基于功能本体的创新知识表达及检索方法研究与实现

作     者：杨浩博 

作者单位：河北工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：马建红

授予年度：2011年

学科分类：08[工学] 081203[工学-计算机应用技术] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：概念设计 FBS 创新知识 功能本体 

摘      要：产品创新是企业持续发展的保证,概念设计是产品创新最关键的阶段,概念设计中当产品的系统或技术达到极限,应该跳出现有系统,分析现有产品最终目的是什么,设计全新的系统完成相应的功能,但由于受到设计者思维惯性的影响和知识范围的限制,产生全新设计思路是很困难的。利用创新原理能够很好启发产品概念设计并解决以上问题。功能本体是利用本体的方法去定义功能空间中的概念性词汇以规范说明和限定功能空间。应用功能本体中的功能概念可以使设计者更好地理解功能需求,并在功能空间中进行有效地推理,以获得功能实现的多种方法。 本文分析了现有创新知识表达的缺点和局限性,利用功能本体表达多输入输出的复杂创新知识,设计并实现了支持产品概念设计的创新知识本体库,包括功能本体库、科学效应本体库、效应实例本体库组成。其中功能本体库由操作本体库、流本体库、流属性本体库组成。通过本体库中的属性表达了创新知识的概念和内涵,并以分布式的OWL语言将本体库实例化。结合FBS映射模型,设计并实现了由功能到科学效应、由科学效应到效应实例的纵向映射,以及多输入输出的多极多流科学效应链的横向映射,使之形成知识地图,发散思维启发产品创新。通过知识地图体现了创新知识之间的关系。 本文设计并实现了创新知识检索系统原型,最终以设计下一代真空洗衣机为例,验证了创新知识表达的正确性和检索方法的有效性。