基于知识网格的知识供应理论与技术

论文摘要

该学位论文结合国家重点基础研究发展计划（973）资助项目:知识网格环境下面向产品创新设计的知识供应理论与技术研究,对基于知识网格的知识供应理论与技术进行了研究。本文从知识网格、知识资源组织、知识需求描述、知识供应引擎等方面进行了分析、研究和阐述;并结合产品设计领域,对提出的理论与方法进行了系统开发及应用实证。本文提出了基于对等网络的分布式结构化知识网格三层架构模型、以及知识资源查询路由方法;并对知识网格的核心——知识资源空间模型,结合知识地图进行了扩展;面向知识供应之目标,提出了基于知识网格的知识供应系统层次图、知识网格物理拓扑,以及在其基础上如何支持企业组织内部（或之间）的知识供应。本文提出了基于知识服务的异构知识资源统一描述、封装方法,并定义了知识服务本体;与此同时,提出了语义超图模型及其数据结构、推理机制,用于描述知识服务之间的语义关联,实现知识供应源头异构知识资源的有效组织管理。本文提出了基于工作流的知识需求描述以及智能获取方法,定义了基于工作流中成员-角色-任务的知识需求描述模型,并提出一套新的方法,主要是根据用户的兴趣、知识背景、工作的任务的需求、角色对能力的要求、以往阅读查询历史、社区交流记录、以及工作安排等信息,去自动挖掘出协同团队中各个用户的不同知识需求。本文提出了知识网格环境下集中式、分布式知识供应引擎模型,针对集中式,具体提出了基于用户需求的知识供应引擎（普通应用）、面向创新的知识供应引擎（高级应用）;并且结合分布式结构化知识网格三层架构模型,提出了适应该环境的分布式知识供应引擎实现策略。本文将前面提出的知识供应理论与技术应用到产品设计领域中。具体研究知识供应平台的系统架构和应用模块,研究如何通过该平台对产品开发中知识资源进行组织和管理,用具体实例展示产品设计活动中基于需求的知识供应过程、以及面向产品创新设计的知识供应高级应用。最后,通过具体实例展示了面向产品开发的分布式环境下知识供应引擎工作过程和场景。最后,对全文主要贡献进行了总结,并阐述了进一步研究计划。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 知识管理
• 1.2.2 网格与知识网格
• 1.2.3 个性化信息服务
• 1.3 研究现状小结
• 1.4 本文主要研究内容
• 1.5 本文的组织结构
• 1.6 本章小结
• 第二章 面向知识供应的知识网格
• 2.1 引言
• 2.2 知识网格理论与技术
• 2.2.1 网格的定义及扩展
• 2.2.2 知识网格的定义
• 2.2.3 知识网格的关键技术
• 2.2.4 知识网格中知识资源空间模型
• 2.2.4.1 知识资源空间模型的定义
• 2.2.4.2 面向产品开发领域的知识资源空间模型
• 2.3 知识网格与知识供应
• 2.3.1 知识网格的架构
• 2.3.1.1 基于知识网格的知识供应系统层次图
• 2.3.1.2 知识网格层与知识供应层服务模型描述
• 2.3.2 知识网格的物理拓扑结构
• 2.3.3 基于知识网格的企业内知识生产与供应
• 2.3.4 基于知识网格的企业之间知识供应
• 2.4 基于对等网络的知识网格实现策略
• 2.4.1 对等网络相关技术介绍
• 2.4.2 基于半分布式结构化对等网络的知识网格架构
• 2.4.2.1 结构化与半分布式对等网络
• 2.4.2.2 半分布式结构化知识网格三层架构
• 2.4.2.3 知识空间层中超级节点间语义关联
• 2.4.3 知识网格中基于语义的知识资源查询路由方法
• 2.4.3.1 知识资源查询路由方法总体框架
• 2.4.3.2 知识空间查询及其扩展查询方法
• 2.4.3.3 面向关联语义的查询扩展规则
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于知识服务的知识资源组织
• 3.1 引言
• 3.2 知识网格环境下的知识服务
• 3.2.1 知识服务的意义
• 3.2.2 知识服务在知识网格中的应用模式
• 3.2.3 面向知识供应的知识服务网络体系
• 3.2.4 知识服务的建模
• 3.2.4.1 知识服务模型
• 3.2.4.2 知识服务本体
• 3.3 基于语义超图的知识服务语义关联
• 3.3.1 知识服务的语义关联
• 3.3.2 Hy-SN:基于超图的语义网络
• 3.3.2.1 语义网络与超图
• 3.3.2.2 语义超图：语义网络与超图的结合
• 3.3.3 语义超图的数据结构
• 3.3.3.1 语义超图的矩阵形式
• 3.3.3.2 语义超图的数组形式
