面向滚齿机故障诊断的知识管理方法及应用研究

摘要

在工业企业转型升级的迫切需求下，生产设备的故障诊断技术正成为制造业服务化的重要研究方向，成为企业提高用户满意度、提升竞争力的重点内容。信息技术的发展推动着传统制造业向服务的转型，为故障诊断技术提供了有效手段。在这种背景下，信息和知识已经成为竞争性资产，所以，在信息化的基础上针对设备故障诊断领域开展知识管理，不仅会提升服务质量，也会带来显著的经济效益。滚齿机作为公认的最复杂的工作母机之一，在各种机械制造业中应用广泛，其故障维修具有涉及地域广、技术要求高、对工作经验依赖性强等特点，而由于滚齿机生产厂家管理水平不高，造成了大量的维修数据与记录处于闲置或低利用状态。因此，本文以滚齿机的故障诊断领域为研究对象开展知识管理的研究，以达到维修知识共享和知识利用最大化的目的，满足用户简化工作量、及时有效排除故障的需求。
　　首先，系统地分析了滚齿机的结构及其工作状态，针对故障的层次性、多源性和相关性等特点，提出了一种面向滚齿机故障诊断领域的知识管理框架，该知识管理框架以资源层为支撑，通过实施层予以实现，在应用层得到验证。在此基础上，设计了知识管理的流程。
　　其次，从滚齿机故障诊断的知识表示、知识获取、知识存储和知识维护等四个方面对知识管理的关键技术进行研究。针对滚齿机故障诊断维修的特点，提出了基于本体的知识表示方法，形式化地定义了滚齿机本体概念、属性、关系、实例和规则等基本要素，建立了滚齿机故障诊断的本体模型；在该本体模型的基础上，本文使用人工获取和计算机识别更新结合的半自动化知识获取方法，将故障信息结构化；采用了基于OWL文档的知识存储方法，更易于知识维护和更新；为适应本体动态性的变化，采用本体推理机FaCT++工具对知识库进行推理检验，确保了知识库的完备性和一致性。
　　最后，针对以上理论和实现方法的研究，对相关关键技术进行了实现，开发了面向滚齿机故障诊断领域的知识管理原型系统，验证本文提出方法的可行性和实用性。

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目录

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 研究的意义

1.4 研究内容及组织结构

1.5 本章小结

2 滚齿机故障诊断知识分析及管理研究

2.1 滚齿机故障诊断知识结构分析

2.2 滚齿机故障诊断知识管理方法研究

2.3 本章小结

3 滚齿机故障诊断知识管理关键技术

3.1 基于本体的滚齿机故障诊断领域知识建模与表示

3.2 滚齿机故障诊断领域知识获取

3.3 基于OWL文档的滚齿机故障诊断领域知识存储

3.4 滚齿机故障诊断领域知识维护

3.5 本章小结

4 面向滚齿机故障诊断的知识管理原型系统设计与实现

4.1 知识管理原型系统开发目标

4.2 滚齿机故障诊断的知识管理原型系统设计

4.3 应用验证

4.4 本章小结

5 结论和展望

致谢

参考文献

附 录