基于本體的夾具設(shè)計知識表達

陳晶晶

摘 要：在科技術(shù)快速發(fā)展的過程中，計算機技術(shù)的發(fā)展給科學(xué)技術(shù)發(fā)展帶來了新的局面。而針對計算機輔助夾具設(shè)計中存在的問題，可以在只是表達的基礎(chǔ)上重新構(gòu)建知識模型。在計算機設(shè)計的時候，采用Owl來構(gòu)建夾具設(shè)計只是本體。本文就基于本體的夾具設(shè)計知識表達進行簡單的分析，以期能夠?qū)@方面有所了解。

關(guān)鍵詞：計算機輔助夾具設(shè)計；知識表達；本體

0 引言

科學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)快速發(fā)展的過程中，計算機輔助夾具設(shè)計只受到人們的高度關(guān)注。與此同時，在人們高度關(guān)注的過程中，國內(nèi)外學(xué)者就裝夾規(guī)劃、性能校驗以及結(jié)構(gòu)設(shè)計的自動化理論和方法都進行了大量的研究。在研究人員研究活動不斷深入的過程中，計算機輔助夾具設(shè)計珠江將智能設(shè)計方法應(yīng)用于其中。在各項技術(shù)與學(xué)術(shù)不斷探索的過程中，基于知識表達的設(shè)計模式和技術(shù)逐漸成為一種發(fā)展趨勢。而夾具設(shè)計模型屬于只是表達的核心內(nèi)容。只是表達對知識哭的構(gòu)建和推理程序的設(shè)計的具有重要的影響。研究人員在研究的過程中，適當(dāng)?shù)闹R表達對研究人員研究成果的提高具有重要的意義。筆者就基于本體的只是表達進行簡單論述。

1 相關(guān)概述

對于那些需要采用專家建議才能解決的問題進而應(yīng)用人工智能的原理和方法，其實就是知識工程。知識工程種的基礎(chǔ)技術(shù)主要包括了只是表達和獲取技術(shù)。但是在兩方面應(yīng)用中，只是表達應(yīng)用范圍與成果表現(xiàn)得更為明顯。將只是表達應(yīng)用于實踐中就能夠最大限度實現(xiàn)知識重用。

首先知識重用。就科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的過程中，知識獲取是各項技術(shù)發(fā)展的一個瓶頸時期。如果沒有標準的只是表達，就不可能積累新的知識系統(tǒng)，并對其進行應(yīng)用。也就是說只能進行重新設(shè)計[1]。但是這過程必然會造成時間與精力的浪費。面對這種情況，有人提出來全面的信息模型。其中就包括了產(chǎn)品模型、制造模型、裝夾信息，這樣也就給計算機輔助設(shè)計提供了新的基礎(chǔ)性元素，同時加強了相關(guān)信息的交流。但是，人們在研究的過程中并沒有使用標準化的表達術(shù)語、表達技術(shù)以及語言。如果研究人員的大部分研究不能作為重要的依據(jù)進行合理的運用，將會導(dǎo)致寶貴的設(shè)計知識不能重用。其次知識共享。在研究工作開展的過程中，要想不同系統(tǒng)、不同人員的信息與知識相互交流，就應(yīng)當(dāng)為其提供相應(yīng)的交流領(lǐng)域。在夾具研究不斷深入的過程中，人們對其知識的了解程度也在不斷發(fā)生變化。如果在此過程沒有構(gòu)建標準的知識表達，那么相互間的交流就會非常有限。最后系統(tǒng)開發(fā)。通常情況下研究人員在應(yīng)用某種方法的過程中使用一種半規(guī)范性的語言，不能用于推理。但是系統(tǒng)開發(fā)作為一個逐步精化的領(lǐng)域，其知識模型會隨著開發(fā)過程推進而發(fā)生變化。如果在其中使用非規(guī)范性的語言表達與跟蹤，必然不會產(chǎn)生良好的效果。

從現(xiàn)有知識表達與知識庫建設(shè)的情況可以知道其缺乏通用性與靈活性。但是未解決這個過程中的各種問題，使用一種具有推理能力的文本只是表達方法對模型的構(gòu)建具有重要的意義。本體其實就是對共享概念的模型進行明確規(guī)范的說明。這樣就能夠保證概念模型的明確的規(guī)范性。在其中建立與之相應(yīng)的關(guān)系，促使知識概念題之間的關(guān)系較為明朗與清晰化。

2 夾具設(shè)計本體

在夾具設(shè)計本體類層次結(jié)構(gòu)時，研究人員普遍采用自頂向下的方法。在研究逐漸成熟的過程中，該方法漸漸細化，并且逐層建立了相應(yīng)的子類。在此過程中，可以重用已有的本體知識。建立夾具設(shè)計只是表達通常會分成以下幾個類型。

2.1 一般本體層

在模型構(gòu)建的過程中，大部分的建模類型中，通常將其應(yīng)用于種類的關(guān)系方面。這就是通常所說的一般本體層。種類模型之間的關(guān)系能夠清晰明朗化有助于含有類似本的建模建立相應(yīng)的概念框架。同好似種類之間的關(guān)系、組合更清晰。

