for turning operations
Ming et al. Mass production of tooling product families via modular feature-based design to manufacturing collaboration in PLM
Dhamija et al. Development of a unified data meta-model for CAD-CAPP-MRP-NC verification integration
WO2015099575A1 (ru) Способы и системы для формирования и поиска в семантической структуре данных
WO2017222410A1 (ru) Способ семантического поиска в объектно-процессной модели данных
Pullan et al. Object-oriented modelling of manufacturing information system for collaborative design
Ivanov et al. Information system for computer-aided fixture design
Singh et al. Tool selection: a cloud-based approach
Liu et al. Conceptual modeling of design chain management towards product lifecycle management
Jiang et al. A process planning expert system based on a flexible digit length coding scheme
Liu et al. A feature based method for product-oriented representation to manufacturing resources in cloud manufacturing
Grier et al. Automated Tradeoff Analysis of Cost Versus Machinability for Design Feedback
Borchik Exploring the Application of Lean Processes Enhanced by Digital Archiving in Precision Subtractive Manufacturing
Liu et al. A machining feature information model for dynamic manufacturing planning

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16908965

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 26.06.2019)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16908965

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1