基于本体论的制造业产品设计知识重用研究

摘要

产品设计是制造企业的灵魂，其中的设计重用问题尤其是人们关注的热点问题之一。对此专家们进行了广泛而深入的研究，但目前还存在着许多亟待解决的问题，例如：企业设计知识资源缺乏统一的表达模式和方法，导致知识资源无法得到有效的利用；由于“表达差异”和“词汇孤岛”等原因导致的设计人员知识检索困难等。 本文针对制造企业产品设计过程中存在的设计知识表达差异和检索困难等问题，引入本体论的思想，从以下四个方面研究了产品设计过程中的设计知识重用问题： (1)总结归纳了面向知识重用的产品设计模型。通过对制造企业设计知识、设计过程之间关系的分析，在现有产品设计方法的基础上，结合设计知识重用理论，总结归纳了面向知识重用的产品设计模型。 (2)提出了基于本体的设计知识重用框架。针对目前设计知识重用方法在知识表达和检索方面不足，引入本体论的思想，提出了基于本体的设计知识重用框架，并结合实际案例，对基于本体的设计知识重用流程进行分析，详细地描述了流程的关键环节，包括设计知识的表示、存储和检索。 (3)改进了基于本体的知识检索算法。首先通过分析目前知识检索算法在解决“表达差异”和“词汇孤岛”等问题方面的不足，提出了把知识检索分解为两个阶段的观点，也就是在实际检索前先利用预检索对检索参数进行扩展，提高知识检索的准确性；接着分析了概念的语义相似度理论，考虑到用户偏好对检索结果的影响，改进了基于本体的语义相似度检索算法，该算法可以在一定程度上实现设计知识的个性化检索。 (4)设计了知识重用原型系统。分析和设计了一个面向制造企业的设计知识重用原型系统，该系统针对制造企业的需求，采用本体的表达模式实现了产品设计知识的形式化表达和存储，使得设计人员可以更有效的重用企业积累的设计知识。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

致谢

第一章绪论

1.1研究背景

1.2设计重用及本体论发展现状

1.2.1产品设计理论研究现状

1.2.2设计知识重用研究现状

1.2.3本体论研究综述

1.3设计知识重用中存在的关键问题

1.4论文的主要内容和结构安排

1.4.1论文主要内容

1.4.2论文结构安排

第二章产品设计过程和设计知识重用

2.1产品设计知识

2.1.1产品设计知识特点

2.1.2产品设计知识分类

2.2产品设计过程

2.2.1产品设计过程的定义

2.2.2产品设计过程模型

2.2.3产品设计过程与设计知识

2.3设计知识重用

2.3.1设计知识重用定义和分类

2.3.2基于知识重用的产品设计模型

2.3.3基于知识重用的产品设计方法

2.4本章小结

第三章基于本体的设计知识重用

3.1本体论

3.1.1本体论和本体描述语言

3.1.2本体的建模

3.1.3本体的结构层次

3.2基于本体的设计知识重用

3.2.1基于本体的设计重用框架

3.2.2基于本体的设计重用流程

3.3应用实例

3.3.1基于本体的设计知识表示

3.3.2基于本体的设计知识存储

3.4本章小结

第四章基于本体的设计知识检索

4.1基于本体的知识检索模型

4.2基于本体的知识检索算法

4.2.1概念语义相似度

4.2.2基于本体的语义相似度检索算法

4.2.3基于本体的知识检索流程

4.3个性化知识检索

4.3.1目前个性化检索存在的不足

4.3.2基于本体的个性化知识检索和推送

4.4本章小结

第五章基于本体的设计知识重用原型系统

5.1系统总体介绍

5.1.1系统功能模型

5.1.2系统结构模型

5.1.3系统模块划分

5.1.4开发平台

5.2实例设计中的应用

5.2.1设计知识库的知识表示

5.2.2设计知识库结构设计

5.2.3设计知识的检索

5.3本章小结

第六章论文总结及对未来的展望

6.1论文总结

6.2未来展望

附录1：设计知识的OWL描述

参考文献