论文题目: 工艺设计信息系统中的知识发现技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 机械制造及其自动化
作者: 高伟
导师: 殷国富
关键词: 知识发现,数据挖掘,工艺知识库,实例推理,工艺元,聚类分析
文献来源: 四川大学
发表年度: 2005
论文摘要: 工艺知识是产品设计制造过程中一种重要的企业知识资源,是制造企业信息化技术系统的重要组成部分之一,也是实现工艺设计信息系统智能化的核心与关键。但由于工艺知识本身的多样性、复杂性、经验性、不确定性等特点,致使企业中的工艺知识缺乏有效的归纳和整理,知识的重用性和共享性差。如何将工艺知识形式化、数字化并以显式的方式保存下来,是工艺设计信息系统智能化研究的前沿问题之一。 随着企业信息化进程的推进,计算机辅助工艺设计(CAPP)系统在制造企业得到广泛的应用,制造企业积累了大量的以Word文档、电子表格、工艺卡片等电子文档形式存在的工艺设计数据,这些数据是企业工艺人员智慧的结晶,蕴涵有大量的工艺知识。如何从这些具有多种结构形式的数据资源中发现、获取和重用其中蕴涵的工艺知识也是网络化环境中工艺设计信息系统智能化急需解决的一项关键技术。本论文在国家自然科学基金项目的资助下,应用数据挖掘理论,重点研究面向工艺设计信息系统的工艺知识描述、分类、发现以及重用的基本原理和在计算机网络环境下的实施算法,探讨一种为制造企业积累工艺知识、提高工艺设计信息系统智能化水平的技术方法。本文的研究成果和特色如下: (1) 分析了基于知识的工艺设计信息系统的智能体现及其与传统智能化工艺设计信息系统的区别,提出了面向用户、面向角色、面向任务的集成化安全管理模型,进而构建了基于知识的工艺设计信息系统的体系结构。为了支持工艺知识发现,建立了集成管理特征、几何特征、材料特征、精度特征、装配特征、工艺特征的零件工艺信息模型。 (2) 提出了基于数据挖掘技术的工艺知识分类方法,将工艺知识分为由标准工艺术语、工艺元、工艺模板、工艺实例等组成的重用型工艺知识和由加工方法选择规则、加工设备选择规则、加工参数选择规则、工时定额和工艺路线安排规则等组成的决策型工艺知识两种类型。根据这两种工艺知识内容的结构特点,分别定义了它们的关系型数据库存储模型,并构建了集成知识收集、管
论文目录:
摘要
ABSTRACT
目录
1 绪论
1.1 本论文课题的研究意义与背景
1.2 制造业信息化环境下的工艺设计问题分析
1.2.1 工艺设计信息系统在制造业信息化中的作用
1.2.2 现有工艺设计信息系统中存在的问题
1.3 智能化CAPP系统的研究现状与趋势
1.3.1 智能化CAPP系统的研究现状
1.3.2 智能化CAPP系统中存在的问题
1.3.3 智能化CAPP系统的发展趋势
1.4 面向工艺设计信息系统的知识获取与发现技术
1.4.1 数据挖掘与知识发现技术
1.4.2 工艺知识自动获取
1.4.3 面向CAPP的数据挖掘技术研究
1.4.4 工艺设计信息系统中知识发现的技术特征
1.5 论文研究工作的技术路线与主要内容
2 基于知识的工艺设计信息系统方案设计与关键技术
2.1 基于知识的工艺设计信息系统的含义与特征
2.2 工艺设计信息系统中的智能行为
2.3 基于知识的工艺设计信息系统体系结构
2.3.1 系统目标
2.3.2 体系结构
2.3.3 功能模块
2.4 多模式权限管理模型
2.4.1 面向用户的权限管理模型
2.4.2 面向任务的权限管理模型
2.4.3 面向角色的权限管理模型
2.4.4 多模式权限管理模型
2.5 支持知识发现的零件工艺信息模型
2.5.1 零件信息模型的需求分析
2.5.2 基于特征的零件信息建模技术
2.5.3 支持知识发现的零件工艺信息模型
2.5.4 CAD与CAPP系统间的信息交换
2.5.5 基于XML的零件信息模型实现
