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基于本体的人机工程学知识分类与知识表示研究

发布时间:2018-10-05 07:13
【摘要】:本文是对人机工程学知识的数字化、智能化积累和使用所做的基础模型方面的探索和尝试。人机工程学已经受到国际上的广泛重视,但我国现有的人机工程学知识积累和表达的数字化方法尚无法充分满足现代智能设计对于知识共享和重用的要求。通过计算机知识表示技术,构建适用的人机工程学知识模型,进而发展为相关领域的专家系统,以期使人机工程学知识得到更广泛深入的积累和使用。以人机工程学的知识系统为研究对象,采用本体论为知识表示的方法,围绕着将人机工程学知识进行具有语义的知识表示这一目标进行研究,构建基于本体的人机工程学知识表示模型。本文主要内容如下:基于人机工程学知识的属性,通过对状态空间法、框架法和本体法等六种知识表示方法进行分析比较,选择本体论作为人机工程学知识的表示方法。分析本体法的技术组成,横向比较不同的本体代数系统、构建方法、描述语言和编译工具,最终选择基于OWL语言通过Protégé进行本体编译。依据本体法的表达要求,将人机工程学通用知识分类为人因要素、环境要素和装置要素三个父类,并将父类分为具有三层结构的子类,确定用于人机工程学知识元本体模型的知识分类方案。基于所建立的知识分类方案,对人机工程学通用知识进行表示。借鉴T.Gruber等人的本体构建原则,构建人机工程学知识元本体(简称EKMO)。对EKMO进行形式化定义,并通过Protégé进行编译,编译过程中构建了本体中类及类的层次框架,并给出基于OWL语言的本体形式化编码。分析领域内子类知识的属性,选择人体静态参数知识构建EKMO的领域本体。甄别该领域内的核心概念,梳理概念间的逻辑关系,确定领域本体模型的基本结构。比照EKMO知识表示过程中的方法,对领域本体进行形式化定义,并构建领域本体类的层次框架,完成对类的属性约束和实例定义,研究并展示本体的查询方法,最后给出OWL编码以便用于知识系统的修改和开发。知识分类表示模型以及元本体和领域本体的构建完成表明将本体法应用于人机工程学知识表示是可行的,为人机工程学知识的共享与重用提供了一种技术手段。
[Abstract]:This paper is an attempt to digitize, intelligently accumulate and use the basic model of ergonomics knowledge. Ergonomics has been paid more and more attention in the world, but the existing digital methods of ergonomics knowledge accumulation and expression in our country can not fully meet the requirement of knowledge sharing and reuse in modern intelligent design. Through computer knowledge representation technology, a suitable ergonomics knowledge model is constructed, and then developed into expert system in related fields, so that ergonomics knowledge can be accumulated and used more widely and deeply. Taking the ergonomics knowledge system as the research object and using ontology as the method of knowledge representation, this paper studies the goal of semantic knowledge representation of ergonomics knowledge. The model of ergonomics knowledge representation based on ontology is constructed. The main contents of this paper are as follows: based on the attribute of ergonomics knowledge, through the analysis and comparison of six knowledge representation methods, such as state space method, frame method and ontology method, ontology is selected as the representation method of ergonomics knowledge. This paper analyzes the technical composition of ontology method, compares different ontology algebra systems, construction methods, description languages and compiling tools horizontally, and finally chooses to compile ontology based on OWL language through Prot 茅 g 茅. According to the expression requirements of ontology, the universal knowledge of ergonomics is classified into three parent categories: human factor, environment element and device element, and the parent is divided into three subclasses with three-layer structure. A knowledge classification scheme for ergonomics meta-ontology model is determined. Based on the knowledge classification scheme, the general knowledge of ergonomics is represented. Referring to the principle of Ontology Construction of T.Gruber et al., to construct ergonomics knowledge metontology (EKMO). For short) EKMO is formally defined and compiled through Prot 茅 g 茅. In the process of compiling, the hierarchical framework of classes and classes in ontology is constructed, and the formal coding of ontology based on OWL language is given. The attribute of subclass knowledge in domain is analyzed, and the domain ontology of EKMO is constructed by selecting static parameter knowledge of human body. The core concepts in the domain are identified, the logical relationships among them are combed, and the basic structure of the domain ontology model is determined. According to the method of EKMO knowledge representation, the domain ontology is formally defined, and the hierarchical framework of domain ontology class is constructed. The attribute constraint and instance definition of class are completed, and the query method of ontology is studied and displayed. Finally, OWL coding is given for the modification and development of knowledge systems. The model of knowledge classification representation and the construction of meta-ontology and domain ontology show that it is feasible to apply ontology to ergonomics knowledge representation, which provides a technical means for sharing and reusing ergonomics knowledge.
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TB18

【参考文献】

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本文编号:2252485

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