知識(shí)化制造系統(tǒng)自重構(gòu)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(shí)化制造這一全新的制造理念應(yīng)運(yùn)而生。自重構(gòu)是知識(shí)化制造系統(tǒng)(KMS)的重要特性，它提高制造系統(tǒng)的適應(yīng)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(duì)知識(shí)化制造系統(tǒng)自重構(gòu)中的相關(guān)問題進(jìn)行了研究。首先對(duì)制造系統(tǒng)的知識(shí)表達(dá)問題進(jìn)行了研究，提出了一種全新的基于Agent網(wǎng)和知識(shí)網(wǎng)的復(fù)雜知識(shí)的表示方法，研究了自重構(gòu)運(yùn)算的性質(zhì)及算法，開發(fā)了知識(shí)化制造系

2、統(tǒng)自重構(gòu)的使能工具。然后，針對(duì)實(shí)際系統(tǒng)中模塊的近似性，提出了基于近似匹配自重構(gòu)的方法，并研究了基于近似匹配自重構(gòu)的算法及使能工具的實(shí)現(xiàn)。隨后，針對(duì)自重構(gòu)需要表達(dá)式的問題，提出了兩種方法解決知識(shí)網(wǎng)的自動(dòng)生成問題，即重構(gòu)生成法及最簡(jiǎn)約生成法。最后研究了自重構(gòu)中的決策問題，提出了知識(shí)網(wǎng)需求評(píng)價(jià)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(gè)方面進(jìn)行了研究： 1.研究了復(fù)雜系統(tǒng)諸如知識(shí)化制造系統(tǒng)等的知識(shí)表示問題，

3、提出了基于Agent網(wǎng)及知識(shí)網(wǎng)的知識(shí)表示方法。研究了知識(shí)網(wǎng)自重構(gòu)的算法及自重構(gòu)中的預(yù)處理問題，從而奠定了知識(shí)化制造系統(tǒng)自重構(gòu)的理論基礎(chǔ)。為了方便實(shí)際應(yīng)用，開發(fā)了知識(shí)化制造系統(tǒng)自重構(gòu)的使能工具。在使能工具開發(fā)中，討論了知識(shí)化制造系統(tǒng)中知識(shí)的表達(dá)及知識(shí)網(wǎng)庫的設(shè)計(jì)，詳細(xì)說明了知識(shí)網(wǎng)白重構(gòu)算法的實(shí)現(xiàn)以及知識(shí)網(wǎng)自重構(gòu)后軟件系統(tǒng)的自動(dòng)生成等難點(diǎn)問題。最后，利用開發(fā)的自重構(gòu)使能工具對(duì)某車身廠管理信息系統(tǒng)進(jìn)行了自重構(gòu)，驗(yàn)證了自重構(gòu)理論及其使能工具的有效

4、性。 2.針對(duì)實(shí)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(shí)化制造系統(tǒng)基于近似匹配白重構(gòu)的方法和應(yīng)用。首先討論了知識(shí)化制造系統(tǒng)自重構(gòu)中自重構(gòu)原(知識(shí)點(diǎn)原及聯(lián)系原)的匹配性度量(匹配度)，給出了白重構(gòu)原匹配度的定義、性質(zhì)及算法；然后給出了知識(shí)網(wǎng)的基于近似匹配自重構(gòu)的算法，奠定了基于近似匹配自重構(gòu)的理論基礎(chǔ)，并開發(fā)了基于近似匹配自重構(gòu)的使能工具；最后通過實(shí)例說明了知識(shí)化制造系統(tǒng)基于近似匹配自重構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用。 3

5、.針對(duì)知識(shí)化制造系統(tǒng)自重構(gòu)中需要用戶給出自重構(gòu)表達(dá)式的不足，研究了基于用戶功能需求的知識(shí)網(wǎng)自動(dòng)生成的方法。針對(duì)該問題，提出了兩種方法以自動(dòng)生成知識(shí)網(wǎng)，即重構(gòu)生成法和最簡(jiǎn)約生成法。在知識(shí)網(wǎng)的重構(gòu)生成法中，定義了知識(shí)網(wǎng)對(duì)用戶需求的滿意度關(guān)系和運(yùn)算，建立了知識(shí)網(wǎng)多重集運(yùn)算表達(dá)式優(yōu)化的模型，基于改進(jìn)的混合遺傳算法，對(duì)知識(shí)網(wǎng)多重集表達(dá)式進(jìn)行優(yōu)化，并給出了知識(shí)網(wǎng)重構(gòu)生成法的實(shí)現(xiàn)步驟。在知識(shí)網(wǎng)的最簡(jiǎn)約生成法中，首先確定了知識(shí)網(wǎng)最簡(jiǎn)約生成的匹配規(guī)則，然

6、后分析了最簡(jiǎn)約生成過程中底層知識(shí)點(diǎn)的匹配問題，并定義了知識(shí)點(diǎn)功能的簡(jiǎn)約符合度，給出了底層知識(shí)點(diǎn)匹配的算法和知識(shí)網(wǎng)最簡(jiǎn)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(jiǎn)約知識(shí)網(wǎng)的問題。 4.針對(duì)知識(shí)化制造系統(tǒng)自重構(gòu)的決策問題，研究了知識(shí)化制造系統(tǒng)自重構(gòu)中知識(shí)網(wǎng)評(píng)價(jià)決策及自重構(gòu)后模式選擇決策的方法及應(yīng)用。在自重構(gòu)中的評(píng)價(jià)決策方面，從知識(shí)網(wǎng)需求的模糊關(guān)系出發(fā)，定義了知識(shí)網(wǎng)模糊需求的自重構(gòu)運(yùn)算，提出了知識(shí)化制造系統(tǒng)的模糊需求評(píng)價(jià)

7、的決策方法。針對(duì)知識(shí)化制造系統(tǒng)自重構(gòu)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(duì)影響知識(shí)化制造系統(tǒng)決策的因素進(jìn)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(píng)價(jià)以及泛函分析等不同的評(píng)價(jià)方法對(duì)各影響因素進(jìn)行評(píng)價(jià)。然后基于關(guān)聯(lián)分析，提出了灰色決策樹的模型，給出了其決策的詳細(xì)步驟。最后通過決策方法在知識(shí)化制造系統(tǒng)白重構(gòu)決策中的應(yīng)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(shí)化制造系統(tǒng)自重構(gòu)子系統(tǒng)。該子系

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