基于本体的夹具设计知识表达

陈晶晶

摘 要：在科技术快速发展的过程中，计算机技术的发展给科学技术发展带来了新的局面。而针对计算机辅助夹具设计中存在的问题，可以在只是表达的基础上重新构建知识模型。在计算机设计的时候，采用Owl来构建夹具设计只是本体。本文就基于本体的夹具设计知识表达进行简单的分析，以期能够对这方面有所了解。

关键词：计算机辅助夹具设计；知识表达；本体

0 引言

科学技术与信息技术快速发展的过程中，计算机辅助夹具设计只受到人们的高度关注。与此同时，在人们高度关注的过程中，国内外学者就装夹规划、性能校验以及结构设计的自动化理论和方法都进行了大量的研究。在研究人员研究活动不断深入的过程中，计算机辅助夹具设计珠江将智能设计方法应用于其中。在各项技术与学术不断探索的过程中，基于知识表达的设计模式和技术逐渐成为一种发展趋势。而夹具设计模型属于只是表达的核心内容。只是表达对知识哭的构建和推理程序的设计的具有重要的影响。研究人员在研究的过程中，适当的知识表达对研究人员研究成果的提高具有重要的意义。笔者就基于本体的只是表达进行简单论述。

1 相关概述

对于那些需要采用专家建议才能解决的问题进而应用人工智能的原理和方法，其实就是知识工程。知识工程种的基础技术主要包括了只是表达和获取技术。但是在两方面应用中，只是表达应用范围与成果表现得更为明显。将只是表达应用于实践中就能够最大限度实现知识重用。

首先知识重用。就科学技术快速发展的过程中，知识获取是各项技术发展的一个瓶颈时期。如果没有标准的只是表达，就不可能积累新的知识系统，并对其进行应用。也就是说只能进行重新设计[1]。但是这过程必然会造成时间与精力的浪费。面对这种情况，有人提出来全面的信息模型。其中就包括了产品模型、制造模型、装夹信息，这样也就给计算机辅助设计提供了新的基础性元素，同时加强了相关信息的交流。但是，人们在研究的过程中并没有使用标准化的表达术语、表达技术以及语言。如果研究人员的大部分研究不能作为重要的依据进行合理的运用，将会导致宝贵的设计知识不能重用。其次知识共享。在研究工作开展的过程中，要想不同系统、不同人员的信息与知识相互交流，就应当为其提供相应的交流领域。在夹具研究不断深入的过程中，人们对其知识的了解程度也在不断发生变化。如果在此过程没有构建标准的知识表达，那么相互间的交流就会非常有限。最后系统开发。通常情况下研究人员在应用某种方法的过程中使用一种半规范性的语言，不能用于推理。但是系统开发作为一个逐步精化的领域，其知识模型会随着开发过程推进而发生变化。如果在其中使用非规范性的语言表达与跟踪，必然不会产生良好的效果。

从现有知识表达与知识库建设的情况可以知道其缺乏通用性与灵活性。但是未解决这个过程中的各种问题，使用一种具有推理能力的文本只是表达方法对模型的构建具有重要的意义。本体其实就是对共享概念的模型进行明确规范的说明。这样就能够保证概念模型的明确的规范性。在其中建立与之相应的关系，促使知识概念题之间的关系较为明朗与清晰化。

2 夹具设计本体

在夹具设计本体类层次结构时，研究人员普遍采用自顶向下的方法。在研究逐渐成熟的过程中，该方法渐渐细化，并且逐层建立了相应的子类。在此过程中，可以重用已有的本体知识。建立夹具设计只是表达通常会分成以下几个类型。

2.1 一般本体层

在模型构建的过程中，大部分的建模类型中，通常将其应用于种类的关系方面。这就是通常所说的一般本体层。种类模型之间的关系能够清晰明朗化有助于含有类似本的建模建立相应的概念框架。同好似种类之间的关系、组合更清晰。

