本文關鍵詞： 數(shù)控機床 數(shù)字化設計 知識集成 集成模型 知識表示 知識檢索 知識推送　出處：《南京理工大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：制造業(yè)信息化是推進制造業(yè)發(fā)展的重要舉措,是實現(xiàn)智能制造的技術保證。設計制造數(shù)字化是制造業(yè)信息化的一項重要內容,產品數(shù)字化設計制造過程中,人員、過程、知識以及產品相互交融,設計主體需要使用大量知識,通過設計主體的創(chuàng)新活動又產生大量新的知識并將應用到下次產品開發(fā)過程中。因此,如何將四者有效的集成是提升產品設計效率和質量的關鍵問題。然而,目前在數(shù)控機床設計過程中,普遍存在設計效率低,設計過程依賴人工控制,數(shù)字化設計分析手段薄弱,設計資源、設計知識分散難以應用等問題。針對上述問題,本文提出了一種面向數(shù)控機床數(shù)字化設計過程的知識集成方法,并應用于數(shù)控機床的開發(fā)過程中,該方法圍繞支持數(shù)控機床數(shù)字化設計過程中的兩大核心要素——"過程"和"知識"展開研究,從理論和方法層面系統(tǒng)性地研究數(shù)控機床數(shù)字化過程知識集成應用系統(tǒng)體系結構、設計知識表示方法、數(shù)字化設計知識與過程集成技術、設計知識檢索以及設計知識推送等關鍵技術,實現(xiàn)了數(shù)字化設計過程中產品、過程、知識以及人員之間的有效集成,可以進一步提升數(shù)控機床數(shù)字化設計水平和設計效率。論文的主要研究內容包括如下幾個方面:(1)"面向數(shù)控機床數(shù)字化設計過程的知識集成方法"及"數(shù)控機床數(shù)字化過程知識集成應用系統(tǒng)"體系結構研究。詳細分析了當前數(shù)控機床設計過程并剖析了數(shù)控機床設計過程中所存在的問題,提出了一種集"過程"和"知識"的數(shù)控機床數(shù)字化設計過程的知識集成新方法,以實現(xiàn)"知識數(shù)字化"、"過程數(shù)字化"、"工具數(shù)字化"以及"知識集成"、"過程集成"、"應用集成"。在此基礎上,構建了"數(shù)控機床數(shù)字化過程知識集成應用系統(tǒng)"體系結構,闡述了該體系結構各層的內容及相互關系,分析了實現(xiàn)該系統(tǒng)的關鍵技術。該研究內容為論文的研究提供了總體框架。(2)數(shù)控機床數(shù)字化設計知識模型研究。在詳細闡述知識定義、分類以及特點的基礎上,針對當前數(shù)控機床數(shù)字化設計過程中需要使用的知識,對數(shù)控機床數(shù)字化設計進行了知識分析,提出了基于本體的知識表示模型,為知識的重用奠定了基礎。(3)數(shù)控機床數(shù)字化設計知識與設計過程集成方法研究。為了有效地將過程、知識、產品、人員等業(yè)務過程中的所有因素相集成,在詳細分析數(shù)控機床數(shù)字化設計知識與設計過程集成建模要求的基礎上,提出了設計知識與業(yè)務過程集成方法,構建了集成模型——PPKO(Product,Process,Knowledge,Organization)。該集成模型包括產品模型、過程模型、知識模型、以及組織模型,它體現(xiàn)了執(zhí)行業(yè)務過程的人員利用知識對業(yè)務對象(產品)進行操作,完成業(yè)務活動同時又創(chuàng)造出新的知識。在該集成模型的基礎上,探討了業(yè)務過程與知識的相互關系,提出了基于"知識、業(yè)務過程"的知識重用方式,包括"拉式"的知識資源檢索和多維度知識資源瀏覽以及"推式"的知識推送。(4)數(shù)控機床數(shù)字化設計過程知識資源檢索技術研究。針對數(shù)控機床數(shù)字化設計過程中知識難獲取問題,本文提出了基于本體的語義個性化檢索和多維度動態(tài)瀏覽兩種檢索模式。提出的基于本體的語義個性化檢索技術區(qū)別于一般的信息檢索,它充分考慮數(shù)控機床數(shù)字化設計知識檢索具有鮮明的工程特色,知識資源具有多個維度等特點,圍繞產品、設計過程展開,是一種面向工程領域的知識檢索方法。該方法通過用戶知識需求處理、運用查詢語義擴展策略與語義相似度計算方法,利用用戶輪廓和業(yè)務輪廓,準確地向用戶反饋相關結果。實驗表明,該方法能夠提高知識檢索的準確率和查全率。多維度動態(tài)瀏覽從多個角度向用戶展示了知識,并以主題圖方式直觀的進行知識導航,幫助用戶理解知識。(5)數(shù)控機床數(shù)字化設計過程知識推送方法研究。為了在業(yè)務過程的驅動下有效地組織和重用已有的知識,避免知識迷航的問題,提出了基于"PPKO"的知識推送方法。