基于情境感知的工程经验知识获取和主动供应

摘要

员工头脑中的经验知识一直以来是企业的重要资源和宝贵财富。近年来随着员工流动性的大幅上升，企业迫切需要解决经验知识的积累和重用问题。但是作为一种隐性知识，经验知识难以描述和共享。针对当前工程领域经验知识定义不清晰、知识获取和重用效率低下的问题，本文结合国家自然科学基金（NSFC）资助项目“基于情境感知的工程领域知识主动供应方法”，和“基于工程语义的经验类隐性知识演化机制和重用方法”，对工程经验知识的自动获取和主动供应方法展开了研究。
　　本文通过对知识资源的分类和特征比较，提出了工程经验知识的概念和定义。对知识按照可表述性、个性化程度、概念关联不确定性和情境依赖性四个维度进行分析，构建了用于知识分类的知识属性空间模型，指出了工程经验知识在该四维空间中覆盖的范围。针对经验知识的核心内容，提出了用于规范表示工程经验知识的本体模型，以及基于非单调逻辑的经验知识推理方法。
　　本文建立了面向工程知识活动的情境模型和情境感知机制，对计算机辅助工程任务中各种动态变化的信息进行实时捕捉、过滤、关联和融合。研究提出获取关联情境信息的四种途径，构建了评价情境信息影响力的函数和规则，并采用基于距离的信息聚类对知识情境进行融合，通过应用有监督的学习调整信息项目之间各种距离的权重，实现更加准确地对混合的任务信息进行分离。
　　本文提出包含经验问答抽取、问答质量评价以及本体概念映射三个步骤的工程经验知识获取方法。具体研究了基于情境感知、问答特征关联和机器学习的问答对识别技术，借助于高、低质量问答样本和罗吉斯回归构建了经验问答质量评价方程。研究利用领域结构化文本半自动地构建经验知识本体，并通过计算词语语义相似度，将问答语句映射到经验知识本体，从而实现经验知识的获取。
　　研究提出一种基于情境感知的工程经验知识主动供应方法，通过知识应用情境的动态构建和匹配，在工程任务进行过程中实时地捕捉用户知识需求并进行有针对性的知识推送。在知识应用情境匹配过程中，采用统计语义和本体语义相结合的方法对知识概念的相似度进行度量。提出了基本式和预发式两种知识主动供应模式，分别针对用户的当前知识需求和未来知识需求进行知识供应，并在挖掘经验知识关联关系的基础上，构建了经验知识地图用于对供应结果进行可视化表示和导航。
　　设计并开发了包括情境感知、经验知识获取、经验知识主动供应和经验知识导航模块在内的工程经验知识管理原型系统，以计算机辅助工程领域的典型任务为背景，对所提出的知识获取和主动供应方法进行了应用。在效果评价方面，通过具体案例展示了工程师的知识需求如何被经验知识管理原型系统所感知和满足，并通过和经典信息检索算法构成的备选方案进行对比，验证了所提出的知识供应方法在推荐经验知识的准确度和智能性方面存在明显优势。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.3 研究现状总结

1.4 本文主要研究内容

1.5 本文组织结构

第二章 工程经验知识的定义和表示

2.1 引言

2.2 基于四维属性空间的经验知识定义

2.3 工程经验知识载体及其特征分析

2.4 工程经验知识的表示和推理

2.4 本章小结

第三章 面向工程知识活动的情境感知

3.1 引言

3.2 工程知识活动情境

3.3情境信息关联

3.4 工程知识活动情境感知的关键操作

3.5 本章小结

第四章 工程经验知识的获取

4.1 引言

4.2 基于领域结构化文本的经验知识本体构建

4.3 经验问答质量评价

4.4 基于情境感知的经验知识获取

4.5 本章小结

第五章 工程经验知识的主动供应

5.1 引言

5.2 经验知识主动供应的基本原理

5.3 预发式知识主动供应

5.4 经验知识导航

5.5 本章小结

第六章 工程经验知识的获取和供应案例

6.1 引言

6.2 工程经验知识管理原型系统

6.3 感知情境的经验知识获取案例

6.4 经验知识主动供应案例

6.5 知识主动供应与先进信息检索方法的比较

6.6 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 本文的贡献与创新

7.2 进一步的研究工作

参考文献

致谢

攻读博士学位期间已发表或录用的论文