留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

面向知识推送的设计情境建模及推理

王克勤 梁孟孟 李靖 张新卫 同淑荣

王克勤, 梁孟孟, 李靖, 张新卫, 同淑荣. 面向知识推送的设计情境建模及推理[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(11): 1654-1662. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190067
引用本文: 王克勤, 梁孟孟, 李靖, 张新卫, 同淑荣. 面向知识推送的设计情境建模及推理[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(11): 1654-1662. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190067
Wang Keqin, Liang Mengmeng, Li Jing, Zhang Xinwei, Tong Shurong. Design Context Modeling and Reasoning for Knowledge Push[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(11): 1654-1662. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190067
Citation: Wang Keqin, Liang Mengmeng, Li Jing, Zhang Xinwei, Tong Shurong. Design Context Modeling and Reasoning for Knowledge Push[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(11): 1654-1662. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190067

面向知识推送的设计情境建模及推理

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190067
基金项目: 

西北工业大学研究生创意创新种子基金项目 ZZ2018196

西北工业大学研究生创意创新种子基金项目 ZZ2018199

陕西省社科基金项目 2017S021

国家自然科学基金项目 71572147

详细信息
    作者简介:

    王克勤(1979-), 副教授, 硕士生导师, 博士, 研究方向为设计管理和产品知识工程, keqinwang@nwpu.edu.cn

  • 中图分类号: TP182;TP391

Design Context Modeling and Reasoning for Knowledge Push

  • 摘要: 产品设计领域的知识推送致力于在正确的时机将正确的知识推送给正确的设计人员,当下存在的推送时机不准确、推送内容质量较低且存在滞后性等问题大多是由于对设计情境的刻画不够准确。借鉴情境感知原理,提出一种全面识别设计情境并进行建模和推理的方法。采用分类方法抽取设计情境要素,利用本体构建设计情境模型,进而基于本体模型全面感知获得低层设计情境数据,并对其过滤、融合,以此触发设计情境推理规则,得到高级设计情境信息。最后,以某型号飞机垂尾的设计过程为对象进行演示,验证了模型及方法的可行性及有效性,可为准确、适时、高效的设计知识推送提供支持。
  • 图  1  情境空间模型

    图  2  产品设计情境树

    图  3  可扩展的设计情境两层本体模型

    图  4  特定领域的本体模型

    图  5  设计情境的Protégé展示

    图  6  设计情境推理实现过程

    图  7  需求感知获取设计情境实体信息示意图

    图  8  桁架式翼梁本体模型

    图  9  桁架式翼梁设计情境推理结果

    表  1  用户情境表示要素的含义和说明

    表示要素 含义 说明
    Designer ID 设计人员编号 唯一识别设计人员的标识
    Designer Age 设计人员年龄 设计人员的年龄
    Role 角色 设计人员在设计过程中所担任的设计角色
    Professional background 专业背景 设计人员所具有的专业背景
    Operatingrecord 操作记录 设计人员在设计过程中的具体操作
    Historical experience 历史经验 设计人员所参与过的设计活动
    Working time 从业时间 设计人员进行过相关设计的时长
    下载: 导出CSV

    表  2  环境情境表示要素的含义和说明

    表示要素 含义 说明
    Location 地点 设计人员从事该项设计任务时位于的地理位置
    Start time 开始时间 设计人员开始该项活动的时间
    End time 结束时间 设计人员结束该项活动的时间
    下载: 导出CSV

    表  3  计算情境表示要素的含义和说明

    表示要素 含义 说明
    Network status 网络状况 设计人员进行活动时当前设备的网络状况
    Data resources 相关数据资源 设计者执行活动时所有的数据库资源
    Social network site 社交网站 设计人员进行活动时使用的通讯及其数据
    下载: 导出CSV

    表  4  任务情境表示要素的含义和说明

    表示要素 含义 说明
    Design method 设计方法 执行设计活动时所采用的设计方法
    Design goal 设计目标 执行当前设计任务需要完成的目标
    Design process 设计过程 当前设计活动所处的设计的子过程
    Design object 设计对象 当前设计活动所针对的设计对象
    Design activity 设计活动 设计者为完成某一任务/目标, 正在进行的活动
    Design task 设计任务 当前设计活动所针对的设计任务
    Design tool 设计工具 执行当前设计活动时所应用的设计软件
    下载: 导出CSV

    表  5  部分OWL本体推理规则

    TransitiveProperty (?P rdf:type owl:TransitiveProperty)^(?A?P?B)^(?B?P?C)→(?A?P?C)
    Sub ClassOf (?a rdfs:subClassOf? b)(?b rdfs:subClassOf? c) → (?a rdfs: subClassOf?c)
    Sub Property Of (?a rdfs:subPropertyOf?b)^(?b rdfs:subPropertyOf?c) → (?a rdfs:subPropertyOf?c)
    DisjointWith (?C owl:disjointWith?D)^(?X rdf:type?C)^(?Y rdf:type?D) →(?X owl:differentFrom?Y)
    inverseOf (?P owl:inverseOf?Q)^(?X?P?Y)→(?Y?Q?X)
    下载: 导出CSV

    表  6  桁架式翼梁设计中用户情境信息

    表示要素 含义 具体取值 获取方式
    Designer ID 设计人员编号 DNT201730443 情境感知系统
    Designer age 设计人员年龄 31 设计人员日志
    Role 角色 助理工程师 情境感知系统
    Professionalbackground 专业背景 机械设计系硕士 设计人员日志
    Operatingrecord 操作记录 下载“翼梁实例零件设计” -
    Historical experience 历史经验 桁条定位、蒙皮材料选取 -
    Workingtime 从业时间 5年 -
    下载: 导出CSV

