工程领域设计经验知识的积累和重用方法研究

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1、申请上海交通大学博士学位论文工程领域设计经验知识的积累和重用方法研究学校：上海交通大学院系：机械与动力工程学院班级：A1002091学号：0100209083博士生：黄咏文学科领域：机械工程（工业工程）导师：蒋祖华（教授）副导师：刘建峰（教授级高工）上海交通大学研究生院2015年6月ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofPhilosophyDoctorResearchonLesson-learnedKnowledgeAccu

2、mulationandReuseMethodologiesinEngineeringDesignByYongwenHuangDirectedbyProf.ZuhuaJIANGandJianfengLIUTheGraduateSchoolofShanghaiJiaoTongUniversityShanghai,P.R.ChinaJune,2015上海交通大学博士学位论文摘要工程领域设计经验知识的积累和重用方法研究摘要在工程领域设计活动中，工程师头脑里的经验知识一直以来都是企业的宝贵资源和重要财富，企业也越来越重视对

3、于经验知识的管理。然而，经验知识往往难以准确描述和高效共享，这成为制约企业进行经验知识积累和重用的难题和障碍。针对当前工程领域设计经验知识难以准确快速积累，知识重用效率低下的问题，本文对工程领域设计经验知识积累流程中的关键技术，以及支持经验知识重用的两种方法（基于知识地图的工程领域设计经验知识导航，和基于语义的工程领域设计经验知识查询）进行了分析、研究和阐述；并结合具体的工程领域设计活动，对提出的理论和方法进行了软件系统开发及应用验证。在文中，工程领域设计经验知识指的是来自于个人或组织在解决工程领域设计问题的过程

4、中积累起来的以文本为载体的经验案例分享知识。本文具体的研究内容包括以下几个方面：（1）针对工程领域设计中经验知识数量多，更新快，涉及专业和岗位广，积累过程的协作性要求高，难以准确和高效积累的问题，研究并提出了基于Wiki的经验知识积累框架和流程，对其中的两项关键技术进行了具体研究。通过综合考虑用户的专业相关度和Wiki社区权威度，提出了面向经验知识修改的专家查找技术；利用定义抽取、概念融合等自然语言处理算法，以及基于语义关系的同/近义主题词归并技术，提出了经验知识主题标签自动提取方法。（2）针对在工程领域设计经验

5、知识重用过程中，难以获得经验知识的整体视野，造成“知识孤岛”的问题，研究并提出了基于知识地图的第I页工程领域设计经验知识的积累和重用方法研究经验知识导航框架体系，阐述了知识地图的概念模型、元素以及类型。在此基础上，提出了主题知识地图设计和导航方法，展示经验知识的核心主题和主题关联，为用户提供工程设计相关领域知识的全局视图；与此同时，提出了专家知识地图的构建和导航方法，还阐述了如何利用社会网络分析方法促进工程领域设计经验知识共享。（3）针对在工程领域设计经验知识重用过程中，较多采用基于关键词的查询方式，造成查询结果

6、“量大质低”的问题，通过将查询方式从传统的基于关键字层面提升到基于工程语义层面上来，研究并提出了一种基于语义的工程领域设计经验知识查询模型，并对相关技术进行了研究。研究了如何对支持企业经验知识存储的Wiki环境进行语义标注，构建了Wiki环境的语义模型；研究了多主题词联合查询技术，提出了面向经验知识的多主题词加权查询方法；采用基于语义的方法，通过构建工程设计领域本体，提出了基于本体的用户查询扩展策略；提出了一种基于语义的用户查询和经验知识资源匹配方法，作为经验知识查询的引擎。（4）针对经验知识积累和重用在工程领域

7、设计中的应用问题，在成熟的专业术语库及先进自然语言处理工具的帮助下，利用MediaWiki技术，具体研究经验知识积累和重用平台的系统架构和应用模块，以船舶舾装生产设计为背景，研究如何通过该平台对船舶舾装生产设计中经验知识资源进行积累和重用，用具体实例展示支持经验知识积累的专家查找和主题标签自动提取功能，以及应用主题知识地图、专家知识地图，和语义查询方法辅助工程师进行经验知识的重用。关键词：工程领域设计经验知识；知识管理；知识积累；知识重用；维基；知识地图；语义查询第II页上海交通大学博士学位论文ABSTRACTR

8、esearchonLesson-learnedKnowledgeAccumulationandReuseMethodologiesinEngineeringDesignABSTRACTInengineeringdesign,engineers’lesson-learnedknowledgeisakindofimportantresources,andenterprises