基于三维框架本体建模的钢铁生产工艺知识库系统设计与实现

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1、基于三维框架本体建模的钢铁生产工艺知识库系统设计与实现摘要：钢铁生产工艺知识复杂多样，难以进行有效的组织和管理，不利于企业提升生产工艺水平，针对该问题提出基于产品-工序-目标的钢铁生产工艺知识本体建模方法。构建钢铁生产工艺本体模型，与实际生产工艺数据进行映射，建立钢铁生产工艺知识库，用于知识本体检索和知识本体推理等服务。论文首先介绍了系统开发和设计中用到的关键技术，然后介绍了系统的基本架构，最后介绍了系统的部分功能模块。中国8/vie　　关键词：三维框架；本体建模；知识库　　中图分类号：TP311文献标识码：A：1009-3044（2017）02-0242-03　　DesignandIm

2、plementationofKnoforSteelProductionProcessBasedonThreeDimensionalFrameanagement，isnotconducivetoenterprisestoimprovethelevelofproductiontechnology.Thispaperpresentsamethodofproductionprocessofironandsteelknoodelingbasedontheproducts-process-target.Theontologymodelmappeddevelopmentanddesign，andthe

3、nintroducesthebasicstructureofthesystem，last，introducessomefunctionalmodulesofthesystem.　　Keyeodeling；knowledgebase　　1背景　　钢铁生产工艺知识来源复杂，结构异质，其多源异构性增加了钢铁企业进行知识创新活动的难度和复杂度。有效组织和管理工艺知识的多源性、规范知识的语义异构性、增强知识对钢铁产品自主创新的重要支撑作用，是钢铁企业当前需要重点突破的难题。　　本文针对钢铁行业生产工艺知识的多源异构性，提出了一种基于产品-工序-目标的本体建模方法，建立�铁生产工艺本体模型，将本体模

4、型实际生产工艺数据进行映射，用于知识本体检索和知识本体推理等服务，为工艺建模、在线工艺优化提供有价值的知识，有助于全面提高钢铁生产工艺设计水平。　　2系统中的关键技术　　2.1钢铁生产工艺知识的三维框架体系　　针对钢铁生产工艺知识的特点，为了有效组织和管理知识的多源性、规范知识的语义异构性，增强知识对钢铁生产工艺自主创新的重要支撑作用，本文提出一种基于产品―工序―目标的钢铁生产工艺知识的组织框架体系，该体系分别从产品维、工序维、目标维三个维度提供多源异构的钢铁生产工艺知识的组织方法。　　每一个维度的具体内容描述了生产工艺知识的不同侧面。其中，产品维包括：高强韧度、轻质化汽车板，超高强度、

5、韧度钢材，工程机械用高强钢，高强集装箱板及铁道车厢用钢，中/重型卡车用钢；工序维包括：炼铁、炼钢、精炼、连铸、热轧、冷轧；目标维包括：智能化、绿色化、安全化。例如：当工序维的具体描述设定为炼铁，生产工艺知识包含所有产品在炼铁工序中的相关知识内容；当上述三个维度同时具体描述时，生产工艺知识包含针对中/重型卡车用钢产品在炼铁工序中与安全相关的知识内容，如图1所示。　　2.2构建钢铁生产工艺知识本体模型　　根据钢铁生产工艺知识的三维框架体系，对钢铁生产工艺知识进行抽取，定义类、关系、属性以及实例，明确各类之间的层次结构，个体之间的对象属性和数值属性，建立钢铁生产工艺知识的概念模型，定义概念模型

6、到本体模型的映射规则，根据映射规则建立钢铁生产工艺知识本体模型。　　按照三维框架体系，构建钢铁生产工艺知识的概念模型为：　　[Fxyz=i=15j=16k=13Fxiyjzk（C，SUP，SUB，POP，BOP，DP，I）]　　其中：　　[C]：表示该概念模型所属的类；　　[SUP]：表示该概念模型所属类的父类；　　[SUB]：表示该概念模型所属类的子类；　　[POP]：表示当前类与父类中实例之间的关系；　　[BOP]：表示当前类与子类中实例之间的关系；　　[DP]：表示该概念模型所拥有的数值属性；　　[I]：表示该概念模型所拥有的对象；