4.2 机械手产品设计本体的知识推理目标 25

4.3 机械手推理规则库的构建 25

4.3.1 描述逻辑控制 26

4.3.2 参数的约束控制 28

4.4 基于java的机械手设计本体知识推理实施 29

4.4.1 Jena规则推理实现 30

4.4.2 Pellet规则推理实现 32

4.4.3 Jess规则推理实现 33

5 结语 36

5.1本文所做的主要工作 36

5.2本文的研究不足和下一步工作 36

致   谢 37

参考文献 38

1 绪论

1.1 研究背景

现代产品的设计是基于知识的设计，随着产品设计的不断进步，产生大量的设计知识和经验可以利用。产品设计知识种类多，结构复杂，有产品设计知识，有评价与决策知识，除领域知识和专家经验之外，还有各种工程图库、图表、手册、公式、方法库、基础数据库等[1]。而这些设计知识通常散落和隐含在产品模型、分析报告、设计文档等数据以及相关领域专家的经验之中。复杂产品设计是一个继承与重用知识的过程。研究数据表明,机械制造业内平均一个新产品中的大约40%~50%的零件和已有的零件完全一样, 30%~40%要在己有零件基础上作很少的修改,只有10%~20%的零件是全新的设计[2]]。产品设计过程的核心就是对过去设计知识的合理运用，在一个产品设计过程中，通常只是一部分需要重新设计，其余部分或采用现有产品的设计或在现有产品的基础上修改重新研制[3]]。重用过去的知识可以节省资源,提高产品可靠质量。但如何将这些类型差异，数据庞大的设计知识组织起来，在其基础上创建一个高效方便的查询与推理机制，就给产品设计知识的检索与重用提出了难题。论文网

目前,复杂产品设计知识大部分使用产品数据管理(PDM ，Product Data Management)系统对产品设计过程中生成的文档数据进行管理。在产品设计环节，现有PDM系统并未对文档中的大量设计知识(包括设计描述、设计方法、设计经验等)进行合适的组织和重用，单一刚性的关系数据库使得设计人员难以快速准确地找到所需的设计资源,更无法使用这些资源中所蕴含的知识来支持设计工作，资源的组织方式与检索方式的效率较低[4]。因此,有必要对产品设计中的产品信息进行分析和组织,充分利用以往留下的显性知识（设计文档、手册等）,探究基于本体的知识检索和推理技术，组织和重用产品设计过程涉及到的各类资源。

当前的信息检索技术主要还是针对关键字的搜寻，忽略了对语义推理的重视。由于没有更好地形式化表示信息内容，计算机较难处理这些信息。所以，将本体技术融入到传统的信息检索技术中，能够克服传统检索未能对语义关系进行处理的局限性。由于本体能全面地、精准地描述和定义概念及概念间关系，具有较强的语义表达能力，能实现一定程度的推理，能更好地保证查全率和查准率，对于面向产品设计的知识检索也将起到关键性的作用[5]。另外，基于本体的知识推理机制，围绕问题解决，可以增加扩展检索的知识。

在设计过程中为了让设计人员能有效快速地获得设计知识和过去的产品设计范例,本文提出了基于本体的知识推理和语义知识的查询方法，用于实现产品设计活动中的知识共享与发现。