知识工程技术在摩托车总体设计中的研究与应用

知识工程技术在摩托车总体设计中的研究与应用

孙君晓

孙君晓

广州大运机车有限公司

摘要：摩托车自身就是一种技术集成型的产品，传统的制造方式已经不再适用于摩托车产品的制造。目前国内的许多的摩托车制造企业都认识到了要想改变原来生产方式的弊端，除了需要引进国外的先进技术之外，还需要依靠知识工程技术（简称为KBE）来提升企业自身的开发能力。知识工程技术是当今智能设计领域活跃程度最高的一个分支。本文就从知识工程技术的角度出发，将面向对象引入了摩托车的总体设计方面的知识库以及管理系统，介绍了摩托车总体设计中的知识表示，并且在文中分析了面向对象视角下摩托车的总体设计库的架构以及知识库的管理系统的设计思路。

关键词：知识工程技术；面向对象；摩托车总体设计；知识库管理系统

1、有关摩托车总体设计的知识表示方法

摩托车总体设计的重要环节之一就是研究知识的表示方法，知识的表示方法直接会对摩托车总体设计的决策方面的推理以及最后结果产生影响。传统意义上的知识表示方法大概包括谓语、框架以及产生式规则等等。在这些方式的基础上，已经研发出了许多具有实用性的系统。并且投入使用，但这些方法也同样存在着知识表示方法单元化、难以对整体形象进行把握，而且在知识的管理以及维护等方面都存在着很多问题。在当代组织多背景的发展情况下，再加之知识库构件数量的不断增多，如若继续沿用之前的知识表示方法，在处理知识的时候，效率就会有着明显的下降。

为了避免上面提及到的缺陷，因此。面向对象被引入了知识表示的方法中来。面向对象角度下的知识表示，就是将对象作为中心，将对象的各种属性、动态行为特征、相关领域内部知识以及数据的处理方式等等方面封装在表达对象的结构中。通过使用这种对象类的知识表达方式，可以轻易将数据抽象以及信息共享得以实现，借此来做到对于知识的反复利用，提升知识的利用率。与此同时，面向对象的数据库的维护工作是十分容易的，后期专家系统的开发也是十分便利的。并且这种数据库支持下开发的系统或者是程序有着良好的架构以及简洁的界面，同时系统后期的扩展性也是优良的。

2、架构摩托车的总体设计知识库

上面提到过摩托车的总体设计工作自身拥有着极强的技术性、极高的难度。因此对摩托车的总体设计工作的要求就相对而言要高的多。在这种情况下，摩托车总体设计中的知识库的建立就要面对许多困难。为了提高总体设计中的专家系统含有的推理机的效率，大幅度减少推理的时间。因此，选择架构一个结构合理的知识库就显得十分重要。站在摩托车知识以及总体设计的角度上来看，知识库可以分为两种类型：实例库以及规则库。一个完整的规则库中又包含以下的细分规则库：3个子规则型知识库、选型规则知识库、布局设计规则知识库、性能规则知识库、车架选择规则知识库、发动机形式选择规则知识库、轮胎选择规则知识库、减震器类型选择规则知识库、传动方式选择规则知识库前后悬架选择规则知识库。在布局设计规则知识库中有包含着以下的一些知识库：发动机安装形式规则知识库、发动机安装角度规则知识库、前后减震器倾角规则知识库以及整个车身的结构上的参数值。在性能规则知识库中包含着以下的内容：整个车辆的参数规则知识库、整车的性能评定规则知识库以及人机工程。这样的知识库构造明显的具有以下优点。

2.1将知识库很好的模块化

规则库具体是由3个大部分组成，在这3个大部分之下每一个字部分又是由多个再次一级的子规则知识库组成的，这就使得这整个知识库按照各级模块化的知识库组成。这样一来，推理机在整个的推理过程中针对规则的测试次数大大减少，达到提升推理效率的目的。

