分布式知识处理理论与系统实现

论文摘要

在现代产品设计中,随着产品功能的增多,其结构也变得复杂,因此,一个产品的设计过程可能需要多家单位联合共同完成,而这些单位可能位于不同的地点,这样,产品的异地协同设计问题的研究便有了重要意义。本文对分布式知识处理理论与系统进行研究。首先,对多领域、分布式知识进行统一建模。研究了本体的基本理论,并运用本体理论,结合实际情况,对产品设计过程中的知识从两个层面进行分析和建模,接着根据这些模型以及得出的结论,基于本体论,设计具有较强的表达能力且较强通用性的知识表达方法,并以XML文档的形式进行描述。然后,基于知识表达方法进行推理系统的研究。利用统一建模语言——UML技术,根据设计的需求,对推理系统从三个不同的层面建模,根据这三个模型,设计出推理系统的整体流程。接着研究了基于本文知识表达方法的推理算法,结合知识表达方法的具体形式,利用前向链接推理算法,对推理系统中的各个具体模块进行设计,其中包括概念推理模块、规则推理模块以及方法推理模块。最后,对分布式系统的理论进行了研究。本文对常见的两种分布式控制体系进行比较,综合各自优点,提出了一种分布式推理系统的整体架构,能够尽可能的发挥两种体系的优点。接着,研究了分布式系统中的冲突消解算法以及方案评价方法,在冲突消解中,运用知识处理消解法;在方案评价中,定义了冲突消解函数,并对其进行定性和定量的分析,最终定义其具体函数表达式,从而可以对方案的冲突程度进行量化表示。本文从复杂产品的异地协同设计问题入手,对该问题中涉及到的主要的三个部分分别进行了理论分析和设计,三部分的研究内容并不是彼此独立的,而是相互关联的,推理系统要根据知识表达方法来设计,而知识表达方法中也要考虑到分布式的情形。最终,根据产品异地协同设计这一背景,进行软件的需求分析和总体体系结构设计,利用三部分的理论,开发一款系统,并以减速器的分布式设计为例,对所研究的理论与系统进行了验证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 多领域知识的统一建模
• 1.3.2 分布式推理的模型
• 1.3.3 分布式系统的架构
• 1.3.4 冲突消解算法
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第2章 基于本体论的知识表达方法
• 2.1 引言
• 2.2 本体的基本理论与表达方法
• 2.2.1 本体的基本概念
• 2.2.2 本体的表达方法
• 2.3 基于本体的知识表达方法的设计
• 2.3.1 基于本体的产品设计过程中知识的建模
• 2.3.2 知识模型之间的约束关系模型
• 2.3.3 知识文档的结构设计
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于UML 技术的推理系统的设计
• 3.1 引言
• 3.2 推理流程的设计
• 3.2.1 统一建模语言UML 简介
• 3.2.2 推理过程的UML 建模
• 3.2.3 整体推理流程的设计
• 3.3 推理算法的研究
• 3.3.1 推理过程中的基本概念
• 3.3.2 前向链接推理算法的研究
• 3.4 推理机的设计
• 3.4.1 概念推理机的设计
• 3.4.2 规则推理机的设计
• 3.4.3 方法推理机的设计
• 3.5 本章小结
• 第4章 分布式推理中的冲突消解
• 4.1 引言
• 4.2 分布式系统的整体架构
• 4.2.1 分布式的实现方法
• 4.2.2 分布式推理系统的整体架构设计
• 4.3 冲突消解算法以及方案评价的研究
• 4.3.1 冲突消解算法的研究
• 4.3.2 方案评价方法的研究
• 4.4 本章小结
• 第5章 分布式知识处理系统的实现
• 5.1 引言
• 5.2 系统的需求分析及总体设计
• 5.2.1 系统的需求分析
• 5.2.2 系统的体系结构
• 5.3 系统的开发手段及算法设计
• 5.3.1 系统的开发手段
• 5.3.2 系统中用到的算法实现
• 5.4 系统实现
• 5.4.1 系统的编译模块
• 5.4.2 系统的推理模块
• 5.4.3 系统的方案汇总模块
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