• 3.3.3.3 两种数据结构的比较
• 3.3.4 基于语义超图的知识推理
• 3.3.4.1 语义超图的逻辑推理
• 3.3.4.2 语义超图的相似推理
• 3.3.4.3 语义超图的归纳推理
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于工作流的知识需求建模
• 4.1 引言
• 4.2 静态知识需求模型
• 4.2.1 工作流关联模型
• 4.2.2 三种知识需求
• 4.2.3 知识需求拉动知识供应
• 4.3 动态知识需求模型
• 4.3.1 动态知识需求总体框架
• 4.3.2 基于内容的知识需求挖掘
• 4.3.2.1 确定关键词-领域关系表
• 4.3.2.2 确定文档的关键词词频
• 4.3.2.3 确定每个成员的领域隶属度
• 4.3.3 基于角色任务信息的协同知识需求挖掘
• 4.3.4 基于社区成员关联的的协同知识需求挖掘
• 4.3.4.1 社区内成员间关联发现的几种途径
• 4.3.4.2 基于Email 记录的协同知识需求发掘
• 4.3.5 混合式知识需求挖掘
• 4.3.5.1 两种方式的单纯合并
• 4.3.5.2 将基于内容的思想融入到协同式挖掘
• 4.3.5.3 将协同式思想融入到基于内容的挖掘
• 4.3.6 基于统计分析的知识需求量的确定
• 4.3.6.1 成员知识需求量的确立依据
• 4.3.6.2 确定成员的忙碌程度
• 4.4 本章小结
• 第五章 知识网格环境中的知识供应引擎
• 5.1 引言
• 5.2 基于需求模型的知识供应引擎
• 5.2.1 知识供应引擎的总体框架
• 5.2.2 知识供应的中的四条管道
• 5.2.3 知识供应引擎中语义相似度定义
• 5.2.3.1 基于继承关系的概念语义相似度
• 5.2.3.2 基于复杂语义关系的概念语义相似度
• 5.2.3.3 基于概念相似度的知识服务能力相似度
• 5.2.4 基于语义的知识服务能力匹配算法
• 5.3 面向创新设计的知识供应引擎
• 5.3.1 基于TRIZ 和本体的创新知识供应
• 5.3.2 面向产品创新的知识本体
• 5.3.2.1 面向产品创新的知识本体的构建
• 5.3.2.2 面向产品创新的知识本体的描述
• 5.3.3 语义注册
• 5.3.4 知识供应中的语义解析
• 5.3.5 知识查询分配设计
• 5.3.5.1 知识网格中跨库查询语句格式
• 5.3.5.2 知识网格中跨库查询解析
• 5.3.6 基于技术矛盾的知识查询
• 5.4 分布式知识供应引擎的实现策略
• 5.4.1 分布式知识供应引擎总体框架
• 5.4.2 分布式知识供应引擎运行流程
• 5.4.3 分布式知识供应引擎中关键技术分析
• 5.4.3.1 事件驱动的知识推送模块
• 5.4.3.2 过滤筛选模块
• 5.4.3.3 邻居节点集初始化
• 5.4.3.4 邻居节点集重构模块
• 5.5 本章小结
• 第六章 知识供应在产品设计领域中的应用
• 6.1 引言
• 6.2 知识供应原型系统与工具介绍
• 6.2.1 原型系统总体介绍
• 6.2.2 原型系统各模块的功能介绍
• 6.2.2.1 知识需求定义工具模块
• 6.2.2.2 知识供应平台模块
• 6.2.2.3 面向创新的知识供应模块
• 6.3 基于需求模型的知识供应实例
• 6.3.1 案例背景介绍
• 6.3.2 静态知识需求的定义
• 6.3.3 基于知识需求的知识供应结果
• 6.3.4 动态知识需求的智能挖掘
• 6.3.4.1 基于过去查询历史的用户知识需求挖掘
• 6.3.4.2 基于角色任务信息的协同知识需求挖掘
• 6.3.4.3 基于社区成员关联的协同知识需求挖掘
• 6.4 面向创新设计的知识供应实例
• 6.4.1 应用背景
• 6.4.2 创新问题的因果层次分析
• 6.4.3 查询的语义解析
• 6.4.4 分布式查询的分配执行
• 6.4.5 面向创新的知识供应结果展示
• 6.4.6 基于TRIZ 矛盾矩阵的知识供应实例
• 6.5 分布式知识供应模拟场景展示
• 6.5.1 节点之间相似度的计算
• 6.5.2 节点对知识资源的筛选
• 6.5.3 节点对邻居节点集的重构
• 6.6 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 本文的主要贡献
• 7.2 进一步的研究工作
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间已发表或录用的论文