    表  7  桁架式翼梁设计中环境情境信息

    表示要素 含义 具体取值 获取方式
    Location 地点 三维坐标<27, 80, 16 > GPS定位系统
    Start time 开始时间 2018年11月2日上午10:40 计算机设备
    End time 结束时间 2018年11月2日上午11:37
    下载: 导出CSV

    表  8  桁架式翼梁设计中计算情境信息

    表示要素 含义 具体取值 获取方式
    Network status 网络状况 良好1M
    Data resources 相关数据资源 CNKI处于搜索状态(翼梁性能测试研究)企业内部设计资源库 计算机设备
    Socialnetwork site 社交网站 163邮箱
    下载: 导出CSV

    表  9  桁架式翼梁设计中计算情境信息

    表示要素 含义 具体取值 获取方式
    Design goal 设计目标 减轻飞机垂尾重量 桁架式翼梁设计任务书
    Design process 设计过程 桁架式翼梁详细设计
    Design object 设计对象 ARJ412飞机垂尾的桁架式翼梁
    Design activity 设计活动 桁架式翼梁参数确定
    Design method 设计方法 -
    Design task 设计任务 减轻飞机垂尾重量, 确定翼梁参数 桁架式翼梁设计任务书
    Design tool 设计工具 SolidWorks 计算机设备
    下载: 导出CSV
  • [1] 蒋翠清, 高家飞, 李斌生.面向产品设计人员的知识推送服务研究[J].合肥工业大学学报, 2012, 35(3):392-397 http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hfgydxxb201203024

    Jiang C Q, Gao J F, Li B S. Research on knowledge push service for product designer[J]. Journal of Hefei University of Technology, 2012, 35(3):392-397(in Chinese) http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hfgydxxb201203024
    [2] Robinson M A. An empirical analysis of engineers' information behaviors[J]. Journal of the Association for Information Science and Technology, 2010, 61(4):640-658
    [3] Urwin E N, Young R I M, Frazer L, et al. Manufacturing knowledge reuse for product design[C]//Proceedings of the 9th International Conference on Manufacturing Research. Glasgow: ICMR, 2011
    [4] Zhang S Y, Gu Y, Liu X J, et al. A knowledge push technology based on applicable probability matching and multidimensional context driving[J]. Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering, 2018, 19(2):235-245 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zjdxxbc-e201802007
    [5] Aurisicchio M, Bracewell R, Wallace K. Understanding how the information requests of aerospace engineering designers influence information-seeking behaviour[J]. Journal of Engineering Design, 2010, 21(6):707-730 doi: 10.1080/09544820902877583
    [6] Joe C, Yoong P, Patel K. Knowledge loss when older experts leave knowledge-intensive organisations[J]. Journal of Knowledge Management, 2013, 17(6):913-927 doi: 10.1108/JKM-04-2013-0137
    [7] Moon S K, Simpson T W, Kumara S R T. An agent- based recommender system for developing customized families of products[J]. Journal of Intelligent Manufacturing, 2009, 20(6):649-659 doi: 10.1007/s10845-008-0154-9
    [8] Ishino Y, Jin Y. Acquiring engineering knowledge from design processes[J]. Artificial Intelligence for Engineering Design, Analysis and Manufacturing, 2002, 16(2):73-91 doi: 10.1017/S0890060402020073
    [9] 王占松, 田凌, 段文睿.基于设计意图建模的知识推送技术[J].计算机集成制造系统, 2015, 21(3):606-617 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jsjjczzxt201503005

    Wang Z S, Tian L, Duan W R. Knowledge push technology based on design intent modeling[J]. Computer Integrated Manufacturing Systems, 2015, 21(3):606-617(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jsjjczzxt201503005
    [10] 吉祥, 顾新建, 代风, 等.基于本体和粗糙集的产品设计知识推送技术[J].计算机集成制造系统, 2013, 19(1):7-20 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jsjjczzxt201301002

    Ji X, Gu X J, Dai F, et al. Technology for product design knowledge push based on ontology and rough sets[J]. Computer Integrated Manufacturing Systems, 2013, 19(1):7-20(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jsjjczzxt201301002
    [11] 潘旭伟, 顾新建, 王正成, 等.集成情境的知识管理方法和关键技术研究[J].计算机集成制造系统, 2007, 13(5):971-977, 983 doi: 10.3969/j.issn.1006-5911.2007.05.023

    Pan X W, Gu X J, Wang Z C, et al. Methods & key technologies of knowledge management integrating context[J]. Computer Integrated Manufacturing Systems, 2007, 13(5):971-977, 983(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1006-5911.2007.05.023
    [12] de Pessemier T, Courtois C, Vanhecke K, et al. A user-centric evaluation of context-aware recommendations for a mobile news service[J]. Multimedia Tools and Applications, 2016, 75(6):3323-3351 doi: 10.1007/s11042-014-2437-9
    [13] de Pessemier T, Dooms S, Martens L. Context-aware recommendations through context and activity recognition in a mobile environment[J]. Multimedia Tools and Applications, 2014, 72(3):2925-2948 doi: 10.1007/s11042-013-1582-x
    [14] Dey A K. Understanding and using context[J]. Personal and Ubiquitous Computing, 2001, 5(1):4-7 doi: 10.1007/s007790170019
    [15] Su J Z, Sauvola J. Towards a conceptual model for context-aware adaptive services[C]//Proceedings of the Fourth International Conference on Parallel and Distributed Computing, Applications and Technologies. Chengdu, China: IEEE, 2003: 27-29
  • 加载中
图(9) / 表(9)
计量
  • 文章访问数:  368
  • HTML全文浏览量:  204
  • PDF下载量:  17
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2019-01-18
  • 刊出日期:  2019-11-05

目录

    /

    返回文章
    返回