一种数控加工领域工艺数据的知识图谱构建方法技术

一种数控加工领域工艺数据的知识图谱构建方法，包括以下步骤：S1：建立原始资料数据库，S2：构建知识图谱模式层，人工抽取原始资料数据库中的工艺知识，结合数控加工工艺领域的专家知识建立本体模型，构建知识图谱模式层：S3：构建知识图谱数据层、提取三元组，利用数据抽取模型抽取非结构化数据中的实体、属性、关系，构建知识图谱数据层；S4：可视化展示，模式层和数据层结合起来构建知识图谱，存储知识图谱并进行可视化展示。本设计不仅能够直观、全面地管理工艺数据，而且在基于深度学习推理的前提下实现数据的深层开发。前提下实现数据的深层开发。前提下实现数据的深层开发。

【技术实现步骤摘要】
一种数控加工领域工艺数据的知识图谱构建方法


[0001]本专利技术涉及一种数控加工领域工艺数据的知识图谱构建方法，具体适用于直观管理工艺数据。

技术介绍

[0002]数控加工以数控机床或数控加工中心为独立单位进行加工制造，数控机床针对单个零件加工制造，毛坯材料流转在不同的机床最终加工成型。工艺数据指对机械产品进行工艺设计过程中使用的和所产生的数据，包括规范化的静态数据和加工过程中产生的动态数据。从零件的设计到加工合格会产生大量的数据，数据类型复杂，数据格式多样，结构化数据、半结构化数据以及非结构化数据都有包含。零件加工过程中的动态数据由数控加工设备搜集并存储在数据库中，零件设计过程涉及到的标准文件多是非结构化数据，零件的设计图纸格式也因建模软件的不同而不同，零件的加工工艺根据不同的加工情况和企业也有不同的呈现方式，比如工序卡片的格式不是完全相同的，加工流程是否要以工序卡片来表达也是不同的。从工艺数据内容来看，可分为资源类数据、规则类数据、规程类数据。结构化数据以及半结构化数据与知识图谱关联比较容易，而非结构化数据用知识图谱来表示较难实现。非结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数控加工领域工艺数据的知识图谱构建方法，其特征在于：所述工艺数据的知识图谱构建方法包括以下步骤：S1：建立原始资料数据库，查找数控加工领域相关的数据资料，并建立原始资料数据库；S2：构建知识图谱模式层，人工抽取原始资料数据库中的工艺知识，结合数控加工工艺领域的专家知识建立本体模型，构建知识图谱模式层：S3：构建知识图谱数据层、提取三元组，利用数据抽取模型抽取非结构化数据中的实体、属性、关系，构建知识图谱数据层；由于原始资料数据库中的数据均属于包含大量信息的非结构化工艺数据，要完成知识图谱的自动建立，则需要将包含大量信息的非结构化工艺数据的信息进行抽取，将非结构化数据转化为语义关系数据；故建立数据抽取模型自动抽取非结构化数据中的实体、属性、关系，构建知识图谱数据层；所述数据抽取模型包括工艺语句分词模块、工艺词语分类模块和语义关系构建模块；S4：可视化展示，模式层和数据层结合起来构建知识图谱，存储知识图谱并进行可视化展示。2.根据权利要求1所述的一种数控加工领域工艺数据的知识图谱构建方法，其特征在于：所述S1：建立原始资料数据库中的数控加工领域相关的数据资料包括：零件的图纸数据、规范性手册、加工过程工艺卡片、数控机床和加工中心的数据、夹具量具定位装备的数据、工艺文件、工序卡片、专业书籍、工艺手册；将查找到的数控加工领域相关的数据资料，存储到本地硬盘中作为原始资料数据库。3.