[发明专利]一种面向数控机床设备维护的知识图谱关系补全方法

说明书

本发明公开了一种面向数控机床设备维护的知识图谱关系补全方法，特点是构建知识图谱和候选关系文本并获取训练三元组集；通过路径排序算法枚举出每个训练三元组对应的所有完整关系路径；构建知识图谱补全模型；从候选关系文本中选择任意一个查询关系，并将查询关系和对应的训练三元组的所有完整关系路径输入到知识图谱补全模型中，将大于或等于设定的补全阈值的概率分数对应的查询关系和实体对组成三元组并补全进知识图谱中；优点是利用了知识图谱的知识推理能力，通过已有故障解决方案推理出新故障的解决方案，将数据整合到一起，有效消除了数据孤岛的问题，对不完整的知识图谱进行补全，填补了数控机床设备维护领域的图谱补全方法的空白。

技术领域

本发明涉及数控机床设备维护领域，尤其是一种面向数控机床设备维护的知识图谱关系补全方法。

背景技术

数控机床设备是生产活动的物质技术基础，保证设备健康持续地运行，减少风险和故障的发生，是每一个制造业企业能够正常运行的前提，但是随着经济全球化的发展，企业之间的竞争在不断地加大，设备也变得越来越机械化、自动化和智能化，与此同时，设备系统结构复杂性日益增加，设备的故障检测、诊断、预测和日常综合维护等工作难度也不断的加大，设备系统中任何一个部件出现故障，都将影响整个设备系统的正常运行。

现有的数控机床设备维护技术采用一般检索方式，但由于数据分散、繁杂，采用一般检索方式得到的效果非常不理想；且各个数据之间其实是存在关联的，如设备和各个故障维修方法，两者是存在着紧密联系，而一般检索方式对于这些数据没有进行一定的关联，导致数据与数据之间关联性较差；另外一般检索方式都是依赖维护人员的经验知识以及维护文档，知识非常零散，当设备出现故障时，维护工作难以快速、有效的展开。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种面向数控机床设备维护的知识图谱关系补全方法，不但提高了数据之间的关联性，得到了理想的效果，而且使得维护工作得以快速、有效的展开。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种面向数控机床设备维护的知识图谱关系补全方法，包括以下步骤：

①利用知识抽取手段对特定的多种数控机床设备维护案例手册进行实体的抽取及不同实体间的关系抽取得到实体及不同实体间的关系，基于实体及不同实体间的关系构建知识图谱，从知识图谱中获取训练三元组集，每个训练三元组包括一个源实体和该源实体对应的一个目标实体组成的实体对及该源实体与目标实体间的关系，基于不同实体间的关系构建候选关系文本，候选关系文本包括查询关系、伴随关系、原因关系；②通过路径排序算法在知识图谱中执行随机游走，枚举出每个训练三元组对应的所有完整关系路径，其中，枚举出任意一个训练三元组对应的所有完整关系路径的具体过程如下：

②-1根据实体获取实体的类型，在知识图谱中，从该训练三元组中的源实体的类型开始通过随机游走方式一直到达目标实体的类型，同时记录从源实体的类型到目标实体的类型的关系和对应的中间实体，获得所有从源实体的类型到目标实体的类型之间关系组成的关系路径；

②-2获取每条关系路径的随机游走概率，获取其中的最大概率值，并在随机游走概率大于最大概率值的80％的关系路径中添加对应的中间实体得到该训练三元组对应的所有完整关系路径，并将该训练三元组对应的完整关系路径的总数记为n；

③构建知识图谱补全模型，包括依次连接的嵌入层、CNN层、BiGRU层、Attention层和输出层；

④从候选关系文本中选择任意一个查询关系，并将查询关系和对应的训练三元组的所有完整关系路径输入到知识图谱补全模型中，得到查询关系和实体对之间的概率分数，具体过程如下：

④-1将查询关系和对应的训练三元组的每条完整关系路径输入到嵌入层中，得到查询关系对应的关系向量和每条完整关系路径对应的路径序列；