飞机装配工装设计知识库管理系统的研究与实现

发布时间：2020-03-18 01:16

【摘要】：装配工装是飞机在装配过程中所必需的工具和装备,其设计水平直接影响着飞机装配的周期和质量,在飞机装配及飞机研制中有着十分重要的地位。随着知识经济的发展,知识逐渐成为航空制造企业发展和创新的重要竞争力。构建符合企业自身的知识库系统,实现知识共享和继承对于提高飞机装配工装设计效率和质量有着重要意义。本文从某飞机制造企业对飞机装配工装设计知识库管理系统的实际需求出发,对工装设计知识的知识表示、知识获取、知识检索等内容进行了研究,设计并开发出了面向飞机装配工装设计的知识库管理系统。本文的主要内容包括:(1)在分析了飞机装配工装设计知识的管理现状以及知识工程、知识表示和知识存储等方面国内外研究现状的基础上,对飞机装配工装设计知识库管理系统的需求进行了分析,设计了系统的开发架构和功能结构,建立了系统的用例图和功能图;(2)在对飞机装配工装的设计流程分析的基础上,对设计知识进行了分类,研究了基于本体的知识表达,并构建了知识库的本体模型,分别对概念性知识和事实性知识的获取方法进行了研究;(3)针对目前知识检索中存在的不足,将全文检索应用到设计知识的检索中,构建了检索模型并设计了知识库系统的索引结构,在此基础上对知识检索的排序进行了优化;(4)设计并开发出了“飞机装配工装设计知识库管理系统”,并在航空企业进行了部署与使用。通过以上的研究,实现了工装设计知识的规范化管理,提高了设计知识的获取速度与质量,实现了知识共享与知识重用,提高了飞机装配工装设计的速度与规范性,降低了产品研发的成本与周期。
【图文】：

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南京航空航天大学硕士学位论文23图 3.2 工装订货设计流程图3.2 知识分类飞机装配工装设计知识有着来源多样、产品和人员相关性高、异构性等特点。知识的来源多样性指的是在飞机装配工装设计过程中所参考的知识来源广，例如工装设计标准、工装设计规范、工装设计手册、典型设计案例等；知识的产品相关性指的是某些设计知识的专一性强，与具体的工装产品相关；知识的人员相关性指的是知识产生和使用的主体都是人，不同的人对知识的需求也不同，知识与人员之间有着紧密的联系；知识的异构性指的是知识的数据结构之间存在差异，比如知识可以是纯文本、半结构化数据、结构化数据、规则、公式等。飞机装配工装设计知识的特点导致了其存储和管理困难。为了提高知识的重用性、便于知识的管理和表达，需要从多个方面对设计知识进行分类。知识分类的方法与分类的目的和用途相关[56]，目前常用的知识分类方法有基于作用范围的分类、基于表示的分类、基于确定性的分类、基于表现形式的分类和基于内容的分类，各个分类方法的特性如表3.1所示。基于内容的知识分类方法重在理清飞机装配工装设计知识的框架、确定知识种类和知识的范围，为下一步的研究提供理论支持；基于表示的分类方法用

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图 3.9 Protege 运行界面3.3.3 本体模型的构建通过对飞机装配工装设计知识的知识特点和知识分类的分析，在进行工装设计的过程中主要涉及到两类本体：设计知识本体和设计人员本体。其中，，设计知识本体用来表示飞机装配工装设计知识库系统中的设计知识，设计人员本体用来描述系统中的各类人员。在分析这两类本体的基础上，建立系统的本体模型，如图 3.10 所示。（1）设计知识本体设计知识本体用来表示飞机装配工装设计过程中所用到的标准规范、设计经验等知识，是对设计知识中的概念、属性和关系的封装。设计知识本体中的概念主要有工装设计知识、事实性知识、概念性知识、类型、文档、附件、标签、浏览日志、更新日志等。工装设计知识概念是所有知识实例的基本概念，事实性知识、概念性知识和分类概念均继承自该概念，概念在继承时会将其父概念的属性、关系一起继承下来。工装设计知识概念的属性有标题、点击率、添加时间、评分和状态，与其相关的概念有标签、浏览日志和更新日志。事实性知识概念主要用来表示非结构化的文本和文档、二进制文件等静态的不需要推理的
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V262.4

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