基于kbe实施体系的研究

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1、基于KBE实施体系的研究摘要基于知识的工程技术(KnowledgeBasedEngineering,KBE)是人工智能、CAD系统、计算机软件技术相结合的产物。其在工程设计领域产生了广泛影响，大量应用在航空航天、汽车、船舶等行业，具有广泛的应用前景和发展潜力。本文提出了一种KBE的实施体系和利用拓扑规则处理领域知识的方法。该体系捕捉和重用工程知识，向工程师提供自动化的设计手段。关键词KBE,基于知识的工程，知识工程中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1671—7597(2013)031-052-01KBE技术是知识技术的一

2、种，Milton认为它是一组新的基于计算机的技术和工具，提供了更丰富、更智能使用信息技术的方法。知识技术与其他领域技术相结合在实践中产生强大的力量，这些领域包括心理学、哲学、人工智能、工程、业务、管理、计算机科学与网络技术等oMcMahon认为KBE属于知识管理领域，它融合了数据挖掘和本体论工程等其他知识处理技术，应用范围包抵电了邮件系统、桌面共亨系统和视频会议系统等。空中客车公司最早将KBE技术应用于飞机产品设计中，随后更多的工程设计企业相继引入。一般来说，KBE技术是知识T程(KnowledgeEngineering,KE)

3、技术在工程设计领域的应用技术，目标是实现设计决策的智能化和设计过程的自动化。1KBE的实施休系KBE的实施依赖于KBE专业软件系统，该系统能够捕获和重用工程产甜设计和工艺知识，并通过以下路径实现缩短周期和降低成本的目标：重复性、非创造性任务自动化。支持在各设计阶段实现多学科优化设计。根据典型实施KBE的路线，在发展任何KBE应用之前，应首先识别、采集、编码化相关的知识资源，并将这些知识资源嵌入到软件系统中。通常，KBE软件系统被作为更为广泛的工程框架的一部分，与其他的计算机辅助设计工具和工作流管理系统进行集成。从已经部署的KBE

4、应用实践来看，KBE是知识工程和知识管理相互补充协作的结果。KBE领域重点关注技术的实施和软件系统的开发，知识工程领域强调知识的获取和编码化，知识管理领域聚焦于建立配套设施使知识可以在组织中被更有效地组织和利用，每个领域都冇相应的方法和工具被使用。展示了KBE实施体系。该体系将过程划分为四个阶段，其中，应用程序开发和集成到问题识别阶段对应知识管理活动，问题识别到知识捕获及结构化对应知识工程活动，知识捕获及结构化到KBE应用开发对应KBE活动。2领域知识处理KBE系统是•种利用领域知识解决特泄领域问题的专家系统，与专家的作用类似，

5、其通过某种推理机制获得某一问题的答案。传统知识系统在处理问题时，需要对领域知识进行结构化和形式化的表示。规则和框架是最常见的两种形式的知识表示形式，其他的知识表示形式还包括贝叶斯网、KIF、语义网等。不同的知识表示形式通常形成不同类型的知识系统，如基于规则的知识系统、基于框架的知识系统等。在基于规则的知识系统中，知识以IF-THEN集合形式表示。在工程实践中需要将设计知识翻译成IF-THEN规则，这也是基于规则的知识系统难以成功的主要原因。另外，传统的知识系统无法处理两类非常重耍的工程设计活动：几何处理和数据处理。然而，在大多数

6、工程设计工作中，几何操作和数据处理频繁，设计过程复杂，各类数据在各种设计分析工具中传递不断迭代优化。因此，KBE系统一•般内置于CAD系统或与CAD系统紧密集成，能够执行解析程丿了（如计算机算法），与计算机辅助分析工具通信协同；并能利用结构化知识实现基于规则的设计，以此减少重复性活动，加速工程设计过程。当一个设计项目要求高度规则驱动、多学科迭代、大量几何操作和产品配置变更时，KBE技术是可能的最佳手段。3拓扑规则KBE有时被认为是建立基于规则设计系统的一项技术。木文将介绍一种拓扑规则，这是一种数学和逻辑规则的组合。拓扑规则被用来

7、动态地改变和控制数据及类型对象的树形结构，这可能会影响任何产品和工艺模型的拓扑结构。拓扑结构每个系列中的实例可以单独指定的属性和类型。如图1所示。产品设计中经常耍保持要素之间的某种特定关系，这些特定的关系用拓扑规则来描述。在该示例中，横梁数量的基于一个数学规则的计算结果和一个产品规则的计算结果。尾翼的选择基于一个逻辑的规则。4结论本文提出一种KBE的实施体系和利用拓扑规则处理领域知识的方法。该体系可以有效捕捉和重用工程知识，向工程师提供自动化的设计手段，使工程师从重复性的工作屮解脱出来，加快设计效率，降低产晶成本。KBE技术作为

8、人工智能、CAD系统、计算机程序设计技术相结合的产物，在工程设计领域产生了广泛影响，大量应用在航空航天、汽车、船舶等行业，具有广泛的应用前景和发展潜力。参考文献[1]N・Milton,KnowlcdgcTechnologics,Polimetrica,Monza