[發(fā)明專利]一種面向連桿機(jī)構(gòu)的知識(shí)本體構(gòu)建及其裝配序列生成方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011444306.8
• 申請(qǐng)日: 2020-12-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112488407A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史玲玲;龔汗青;李霏;金鑫;馬國(guó)財(cái)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京電子工程總體研究所;北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/04;G06F16/36;G06N5/02
• 代理公司: 北京正陽(yáng)理工知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11639
• 代理人: 張利萍

本發(fā)明涉及一種面向連桿機(jī)構(gòu)的知識(shí)本體構(gòu)建及其裝配序列生成方法，屬于產(chǎn)品裝配序列自動(dòng)化生成技術(shù)領(lǐng)域。建立基于連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的OntoSTEP本體模型，發(fā)現(xiàn)連桿機(jī)構(gòu)特征知識(shí)；同時(shí)獲取裝配元素關(guān)鍵詞及連桿機(jī)構(gòu)裝配領(lǐng)域相關(guān)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，建立連桿機(jī)構(gòu)裝配序列生成的非幾何本體屬性，基于裝配元素關(guān)鍵詞和本體屬性得到連桿機(jī)構(gòu)裝配元素語(yǔ)義框架，并將連桿機(jī)構(gòu)特征知識(shí)及連桿機(jī)構(gòu)裝配領(lǐng)域相關(guān)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)轉(zhuǎn)化為SWRL規(guī)則庫(kù)；基于OntoSTEP本體模型和連桿機(jī)構(gòu)裝配元素語(yǔ)義框架進(jìn)行實(shí)例化得到知識(shí)本體并將SWRL規(guī)則庫(kù)置入知識(shí)本體中，指導(dǎo)完成連桿機(jī)構(gòu)的裝配序列生成。所述方法解決了連桿機(jī)構(gòu)裝配序列生成過(guò)程中知識(shí)表達(dá)效果不好的問(wèn)題，提高了裝配效率，縮短了生產(chǎn)周期。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明具體涉及一種面向連桿機(jī)構(gòu)的知識(shí)本體構(gòu)建及其裝配序列生成方法，屬于產(chǎn)品裝配序列自動(dòng)化生成技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

裝配序列生成是產(chǎn)品組裝的基本組成部分，也是數(shù)字化裝配過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)之一，是指對(duì)零件裝配順序不斷組合和尋優(yōu)，最后得出一個(gè)最優(yōu)或者近似最優(yōu)的產(chǎn)品裝配序列方案的過(guò)程。

目前，面向裝配序列生成，學(xué)術(shù)界提出了多種方法，如基于優(yōu)先關(guān)系的方法、基于知識(shí)的方法、基于割集的方法以及基于啟發(fā)式算法的方法等等。上述方法有如下缺點(diǎn)：基于優(yōu)先關(guān)系方法生成效率較低，基于知識(shí)的方法在裝配知識(shí)獲取和表達(dá)上比較困難，基于割集的方法以及基于啟發(fā)式算法的方法難以考慮以及表達(dá)裝配順序過(guò)程中涉及到的復(fù)雜知識(shí)等。

隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展，裝配序列的生成方法開(kāi)始向多種方法相結(jié)合的方向發(fā)展。裝配序列生成的核心對(duì)象是產(chǎn)品幾何模型、產(chǎn)品幾何模型數(shù)據(jù)覆蓋了產(chǎn)品整個(gè)生命周期中應(yīng)用而全面定義的產(chǎn)品所有數(shù)據(jù)元素，它包含了豐富的面向裝配的產(chǎn)品特征知識(shí)，另一方面，本體被定義為“共享概念模型的形式化規(guī)范說(shuō)明”，可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的語(yǔ)義表示和知識(shí)重用，因此，基于連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，建立連桿機(jī)構(gòu)知識(shí)本體，在裝配知識(shí)的指導(dǎo)下，完成連桿機(jī)構(gòu)的裝配序列生成。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有連桿機(jī)構(gòu)裝配過(guò)程中存在知識(shí)利用率低甚至未考慮到知識(shí)的技術(shù)缺陷，提出了一種面向連桿機(jī)構(gòu)的知識(shí)本體構(gòu)建及其裝配序列生成方法，涉及的本體模型是基于Protégé軟件平臺(tái)建立的，包括OntoSTEP本體模型的建立與改進(jìn)、連桿機(jī)構(gòu)裝配元素語(yǔ)義框架的建立以及SWRL規(guī)則庫(kù)的建立，進(jìn)行本體合并得到連桿機(jī)構(gòu)知識(shí)本體。

本發(fā)明的核心思想為：以連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為輸入，建立基于連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的OntoSTEP本體模型，發(fā)現(xiàn)連桿機(jī)構(gòu)特征知識(shí)；同時(shí)，根據(jù)連桿機(jī)構(gòu)裝配工藝文件，基于連桿機(jī)構(gòu)裝配領(lǐng)域概念，獲取裝配元素關(guān)鍵詞及連桿機(jī)構(gòu)裝配領(lǐng)域相關(guān)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，建立用于連桿機(jī)構(gòu)裝配序列生成的非幾何本體屬性，基于裝配元素關(guān)鍵詞和本體屬性得到連桿機(jī)構(gòu)裝配元素語(yǔ)義框架，并將連桿機(jī)構(gòu)特征知識(shí)及連桿機(jī)構(gòu)裝配領(lǐng)域相關(guān)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)轉(zhuǎn)化為SWRL規(guī)則庫(kù)；基于OntoSTEP本體模型和連桿機(jī)構(gòu)裝配元素語(yǔ)義框架進(jìn)行實(shí)例化得到知識(shí)本體，并將SWRL規(guī)則庫(kù)置入知識(shí)本體中，指導(dǎo)完成連桿機(jī)構(gòu)的裝配序列生成。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

所述知識(shí)本體構(gòu)建及其裝配序列生成方法，具體步驟如下：

步驟1、將連桿機(jī)構(gòu)裝配三維模型進(jìn)行轉(zhuǎn)化，得到OntoSTEP本體模型；

其中，連桿機(jī)構(gòu)裝配三維模型存儲(chǔ)在STEP AP203格式文件中，該文件即STEPAP203格式保存的文件；

其中，OntoSTEP本體模型是基于三元組實(shí)體構(gòu)成的；

步驟2、根據(jù)步驟1得到的OntoSTEP本體模型中三元組實(shí)體的屬性關(guān)系，挖掘三元組實(shí)體間的隱性知識(shí)，區(qū)分出連桿機(jī)構(gòu)中的裝配單元實(shí)體，得到連桿機(jī)構(gòu)所包含的零部件信息及連桿機(jī)構(gòu)的層次結(jié)構(gòu)樹(shù)；