2.2 配置设计

配置设计就是通用领域本体层。该本体层是从一般本体层应用较为广泛抽象出来的基本建模。研究人员在领域研究中同将其分为通用领域与具体领域。通用领域应用在研究方面的较多，并且本体开发的也较为成熟[2]。这样有助于研究人员的重用这些本体。根据夹具设计的实际情况，夹具设计其实就属于配置设计的问题。在产品配置设计中，需要满足大批量定制生产的多品种、小批量个性化的需求技术设计。这种应用在生活中较为常见的就有电梯配置设计与电脑组装设计。在设计活动开展的过程中可以将其看成是一种较为特殊的设计活动。在本次的设计活动中需要按照相应的设计规范的要求来约束相互之间的关系。也就是在却型产品有效性规则的基础上，促使产品的属性与用户之间的需求保持相匹配。同时通过零部件之间的有效组合，有效满足客户的产品需求。在配置设计的本体层中，通常可以将知识分为需求知识、模型知识以及求解知识。需求知识主要是依据客户的具体需要对产品开展设计。例如，客户的个性化需求设计、资源需求等等。在产品完成设计后可以将其结果归结为配置结果的集合。模型知识其实就是描述出现在配置重的实体、实体关系与相应规则的组合。求解知识是描述配置需求的过程中，尽可能促使需求知识与配置实例化产品。

2.3 夹具设计本体层

在夹具设计的过程中，夹具设计本体层将直接与夹具层产生联系。在定义该层的过程中，需要明确本体层构建的目的、系统开发、作用以及应用和维护的对象。另一方面表达能力通常被应用于该本体是否含有足够的信息。因而在设计的过程中应当仔细研究夹具系统的所包含的功能。同时还应当在配置设计本体层上面相应扩展。夹具原件通常包含了基础的设计知识。在其设计工作开展的过程中，大量知识内容都体现在组合元件中。在比较相关计算机辅助系统的过程中就能够得出相应的设计方案。自重的组合元件与连接方式对夹具的柔性具有重要的意义[3]。因此，夹具原件在具有通常功能的基础上，更具典型的柔性。在夹具设计中，需要依据用户的需求来开展设计活动，而用户的需要又包括了直接需求与间接需求。面对此种状况，夹具设计就应当根据实际情况开展设计活动。

2.4 产品本体层

在夹具设计的过程中，产品本体层与具体产品的系统具有紧密联系。当前多种夹具产品形成相应的系统。即使夹具原件的结构与组成在表面上看似相同。但在科学技术快速发展以及科学的进步中，各种产品的性能与结构都在发生着不同的变化。与此同时，模型知识与约束知识等方面产生出一些新兴产品所独有的概念，进而促使产品的特点和元件都具有其各自的特点。就此而言，在夹具设计的过程中，产品本体层需要联系结构和设计方式，促使产皮的设计更符合客户的需求。出笔者的这几种论述类型外，还有一种为本体构建过程。前文中论述的本体层之间都具有一定的依赖性，本体以及知识库的模块和重用，使得它们在夹具设计的过程中需要分别构建[4]。夹具设计的各个本体层相互独立，但是又逐层扩展，最重在产品元件中显示出其作用。

3 结语

总而言之，笔者在论述的过程中主要从知识重用、知识表达以及知识共享等方面展开。在此过程中针对当前夹具设计中存在的问题，应用相应的描述夹具知识，建立夹具设计的本体模型。在知识库与规则相互分离的状况下，通过夹具设计本体极强的腿理性，就可以完成本体进行的夹具设计。

参考文献：

[1]冯平法，张建富，闫培龙等.高速旋转动力卡盘动态夹紧力的有限元计算方法[J].华中科技大学学报（自然科学版），2013，9（10）：21.

[2]万能，苟园捷，莫蓉等.基于智能元件的柔性夹具设计新方法[J].计算机集成制造系统.

[3]陈立民，常亮，史忠植等.基于动态描述逻辑的语义Web服务匹配研究[J].计算机研究与发展，2014，5（11）：22.

[4]陈蔚芳，欧志球，吕平等.面向并行工程的组合夹具辅助设计系统设计与开发[J].计算机辅助设计与图形学学报，2012，8（10）：13.endprint