根据权利要求2所述的一种数控加工领域工艺数据的知识图谱构建方法，其特征在于：所述S2：构建知识图谱模式层，首先人工抽取原始资料数据库中的工艺知识，结合数控加工工艺领域的专家知识建立本体模型，构建知识图谱模式层；S2.1：分析抽取出来的工艺数据，结合专家知识对数据进行归纳；要建立本体模型并构建知识图谱模式层；知识图谱模式层通过本体模型方式来构建，本体模型通过本体语言OWL来描述；针对原始资料数据中的非结构化数据通过人工提取工艺知识，然后结合专家知识建立本体模型构建知识图谱模式层；本体模型是模式层的模型，本体语言是描述模式层的语言；S2.2：数控加工设备的加工对象是零部件，分析零部件的CAD模型和数控加工工艺文档包含的零部件信息及加工制造信息，可以将其归纳为六类数据：加工对象数据、加工设备数据、加工方法数据、加工装备数据、加工特征数据以及语义关系数据；工艺数据可以总结为：加工对象数据、加工设备数据、加工方法数据、加工装备数据、加工特征数据和语义关系数据；加工对象数据是整个工艺数据的基础，描述了加工对象的编号、名称等文本信息，还描述了包括机械模型的材料、尺寸、要求的信息；加工设备数据主要指加工零件需要的数控机床或者加工中心，例如数控铣床、数控车床；加工方法数据是指加工零件的方法和操作，材料从毛坯到零件要经过的步骤，具体指加工工序和工步；加工装备数据指的是工艺装备，包括定位用到的定位装置、夹紧装置，加工过程中的量具辅具，如机床上的刀具；加工特征数
据是指机床所完成的工序中具体的加工对象及要求，如面、孔、螺纹，加工要求包括精度要求和材料处理的要求；语义关系数据是指前面几种数据之间的关系，表示不同类别的数据之间的联系；S2.3：为了保持模式层的准确性和完备性，把以上的六种数据抽象为六大类，其中加工对象数据、加工设备数据、加工方法数据、加工装备数据、加工特征数据以及语义关系数据依次对应：零件类、设备类、工艺类、装备类、特征类、关系类；工艺类继承有工序类和工步类，装备类继承有刀具类、夹具类、量具类、辅具类，特征类继承有形状特征类、精度特征类、技术特征类、管理特征类、材料特征类，其中，精度特征类继承有尺寸精度类、形状精度类、位置精度类、表面粗糙度类，关系类继承有contain类、order类；类的属性包括类属性和实例属性，类属性为各类及其子类共享，所有实例共享对应的类属性，实例属性仅为各个实例所有；零件类具有名称类属性，设备类具有名称类属性，工艺类具有名称类属性，装备类具有名称类属性，特征类具有名称类属性，关系类具有名称类属性，其他实例属性根据不同实体添加；S2.4：知识图谱的模式层描述一些实体类及之间的关系，模式层根据S2.3中抽象的实体类建立，通过表达式来描述，把抽象出来的实体类和关系建立本体模型，利用prot
é
g
é
软件建立和展示，模式层的知识通过本体模型来表示，本体模型可以用owl语言来描述；知识图谱的模式层的本体模型形式化表达为：KGPattern＝{Entity∪Relation}其中：Entity＝{P∪M∪O∪E∪F}Relation＝{R}R＝{(P
i
，contain，F
j
)∪(O
i
，contain，M
j
)∪(O
i
，contain，O
j
)∪(O
i
，contain，E
j
)∪(O
i
，contain，F
j
)∪(O
i
，order，O
j
)∪}以上式子中：KGPattern指知识图谱模式层的形式化表达模型，Entity指模式层描述的实体集合，Relation指模式层描述的关系集合；P表示零件类，M表示设备类，O表示工艺类，E表示装备类，F表示特征类，R表示关系类；语义关系R包括contain、order，contain关系定义为零件类与特征类之间的包含关系，工艺类与设备类、装备类、特征类的包含关系，以及工艺类之间的包含关系，关系表示及描述为：(P
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，contain，F
j
)表示零件P
i
包含特征F
j
，(O
i
，contain，M
j
)表示工艺O
i
包含设备M
j
，(O
i
，contain，O
j
)表示工艺O
i
包含工艺O
j
，(O
i
，contain，E
j
)表示工艺O
i
包含装备E
j
，(O
i
，contain，F
...

【专利技术属性】
技术研发人员：萧筝，王继业，田野，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：