[发明专利]基于FCA的航空发动机叶片本体构建方法及系统

说明书

本发明提出一种基于FCA的航空发动机叶片本体构建方法和系统，包括：构建以航空发动机叶片制造领域的主题词表和文本集为数据源的形式背景；将形式背景转换为概念格；概念格中抽取概念、属性和实例组织成航空发动机叶片本体。本发明通过FCA方法将两者结合起来，从而兼顾效率与准确率。为了进一步提高本体的完整性与准确率，可以经过多次FCA迭代构造本体。在整个构造环节增加本体质量评估环节可以有效提高本体的完整性与准确率。在该环节需要对构造的本体进行质量评估，对构造的本体进行评价，对不符合要求的本体进行修改后再进行下一轮迭代。经过多次迭代可以达到较好的效果。

技术领域

本发明属于航空发动机叶片制造领域，具体涉及一种基于FCA的航空发动机叶片本体构建方法。

背景技术

随着航空事业的不断发展，航空发动机叶片的制造也越来越受到重视。航空发动机叶片制造中存在着大量的知识数据。随着时间的推移，未来还将产生新的知识数据。另外，领域专家的技术水平与工程经验这些先验知识、车间历年来积累的加工案例知识和实时采集的结构化加工数据散布在航空叶片加工各个应用系统中，这些异构的数据不能被有效地融合与共享，形成所谓的“数据孤岛(isolated data island)”的状态，使得制造企业无法深度利用已有的数据与知识对后续的加工制造、工艺优化等方面提供指导，从而提高生产效率。因此如何对航空发动机叶片及其加工过程进行有效的知识管理一直是一个亟待解决的问题。

构建知识库则是解决这一问题的有效方法。在面向制造业的知识库构建中，主要为基于关系、XML和本体的三种方式。基于关系的方式虽然显示直观，但是关系型数据对于动态知识的推理较为困难，推理效率低；基于XML的方式仍然拥有上述问题，且XML的表达方式对于可视化的表达较差，知识表示比较隐晦；基于本体的表示方式拥有好的表达可视化效果以及完整的推理机制，渐渐成为主流的方式。目前本体构建方法有两大类：自顶向下与自底向上。自顶向下的本体构建主要依赖人工，对于航空发动机叶片加工领域的企业而言，叶片加工最新研究多以非结构化或半结构化的文档形式存在，具有概念繁多，工艺复杂、知识量数据量巨大的特点。因此依靠人工手动构建本体的效率低、周期长，成本高；而自底向上本体构建则是通过相关技术从大量的数据中提取信息，然后将信息进一步聚集形成本体。这种本体构建过程不需要人为干预，效率高，但是存在构建的本体不够准确的问题。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的无法同时兼顾效率与准确率的问题，提出了一种基于FCA(形式概念分析)的航空发动机叶片本体构建方法。

针对现有技术的不足，本发明提出一种基于FCA的航空发动机叶片本体构建方法，其中包括：

步骤1、构建以航空发动机叶片制造领域的主题词表和文本集为数据源的形式背景，该形式背景为一个三元组K＝(G，M，R)，G是对象的集合，M是属性的集合，R表示G和M之间的二元关系；

步骤2、根据该形式背景中属性集合M和实例集合G，将形式背景转换成实例-属性间的二值关系矩阵；遍历该二值关系矩阵中所有实例集合，得到属性集合最大的对象MG；根据属性集合M与对象MG，得到所有属性集小于或等于对象MG的组合，以结合实例集合G，得到该形式背景中所有形式概念C；

步骤3、遍历所有该形式概念C建立概念间的层次关系，通过为该层次关系添加最顶层形式概念和最底层次形式概念，得到偏序集，并根据该偏序集中概念间的位置，调整该偏序集中概念，得到概念格，抽取该概念格中概念、属性和实例组织成航空发动机叶片的本体。

所述的基于FCA的航空发动机叶片本体构建方法，其中包括：

步骤4、判断当前的本体是否满足预期目标，若满足，则保存当前的本体作为最终结果，否则将当前的本体作为旧本体，再次执行该步骤1到3，得到新本体，并将新本体与旧本体相融合，作为最终结果。

所述的基于FCA的航空发动机叶片本体构建方法，其中该预期目标包括本体数量和/或本体属性描述全面度。