2.2 配置設(shè)計

配置設(shè)計就是通用領(lǐng)域本體層。該本體層是從一般本體層應(yīng)用較為廣泛抽象出來的基本建模。研究人員在領(lǐng)域研究中同將其分為通用領(lǐng)域與具體領(lǐng)域。通用領(lǐng)域應(yīng)用在研究方面的較多，并且本體開發(fā)的也較為成熟[2]。這樣有助于研究人員的重用這些本體。根據(jù)夾具設(shè)計的實際情況，夾具設(shè)計其實就屬于配置設(shè)計的問題。在產(chǎn)品配置設(shè)計中，需要滿足大批量定制生產(chǎn)的多品種、小批量個性化的需求技術(shù)設(shè)計。這種應(yīng)用在生活中較為常見的就有電梯配置設(shè)計與電腦組裝設(shè)計。在設(shè)計活動開展的過程中可以將其看成是一種較為特殊的設(shè)計活動。在本次的設(shè)計活動中需要按照相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范的要求來約束相互之間的關(guān)系。也就是在卻型產(chǎn)品有效性規(guī)則的基礎(chǔ)上，促使產(chǎn)品的屬性與用戶之間的需求保持相匹配。同時通過零部件之間的有效組合，有效滿足客戶的產(chǎn)品需求。在配置設(shè)計的本體層中，通?？梢詫⒅R分為需求知識、模型知識以及求解知識。需求知識主要是依據(jù)客戶的具體需要對產(chǎn)品開展設(shè)計。例如，客戶的個性化需求設(shè)計、資源需求等等。在產(chǎn)品完成設(shè)計后可以將其結(jié)果歸結(jié)為配置結(jié)果的集合。模型知識其實就是描述出現(xiàn)在配置重的實體、實體關(guān)系與相應(yīng)規(guī)則的組合。求解知識是描述配置需求的過程中，盡可能促使需求知識與配置實例化產(chǎn)品。

2.3 夾具設(shè)計本體層

在夾具設(shè)計的過程中，夾具設(shè)計本體層將直接與夾具層產(chǎn)生聯(lián)系。在定義該層的過程中，需要明確本體層構(gòu)建的目的、系統(tǒng)開發(fā)、作用以及應(yīng)用和維護的對象。另一方面表達能力通常被應(yīng)用于該本體是否含有足夠的信息。因而在設(shè)計的過程中應(yīng)當(dāng)仔細研究夾具系統(tǒng)的所包含的功能。同時還應(yīng)當(dāng)在配置設(shè)計本體層上面相應(yīng)擴展。夾具原件通常包含了基礎(chǔ)的設(shè)計知識。在其設(shè)計工作開展的過程中，大量知識內(nèi)容都體現(xiàn)在組合元件中。在比較相關(guān)計算機輔助系統(tǒng)的過程中就能夠得出相應(yīng)的設(shè)計方案。自重的組合元件與連接方式對夾具的柔性具有重要的意義[3]。因此，夾具原件在具有通常功能的基礎(chǔ)上，更具典型的柔性。在夾具設(shè)計中，需要依據(jù)用戶的需求來開展設(shè)計活動，而用戶的需要又包括了直接需求與間接需求。面對此種狀況，夾具設(shè)計就應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況開展設(shè)計活動。

2.4 產(chǎn)品本體層

在夾具設(shè)計的過程中，產(chǎn)品本體層與具體產(chǎn)品的系統(tǒng)具有緊密聯(lián)系。當(dāng)前多種夾具產(chǎn)品形成相應(yīng)的系統(tǒng)。即使夾具原件的結(jié)構(gòu)與組成在表面上看似相同。但在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展以及科學(xué)的進步中，各種產(chǎn)品的性能與結(jié)構(gòu)都在發(fā)生著不同的變化。與此同時，模型知識與約束知識等方面產(chǎn)生出一些新興產(chǎn)品所獨有的概念，進而促使產(chǎn)品的特點和元件都具有其各自的特點。就此而言，在夾具設(shè)計的過程中，產(chǎn)品本體層需要聯(lián)系結(jié)構(gòu)和設(shè)計方式，促使產(chǎn)皮的設(shè)計更符合客戶的需求。出筆者的這幾種論述類型外，還有一種為本體構(gòu)建過程。前文中論述的本體層之間都具有一定的依賴性，本體以及知識庫的模塊和重用，使得它們在夾具設(shè)計的過程中需要分別構(gòu)建[4]。夾具設(shè)計的各個本體層相互獨立，但是又逐層擴展，最重在產(chǎn)品元件中顯示出其作用。

3 結(jié)語

總而言之，筆者在論述的過程中主要從知識重用、知識表達以及知識共享等方面展開。在此過程中針對當(dāng)前夾具設(shè)計中存在的問題，應(yīng)用相應(yīng)的描述夾具知識，建立夾具設(shè)計的本體模型。在知識庫與規(guī)則相互分離的狀況下，通過夾具設(shè)計本體極強的腿理性，就可以完成本體進行的夾具設(shè)計。

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