首先,在已建立的產品、過程、知識以及組織的集成模型(PPKO)基礎上,提出了基于業(yè)務過程和基于組織的兩種推送方式,并建立了知識推送框架�；跇I(yè)務過程的知識推送是一種面向業(yè)務過程執(zhí)行的、感知業(yè)務情境的知識推送技術,利用過程管理實例化模型對設計人員當前執(zhí)行的業(yè)務活動進行相關信息的感知與識別,利用語義相似和歷史情境相似兩種匹配方法,給予用戶恰當?shù)闹R推薦�；诮M織的知識推送則是根據(jù)智力主體,以人員自身的知識偏好來獲取知識以及通過相似人員的知識來發(fā)現(xiàn)知識。實踐表明,兩種推送方式很好地滿足了不同用戶的推送需求。(6)在上述研究成果的基礎上,作為上述研究成果的工程實踐,自主設計和開發(fā)了數(shù)控機床數(shù)字化設計過程知識集成應用系統(tǒng)(MTDDKIS)。簡要介紹了 MTDDKIS、MTDDKIS的功能模塊以及開發(fā)和運行環(huán)境。以大連機床(數(shù)控)股份有限公司的立式加工中心VDL600E的數(shù)字化設計過程對MTDDKIS進行實例應用,驗證了系統(tǒng)的可行性、所用理論的正確性與提出方法的有效性。實踐表明,自主設計開發(fā)的MTDDKIS可以有效地對數(shù)控機床數(shù)字化設計過程以及知識進行管控,并以個性化的方式向設計人員提供了知識檢索、知識多維度瀏覽以及知識推送等知識服務功能,支持設計主體快速、便捷的獲取知識資源,開展創(chuàng)新活動,從而顯著地提高設計水平和設計效率。
[Abstract]:This paper presents a new knowledge integration method for digital design process of numerical control machine tool , which is based on the research of knowledge integration method of digital design process of numerical control machine tool , design knowledge representation method , digital design knowledge and process integration technology , design knowledge retrieval and design knowledge push . In order to effectively integrate the process , knowledge , product , personnel and other factors into the process of digital design knowledge and design process , this paper puts forward the integration method of design knowledge and business process , and constructs the integration model _ PPKO ( Product , Process , Knowledge , Organization ) . This paper presents a knowledge retrieval method based on ontology based on knowledge resource retrieval and multi - dimension dynamic browsing . ( 6 ) Based on the above research results , as the engineering practice of the above research results , the knowledge integration application system ( MTDDKIS ) of numerical control machine tool digital design process is designed and developed .

【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG659

【引證文獻】

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1 宋豪杰;軍工工藝知識庫系統(tǒng)設計與開發(fā)[D];南京理工大學;2017年

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本文編號：1449439