[发明专利]一种结构化工程设计知识的语义检索方法

说明书

本发明公开了1.一种结构化工程设计知识的语义检索方法，该方法包括如下三个步骤：步骤1.术语分类识别；步骤2.知识语境捕捉；步骤3.语义检索。本发明提出的语义检索方法通过术语的智能分类和识别、知识语境的分析和提取以及智能检索算法，对结构化、多层次、多维度的复杂设计知识进行智能、快速和精确的搜索，从而实现匹配用户知识需求和工作语境的语义检索方法，为智能知识检索系统提供基础分析建模方法和搜索策略实现。

技术领域

本发明涉及复杂工程系统设计中的知识管理，具体来讲涉及一种面向结构化工程设计知识的基于语义的知识检索方法。

背景技术

本发明提出了一种结构化工程设计知识的语义检索方法，从而能够更加高效、精确地对工程设计知识进行检索，支持更好地理解和重用知识。现代工程设计的对象是飞行器和高速列车等复杂产品，这些产品的特点是其需求、功能、结构和行为都非常复杂。工程设计通常也被定义为将复杂设计需求转化为设计方案的复杂过程，涉及到机械、控制、动力、电子等多个学科的知识，因而面向工程设计的知识管理一直是工程设计研究的热点。目前，传统的知识记录和共享方法还是通过撰写专业设计报告，知识获取方法也主要是通过与资深专家进行交流。然而这种方法获取的都是分散的知识点，对需要将知识应用到新领域的人员具有较高的要求，理解知识和重用知识的效率也非常低。

随着信息技术的不断发展，许多企业开始使用信息系统进行知识管理，尽管对于专业文档的归档和管理仍然是这些系统的侧重点，越来越多的系统开始采用结构化知识模型(比如设计原理-Design Rationale)对设计知识进行高效捕捉和管理。结构化的知识模型可以将不同知识片段以图形化的方式连接起来，通过确定、清晰的语义和逻辑关系表示复杂的设计知识。这些系统的应用范围不断扩大，知识记录的数量也随之快速地增长，以一个航天产品的组件为例，其设计过程中产生的结构化知识节点可以达到几万个。因此，开发相应的知识检索方法成为迫切需求。现有技术主要基于关键字匹配来找到结构化知识单元中的节点并对这些节点通过相似度进行排序。基于这种技术的方法应用于结构化知识检索存在许多不足：第一，未能充分利用结构化知识中丰富的工程语义，检索结果精度不够，难以满足用户的知识需求。第二，未能充分利用知识节点的语境信息，检索结果难以理解和重用。第三，要求用户对关键词的选用有一定的经验，难以支持背景知识有限的用户。

发明内容

本发明提出了一种通用的结构化知识语义检索方法，相比现有技术解决了结构化工程设计知识术语归类、语境提取和高精度语义匹配的问题，从而支持更为高效率、高精度的复杂设计知识检索系统。相比通常采用的基于关键字匹配的检索算法，语义检索方法具有如下的优良效果：第一，该方法具有术语识别和归类技术，建立面向工程设计语义的本体结构，以此支持更加精确的内容分析和知识索引；第二，在此基础上，即使用户不能精确地描述检索术语，也可以实现高效的模糊搜索匹配；第三，该方法采用智能语境提取技术，高效地分析和利用结构化知识节点之间的语境传递和语境关联关系，以此实现更加高精度的匹配；第四；采用结合多技术要点的系统化检索匹配过程，通过术语识别、语境匹配和内容匹配几个方面提升检索精度；第五，基于用户知识使用语境，实现更精准的知识快速检索和智能推荐；第六，该方法对知识模型的具体结构定义没有要求，通过适当定制可以适用于不同类型的结构化知识。

为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：

一种结构化工程设计知识的语义检索方法，其中：该方法包括如下三个步骤：

步骤1.术语分类识别；

步骤2.知识语境捕捉；

步骤3.语义检索。

所述的方法，其中步骤1的术语分类识别按如下方式进行：将工程设计知识划分成多个知识片段，每个知识片段由一个知识文件表示，各个知识文件之间通过结构化方式连接。

所述的方法，其中：所述知识文件包括多个相互连接的知识节点，每个知识节点里面包含文本信息描述的知识内容。