知識化制造系統(tǒng)自重構的研究.pdf

1、為了解決現(xiàn)代制造企業(yè)所面臨并迫切需要解決的共性問題，知識化制造這一全新的制造理念應運而生。自重構是知識化制造系統(tǒng)(KMS)的重要特性，它提高制造系統(tǒng)的適應能力，改變現(xiàn)有系統(tǒng)靈活性差和需要二次開發(fā)的現(xiàn)狀，也是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中迫切需要的功能。為此本文對知識化制造系統(tǒng)自重構中的相關問題進行了研究。首先對制造系統(tǒng)的知識表達問題進行了研究，提出了一種全新的基于Agent網(wǎng)和知識網(wǎng)的復雜知識的表示方法，研究了自重構運算的性質(zhì)及算法，開發(fā)了知識化制造系

2、統(tǒng)自重構的使能工具。然后，針對實際系統(tǒng)中模塊的近似性，提出了基于近似匹配自重構的方法，并研究了基于近似匹配自重構的算法及使能工具的實現(xiàn)。隨后，針對自重構需要表達式的問題，提出了兩種方法解決知識網(wǎng)的自動生成問題，即重構生成法及最簡約生成法。最后研究了自重構中的決策問題，提出了知識網(wǎng)需求評價的決策方法及模式選擇的灰色決策樹方法。 具體說來，主要在如下幾個方面進行了研究： 1.研究了復雜系統(tǒng)諸如知識化制造系統(tǒng)等的知識表示問題，

3、提出了基于Agent網(wǎng)及知識網(wǎng)的知識表示方法。研究了知識網(wǎng)自重構的算法及自重構中的預處理問題，從而奠定了知識化制造系統(tǒng)自重構的理論基礎。為了方便實際應用，開發(fā)了知識化制造系統(tǒng)自重構的使能工具。在使能工具開發(fā)中，討論了知識化制造系統(tǒng)中知識的表達及知識網(wǎng)庫的設計，詳細說明了知識網(wǎng)白重構算法的實現(xiàn)以及知識網(wǎng)自重構后軟件系統(tǒng)的自動生成等難點問題。最后，利用開發(fā)的自重構使能工具對某車身廠管理信息系統(tǒng)進行了自重構，驗證了自重構理論及其使能工具的有效

4、性。 2.針對實際制造系統(tǒng)中存在著近似但不完全相同的模塊的情況，研究了知識化制造系統(tǒng)基于近似匹配白重構的方法和應用。首先討論了知識化制造系統(tǒng)自重構中自重構原(知識點原及聯(lián)系原)的匹配性度量(匹配度)，給出了白重構原匹配度的定義、性質(zhì)及算法；然后給出了知識網(wǎng)的基于近似匹配自重構的算法，奠定了基于近似匹配自重構的理論基礎，并開發(fā)了基于近似匹配自重構的使能工具；最后通過實例說明了知識化制造系統(tǒng)基于近似匹配自重構技術的應用。 3

5、.針對知識化制造系統(tǒng)自重構中需要用戶給出自重構表達式的不足，研究了基于用戶功能需求的知識網(wǎng)自動生成的方法。針對該問題，提出了兩種方法以自動生成知識網(wǎng)，即重構生成法和最簡約生成法。在知識網(wǎng)的重構生成法中，定義了知識網(wǎng)對用戶需求的滿意度關系和運算，建立了知識網(wǎng)多重集運算表達式優(yōu)化的模型，基于改進的混合遺傳算法，對知識網(wǎng)多重集表達式進行優(yōu)化，并給出了知識網(wǎng)重構生成法的實現(xiàn)步驟。在知識網(wǎng)的最簡約生成法中，首先確定了知識網(wǎng)最簡約生成的匹配規(guī)則，然

6、后分析了最簡約生成過程中底層知識點的匹配問題，并定義了知識點功能的簡約符合度，給出了底層知識點匹配的算法和知識網(wǎng)最簡約生成的步驟，解決了在滿足用戶功能需求條件下，如何生成最簡約知識網(wǎng)的問題。 4.針對知識化制造系統(tǒng)自重構的決策問題，研究了知識化制造系統(tǒng)自重構中知識網(wǎng)評價決策及自重構后模式選擇決策的方法及應用。在自重構中的評價決策方面，從知識網(wǎng)需求的模糊關系出發(fā)，定義了知識網(wǎng)模糊需求的自重構運算，提出了知識化制造系統(tǒng)的模糊需求評價

7、的決策方法。針對知識化制造系統(tǒng)自重構中模式選擇的決策問題，提出了一種灰色決策樹的方法。首先對影響知識化制造系統(tǒng)決策的因素進行分類和分析，給出其決策因素的概念模型，并采用調(diào)研、評價以及泛函分析等不同的評價方法對各影響因素進行評價。然后基于關聯(lián)分析，提出了灰色決策樹的模型，給出了其決策的詳細步驟。最后通過決策方法在知識化制造系統(tǒng)白重構決策中的應用，說明了方法的有效性。 最后基于本文的研究成果，開發(fā)了知識化制造系統(tǒng)自重構子系統(tǒng)。該子系

8、統(tǒng)集成了完全匹配的自重構使能具、基于近似匹配的自重構使能工具、用戶數(shù)據(jù)管理、用戶視圖、知識網(wǎng)評價、知識網(wǎng)自動生成以及系統(tǒng)軟件自動生成等模塊。 知識化制造系統(tǒng)自重構的研究與開發(fā)，在理論上完善和發(fā)展了知識網(wǎng)及其多重集和KMS自重構理論，奠定了近似匹配條件下的自重構理論和自重構優(yōu)化理論的基礎；在方法上為復雜系統(tǒng)(諸如KMS、軟件系統(tǒng))中知識的形式化表示、知識網(wǎng)的自動生成及自重構的決策問題提供了行之有效的方法；在實際應用上為KMS自重構