机械产品设计制造信息资源的非规范知识处理技术研究*
殷国富，杨佐卫，方辉，胡晓兵
四川大学制造科学与工程学院，成都(610065)
E-mail: *************.cn
摘要：针对机械产品开发过程中各种非确定性知识资源处理与应用的特征，阐述了构建数
字化信息资源知识库系统的目标、框架结构和功能模型，对非规范信息进行了定义，分析论
述了其来源及表现形式。在定义信息粒度概念的基础上，对产品设计制造信息颗粒的划分形
式进行了讨论，提出了一种产品设计制造系统非规范信息粒度计算方法。通过分析论述非规
范信息的规范度概念，以粗糙集为理论基础，提出了非规范设计制造信息相关性描述方法以
及非规范知识的知识基元描述方法。以产品设计知识基元为例，通过论述如何进行知识基元
的分类和获取，建立了相应的知识基元体系和相关知识基元的基本格式，提出了一种机械产
品设计制造知识基元的元数据表示方法。本文的研究成果对于构建制造行业数字化通用信息
资源知识库系统有一定的指导意义和应用价值。
关键词：非规范信息；信息粒度；规范度；知识基元；元数据
中图分类号：TH162
1. 前言
构建面向机械工程领域信息资源知识库，支持相关行业的信息与知识资源的共享，是目
前面向机械制造行业的通用信息资源应用问题的研究热点方向之一。针对机械设计制造学科
领域知识都具有很强的经验性和不确定性的特征问题，机械工程学科领域的学者专家在进行
知识描述、获取和知识库系统研究的同时，采用模糊数学原理开展了不确定性知识问题的研
究，以更好地进行领域信息和知识的管理、继承、发掘、集成和传播。文献[1]提出采用领
域实例以提高协同开发中的资源共享能力及开发效率；文献[2]利用规则集组合实现复杂环
境下(多应用系统)的数据收集；文献[3]提出了索引知识加领域知识的2 级知识组织方法；文
献[4]通过构建领域本体来发掘信息资源之间的内在关系，解决领域信息资源缺乏有效内容
分析的问题，实现信息资源增值服务。
本文通过构建包括非规范信息资源在内的适应复杂机械产品设计制造的知识资源获取、
管理、应用、分层次和分布式的知识库系统模型，在阐述了机械产品设计制造信息粒度的划
分、体系结构及其计算方法的基础上，提出了非规范性信息的规范度概念，构建了非规范性
制造知识基元体系，对于构建面向制造行业的数字化通用信息资源和知识库系统有一定的指
导意义和应用价值。
2. 机械产品设计制造信息资源知识库的体系结构设计
2.1.1 系统总体框架结构
面向机械设计制造的信息资源知识库系统分为资源层、应用程序服务器层和应用层三个
层次，如图1 所示。
(1) 系统底层的机械产品设计制造信息资源知识库是整个系统的信息支撑平台。产品设
计制造信息资源知识库主要由两部分组成，一是由设计、工艺、加工和管理等数据库组成的
规范性信息知识库；二是由基于元数据的以设计制造知识基元为基础的非规范性信息知识
库，如非规范性设计信息与知识、非规范性工艺信息与知识和非规范性加工信息与知识等。
*本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金资助课题（20060610033）的资助。
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图1 面向智能设计制造的信息资源知识库系统结构
Fig. 2 Architecture of information source knowledge base oriented intelligent design and manufacturing
产品设计制造知识发布
C/S
B/S
Internet
企业
信息
管理
中心
信息
安全
管理
Intranet
动态网页
应用程序
知识资源站点
知识管理站点
面向本
面向其
他部门
应
用
程
序
服
务
器
层
应
用
层
资
源
层
产品设计制造知识应用…
工艺部门
…
冷加工工艺热加工工艺特种加工工艺装配工艺设计部门
…
产品规划结构设计
方案设计电气设计
企业知识
资源使用
权限认证
产品设计制造知识发现知识
发现
对象
：
规范性
制造
知识
知识
发现
对象
：
非规
范性
知识
…
聚类分析
概念描述
知识发现的任务
相关性分析
偏差分析
数据总结
知识发现的方法
…
模糊集
回归分析
粗糙集
支持向量机
统计方法
…
决策树
范例推理
贝叶斯网络
遗传算法
机器学习
产品设计制造知识库…
生产部门
内部资源
设计部门
工艺部门
…
外部资源
同行交流
国家标准
行业标准
知识采集
…
非规范性制造知识资源非规范设计知识
非规范工艺知识
非规范生产知识
知识分类
…
规范性制造知识资源结构设计资源库
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