2.2将知识进行了分层化处理

传统意义上的知识是人们针对自然现象的认识并且经过总结而得出的经验总和。站在知识工程技术的角度上，知识则是对信息进行消减、塑造、解释以及转换之后得到的经验。在上面也提到了知识库规则上的模块化，这样就使得每一部分的知识也得到了集中处理，从而形成了知识上的分层处理。这样在推理机在进行推理过程的时候，对于知识的搜索以及处理效率都会得到明显的提升。

3、站在面向对象视角下设计知识库的管理系统

摩托车总体设计的知识方面具有高复杂性、多层次性等特性，这也就注定了知识库的管理系统除了这两种特点之外还要具有模糊性。此外，这个知识库中涉及的知识总量是庞大的，而且知识库需要在摩托车总体设计的每一步中发挥自身的作用。因此，知识层面的一致性以及完整性的检查和知识库的维护都可以成为整个知识库管理系统设计的成败因素。

3.1面向对象视角下知识库管理系统的架构

知识库的管理系统自身的结构对整个系统而言是最基本也是最重要的组成部分之一，还会对以后系统的扩展有着重要影响，因此，知识库的管理系统是在面向对象的基础上进行架构的。在这种知识库的管理系统中义工可以分为3层，上层主要是用户界面，主要负责用户与系统之间的交流，通过上层的用户界面，可以做到知识库的查询以及浏览，中间层主要是由设计的实例管理模块组成，这部分主要负责对所有知识的管理。最下面一层就是知识库层，负责知识的存储。

3.2知识库管理系统的架构方式的优点

3.2.1达到知识的共享

知识库的建立就是为保证在同一个知识库中不同的人们可以根据自身的不同需求来搜索对应的知识以便解决自己的问题，这是知识库管理系统架构要达到的最基本的要求。在知识库中通过知识对象类的建立，通过调用知识的查询以及维护两个模块就可以实现权限相同的不同用户可以电泳自己所需的知识来解决各自的问题。

3.2.2知识层之间的独立性

在管理系统架构的时候，就需要将知识库和应用程序做到相互独立。即便知识库中的逻辑发生改变，也不会对整个应用程序产生影响，反过来也是一样。在系统基本定性完成之后，最主要的工作就只剩下了维护。在维护的过程中，要想保证修改和维护比较便利，数据的兼容性同样良好，也同样要将数据的存取工作以及操作逻辑进行分割。这样一来，知识库分为三层，当某一种功能需要进行改动时，不会对其他层面的操作产生影响。

3.2.3保证知识的完整度

在这里的完整度主要指的是知识库中知识的准确性、有效性以及兼容性。这一点可以依靠管理系统中的知识检测模块来进行。当出现检测失败时，直接返回到上一步操作界面，检测成功之时，直接把知识录入知识库中。

3.3管理机制的实现

整个知识库的管理系统主要还是要实现对知识的查询、维护以及录入。在整个系统中，工作流程就分为四部分：输入知识、转换对象集、存储知识，检测知识。管理机制的实现过程如下：用户界面进行指令的输入或者是知识的输入，然后对应模块调用知识对象类，并且存入对象类中，后经知识检测模块进行检测，符合则存储或者显示知识，失败则返回上一步。

4、总结

本文从有关摩托车总体设计的知识表示方法出发，在文中介绍了摩托车总体设计中的知识表示，并且在文中详细的分析了面向对象视角下摩托车的总体设计库的架构以及知识库的管理系统的设计思路。以期可以对今后摩托车的总体设计知识库及其管理系统的架构有所帮助。

参考文献

[1]张斌.基于KBE的摩托车开发流程研究[D].重庆大学,2010.

[2]杜静,何玉林,宋豫川.知识工程技术在摩托车总体设计中的研究与应用[J].汽车工程,2006(03):304-307+220.

[3]冯豪.面向摩托车智能设计的知识库系统研究与应用[D].重庆大学,2005.