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基于本体的制造企业知识集成技术的研究

倪益华  
【摘要】:知识经济时代的到来,如何合理的组织知识、获取知识和利用知识将是企业保持竞争力 的关键,本文就计算机信息技术与人工智能技术领域中对知识集成的研究和应用中尚存在的 问题,结合国家863计划项目“面向企业知识创新的知识工程与知识管理技术”和国家自然 科学基金项目“知识集成的组织管理机制、模型和工具的研究”,应用统一的本体理论和方 法,对企业知识集成和知识集成系统的若干关键技术进行了研究。 第一章,对知识管理的研究背景、现状和意义进行了论述;介绍了知识集成的研究背景、 分析了现有的知识建模、知识集成系统的建立方法和需要解决的问题,说明了知识集成的基 石XML、RDF、Ontology;概述了本体的研究背景、概念、作用以及本体在知识集成中的 应用现状、对知识集成的意义。本体的出现将对知识集成的理论发展和应用起到举足轻重的 作用;分析了本论文研究的需求、目的和意义; 第二章,研究了面向全生命周期知识本体的结构和知识本体的基石——本体建立的理 论和方法,为企业实现知识集成提供建立企业知识本体的依据。给出了本体结构模型,着重 说明了本体的表示层、存储交换层和逻辑推理层的组成及其作用,强调了本体层与知识层之 间的关系;研究了本体建立的方法,给出了本体建立的方法体系。以制造企业为对象,着重 研究了本体概念层次结构的建立方法;以产品知识为例,给出了本体建立的过程。 第三章,研究了知识集成中的一个关键技术——知识的表示。明确了本文对知识表示的 方法,给出了系统语义模型层次结构,能同时支持形式化与非形式化的混合表示方法;在各 种现行的表示语言中选择了7种本体语言(XOL,SHOE,OML,RDFS,OIL,DAML+OIL和OWL)进行 详细的比较。评价的标准主要为各种语言的可读性、表示能力以及推理能力等。从中选择了 能很好体现语义的表示语言OWL作为本文研究的表示语言:以企业知识中的产品知识为例, 研究了产品语义模型和模型的全面语义表示方法;以磨床产品为例,对轴类零件、装配体应 用OWL语言进行完整地本体描述。 第四章,针对异构系统知识集成问题,研究了两项关键集成技术。本体映射是知识集成 的关键技术之一,研究了本体映射的设计原理,给出了映射的体系结构、映射的步骤,着重 研究了映射的规则和映射方法,并给出了实例;以XML数据为例,研究了语义映射的定义、 本体语义映射模型;以文档实现本体实例化为例说明了本体映射的实现方法和作用;语义化 过程是知识集成的另一关键技术,研究了XML数据语义化过程的实现框架、数学定义、实 现步骤,并给出示例。最后给出了知识集成的结构模型。 第五章,充分利用本体的语义特性,研究了基于本体的Web知识集成方法。给出该集 成方法的过程,并对过程中的各个模块的实现方法进行了详细论述。最后给出了软件的实现 和结论。该方法充分利用领域本体的概念实现网络知识的集成;提出了基于本体的知识获取 方法体系,并就体系的各个层次进行了说明;研究基于本体的知识获取方法,以企业成功失 败案例的知识获取为例进行说明,在最后一章原型系统设计中对该案例的知识获取给予实 证: 第六章,以杭州机床集团有限公司的企业知识为应用背景, 采用Protégé2000+ Jbuilder6.0工具开发了基于本体的知识集成管理原型系统,初步实现了文中所提出的部分 理论和方法,并进行了应用实践。 最后,在第七章总结了全文的主要研究成果及创新点,并分析了尚存在的问题和未来的 研究工作。


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