3 工艺设计信息系统中的知识库管理模型
3.1 工艺知识特征分析与分类
3.1.1 工艺知识内容及其存在形式
3.1.2 工艺知识的特征
3.1.3 基于数据挖掘技术的工艺知识分类
3.2 工艺知识表示与存储模型
3.2.1 数据模型技术概述
3.2.2 重用型工艺知识的表示与存储模型
3.2.3 决策型工艺知识的表示与存储模型
3.3 工艺知识库管理系统建模
3.3.1 工艺知识库管理系统功能模型
3.3.2 工艺知识库管理系统的体系结构
4 基于数据挖掘的重用型工艺知识发现技术
4.1 基于数据挖掘的工艺知识发现过程
4.1.1 工艺数据收集阶段
4.1.2 工艺数据预处理阶段
4.1.3 工艺数据挖掘阶段
4.1.4 工艺知识整理阶段
4.2 基于匹配矩阵的标准工艺术语获取
4.3 基于聚类分析的标准工艺语句获取
4.3.1 工艺数据聚类分析的基本思想
4.3.2 基于编辑距离的工艺语句相似性度量
4.3.3 基于聚类分析的标准工艺语句获取方法
4.4 基于序列分析的标准工艺元、工艺模板获取
4.4.1 序列模式中的知识发现问题描述
4.4.2 制造工艺序列问题描述
4.4.3 制造工艺序列挖掘算法(Apriori-seq)
4.4.4 工艺序列编码的后继处理
4.5 基于文档聚类的工艺实例获取
4.5.1 文档模型概述
4.5.2 双层工艺文档树模型
4.5.3 基于编辑距离的工艺文档聚类
4.5.4 基于标准工艺语句的工艺文档聚类
4.5.5 生成工艺实例
4.6 重用型工艺知识的应用
5 基于CLS算法的决策型工艺知识发现
5.1 工艺决策数据表
5.2 基于决策树的决策型工艺知识发现
5.2.1 工艺决策树
5.2.2 基于CLS算法的工艺决策树学习
5.2.3 基于ID3算法的条件属性重要性判断方法
5.2.4 工艺决策树的简化处理原则
5.2.5 决策型工艺知识转换
6 基于知识的工艺设计信息系统中的实例检索技术
6.1 基于实例的推理
6.2 基于装配关系的工艺实例检索
6.2.1 基于装配关系的工艺实例检索原理
6.2.2 零部件有向装配关系图
6.2.3 实例库的组成及关系型数据库实现
6.2.4 基于有向装配关系图的实例检索
6.2.5 基于有向装配关系的形式语言实例检索
6.2.6 应用实例
6.2.7 总结
6.3 基于工艺元的实例检索方法
6.3.1 工艺元实例
6.3.2 基于工艺元的实例检索算法
7 夹江水工机械厂工艺设计信息系统开发与应用实例
7.1 夹江水工机械厂工艺设计信息系统方案设计
7.1.1 SGCAPP项目的需求分析与总体目标
7.1.2 SGCAPP系统的功能模型
7.2 SGCAPP系统实施技术研究
7.2.1 工艺卡片数据的格式化
7.2.2 基于XML的工艺数据描述
7.2.3 插件技术
7.3 夹江水工机械厂工艺设计信息系统的开发
7.3.1 工艺设计模块
7.3.2 工艺资源管理分系统
7.3.3 项目管理分系统
7.3.4 流程管理分系统
7.3.5 小结
8 结论与展望
8.1 全文总结
8.2 主要创新点
8.3 工作展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文
攻读博士学位期间参与的科研项目
攻读博士学位期间的获奖情况
致谢
论文声明
发布时间: 2005-10-17
参考文献
- [1].支持双语的协同CAPP系统若干关键技术研究[D]. 杨雨图.南京航空航天大学2006
- [2].基于制造资源优化配置的网络化工艺分工规划技术研究[D]. 彭文利.西北工业大学2006
- [3].基于数理逻辑的工艺推理与决策逻辑方法研究[D]. 许焕敏.南京理工大学2008
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