電動工具工業(yè)設(shè)計知識庫的研究范文

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一、電動工具工業(yè)設(shè)計知識庫的構(gòu)建框架和方法

電動工具工業(yè)設(shè)計知識庫是面向市場的企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計知識倉庫，主要負(fù)責(zé)產(chǎn)品開發(fā)整個過程中的知識的收集管理和重用的任務(wù)，包括的知識的采集，整理，組織，表達(dá)，共享和重用等。它將重復(fù)的工程和任務(wù)自動化，并將產(chǎn)品的材料，裝配，形狀，顏色，屬性，約束，結(jié)構(gòu)等知識通過瀏覽器和搜索引擎等檢索工具及時準(zhǔn)確地提供給設(shè)計人員。就電動工具的設(shè)計流程和需求，本文將電動工具的工業(yè)設(shè)計知識庫構(gòu)建框架結(jié)構(gòu)。

（一）知識源

知識源主要包括產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品文檔、產(chǎn)品實(shí)例、產(chǎn)品應(yīng)用系統(tǒng)和論壇信息及客戶信息。這些數(shù)據(jù)，如文檔、圖片、數(shù)據(jù)庫等在進(jìn)入知識庫之前，要先進(jìn)入臨時存儲器中，待知識管理員利用相關(guān)的分析工具和知識處理工具對已有的信息進(jìn)行處理，凈化，提取，并且轉(zhuǎn)化為機(jī)器可以識別的語言后，進(jìn)入知識庫。在知識庫的長期使用過程中，知識管理員還負(fù)責(zé)對知識庫的知識進(jìn)行更新和維護(hù)。

（二）知識庫

知識庫包括產(chǎn)品知識集，設(shè)計資料集以及產(chǎn)品創(chuàng)新集。知識庫的構(gòu)建方法采用本體構(gòu)建中自頂向下的構(gòu)建方法，頂層為最抽象的宏觀概念，逐層遞減，子類繼承了父類的抽象特征，代表比其父類更具體或者范圍更小的實(shí)體概念，最底層為最具體的概念體系。

1．定義類和類的層次屬性

在電動工具的設(shè)計中，電動工具的種類很多，并且很多知識和概念過于細(xì)化和具體，在檢索時容易混淆，造成知識繁雜，提取難度大的結(jié)果，因此，本文將電動工具的相關(guān)知識信息進(jìn)行抽象和分析之后，提取了四大知識板塊，分別為市場知識，電動工具類，約束知識，設(shè)計創(chuàng)新實(shí)例。采用自頂向下的分類體系如圖2（知識庫的分類體系）所示。

2，定義類的一般屬性

屬性通常表示一個命題。它在類中是很重要的一個部分，它將一個概念與其它概念和對象聯(lián)系起來，起到一定的知識互通的作用。

（1）市場知識的屬性包括：識別用戶需求，市場競爭產(chǎn)品，市場占有趨勢等。

（2）電動工具類的屬性包括：產(chǎn)品品牌、產(chǎn)品說明書、產(chǎn)品性能、產(chǎn)品圖檔、產(chǎn)品外觀比較等。

（3）約束知識的屬性有：人機(jī)分析、裝配知識、成型原理、使用材料等。

（4）設(shè)計創(chuàng)新實(shí)例屬性有：產(chǎn)品功能拓展，方案評價等。

3．類的關(guān)系屬性

在知識庫的中，四大板塊的主體知識相互約束和影響。細(xì)分類與類之間的所屬關(guān)系在建立知識庫和知識庫的知識搜索使用時都有重要的地位，例如關(guān)鍵字的提取，邏輯語言的表達(dá)，搜索引擎的識別能力等。各類之間的關(guān)系屬性可以表示為：約束知識制約電動工具的種類與形態(tài)，電動工具投放市場產(chǎn)生市場知識，設(shè)計創(chuàng)新實(shí)例依據(jù)這三者產(chǎn)生。他們之間的關(guān)系結(jié)構(gòu)如圖3（類的關(guān)系屬性）。

（三）人機(jī)交互界面

知識庫的人機(jī)交互界面主要是用戶界面和管理界面。用戶界面又可以分為內(nèi)部用戶和外部用戶，內(nèi)部用戶可以通過身份驗證使用搜索引擎和局域網(wǎng)對于知識庫中的知識進(jìn)行使用和共享，并且實(shí)時地對于相關(guān)數(shù)據(jù)和信息的寫入和標(biāo)注。外部用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)用瀏覽器對于知識庫部分公開的信息和知識進(jìn)行瀏覽和下載。管理界面則是前文中提到的知識管理員在知識庫的使用過程中通過友好的界面對知識庫中的知識進(jìn)行更新和維護(hù)，確保知識庫中的知識與時俱進(jìn)。基于用戶界面看電動工具的工業(yè)設(shè)計知識庫可以總結(jié)得到：基于需求分析的概念設(shè)計需要獲取設(shè)計創(chuàng)新實(shí)例和市場知識；基于概念設(shè)計的詳細(xì)設(shè)計需要獲取約束知識和電動工具類的相關(guān)知識。在知識庫中，設(shè)計創(chuàng)新實(shí)例屬于產(chǎn)品創(chuàng)新集，市場知識和約束知識屬于設(shè)計資料，電動工具類的知識屬于產(chǎn)品知識集。

二、對領(lǐng)域本體進(jìn)行編碼、形式化

在本體的構(gòu)建中，需要用到各種輔助軟件。其中本體的構(gòu)建軟件現(xiàn)如今已經(jīng)有很多種，如Ontolingua，Ontosaurus，protégé等。其中，protégé是由斯坦福大學(xué)于2000年開發(fā)的一款本體構(gòu)建軟件，是集本體編輯與知識庫編輯于一體的本體開發(fā)工具軟件。它有開放的源代碼，并且界面風(fēng)格與windows程序界面風(fēng)格相似，用戶比較容易學(xué)習(xí)使用它提供的圖形界面和交互式的本體論設(shè)計開發(fā)環(huán)境。本文以protégé為例，探討本體構(gòu)建方法。結(jié)語本文通過分析電動工具的設(shè)計流程，以及電動工具的設(shè)計知識需求，提出了基于本體的電動工具工業(yè)設(shè)計知識庫的構(gòu)建框架，對電動工具的本體知識庫中知識的分類方法進(jìn)行了深入研究，并且能夠通過protégé本體構(gòu)建軟件實(shí)現(xiàn)了該本體知識庫的構(gòu)建。基于電動工具工業(yè)設(shè)計本體可以實(shí)現(xiàn)電動工具設(shè)計知識的共享、重用和知識快速檢索等知識管理功能，能夠大大提高工作效率。

作者：李善詩單位：河海大學(xué)