(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210666174.6 (22)申请日 2022.06.14 (71)申请人 江苏科技大学 地址 212003 江苏省镇江市京口区梦溪路2 号 (72)发明人 柳大坤　方喜峰　龚婵媛　解晨晨　 张胜文　张春燕　沈洁　朱鹏程　 朱成顺　 (74)专利代理 机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 专利代理师 柏尚春 (51)Int.Cl. G06F 16/36(2019.01) G06F 16/35(2019.01) G06F 40/295(2020.01)G05B 19/05(2006.01) (54)发明名称 一种数控编程领域知识图谱构建方法 (57)摘要 本发明公开了一种数控编程领域知识图谱 构建方法， 步骤如下： 数控编程知 识收集与分类； 数控编程领域知识图谱模式层构建； 数控编程领 域知识图谱 数据层构建； 数控编程知识知识融合 与推理； 数控编程知识图谱知识存储； 数控编程 领域知识图谱 可视化。 本发明分析了数控编程领 域知识的表 示形式， 提出了多种策略的知识抽取 方法， 有效覆 盖了整个数控编程领域。 因而， 基于 本发明所构建的数控编程领域知识图谱规模更 大、 知识种类更全。 本发明利用基于本体和语义 规则的知识推理方式挖掘出所构建数控编程知 识图谱间隐含的语义关系， 保证了所构建的知识 图谱的知识质量并进一步扩展了数控编程领域 知识图谱的规模。 权利要求书3页 说明书8页 附图4页 CN 115221333 A 2022.10.21 CN 115221333 A 1.一种数控编程领域知识图谱构建方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： (1)数控编程知识收集： 具体包括工艺信息收集、 设备状态收集、 人员信息收集、 编程经 验知识收集和编程案例收集； (2)数控编程领域知识图谱模式层构建； 具体包括局部本体构建、 CAM领域通用本体构 建、 语义规则构建； (3)数控编程领域知识图谱数据层构建； 具体包括分别包括基于关系数据库映射的结 构化数据知识抽取方法、 基于NLP的非结构化文本数据知识抽取方法和基于CAM数控编程案 例的知识抽取 方法； (4)局部知识图谱知识融合与知识推理； 具体包括局部知识图谱的知识融合和基于通 用本体和规则的知识推理； (5)数控编程领域知识图谱知识存 储； (6)数控编程领域知识图谱知识可视化。 2.根据权利要求1所述的一种数控编程领域知识图谱构建方法， 其特征在于， 所述步骤 (2)具体为： (2.1)构建局部本体： 所述局部本体是指4M1E本体， 包括Man局部本体、 Machine局部本 体、 Material局部本体、 Method局部本体和Environment局部本体； 其中， M an局部本体是指 通过数控编程人员经验、 操作人员能力、 领域专家建议和企业管理人员加工意图建立的局 部本体； Machine局 部本体是指根据加工机床信息、 数控系统信息、 刀 具信息和夹具信息所 构建的局部本体； Mater ial局部本体是指根据加工特征信息、 材料信息所构建的局部本体； Method局 部本体是指根据数控加 工方法、 刀 具路径方法、 切入切出方法、 刀 具避让方法、 坐 标系设定方法构建 的局部本体； Environment局 部本体是指根据车间加工环境信息所构建 的局部本体， 具体是指根据刀具状态、 机床状态和工作台工况构建的局部 本体； (2.2)构建CAM数控编程领域 通用本体； (2.3)构建数控编程语义 规则； 根据权利 要求1所述的一种数控编程领域知识图谱构 建方法， 其特征在于， 步骤(3)中， 所述的基于关系数据库映射的结构化数据知识抽取 方法具体为： (3.1)利用收集得到的数控编程知识中分别建立数控工艺信息库、 车间状态信息库、 操 作人员信息库； (3.2)建立关系数据库存储模型， 将这些数据存放在关系型数据库中， 利用关系数据库 的主键和外 键设定数据间的关联关系； (3.3)利用所构建的局部本体与RDF数据库映射协议对建立的数据库进行本体关系映 射， 得到以RDF 形式存在的编程动态信息知识集； (3.4)根据收集得到的非结构化的数控编程知识， 构建了数控编程文本数据集； 同时， 技术人员人工对当前 数控编程知识的实体和关系进行分类； (3.5)文本数据预处理； 从文本数据集中构建用于三元组抽取的数据集， 经过文本数据 集预处理后， 文本中的每一行会作为 一个抽取样本； (3.6)训练NLP实体识别模型和NLP关系识别模型； 应用实体、 关系分类结果和文本预处 理后的数据集 来分别训练基于N LP的实体和关系算法抽取模型； (3.7)应用训练得到的实体和关系 识别模型对文本数据集进行三元组抽取， 其中NLP实权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115221333 A 2体抽取模型抽取得到的结果对应三元组的头节点和尾节点， NLP关系抽取模型抽取得到的 结果对应三元组的头节点和尾节点之间的关系； (3.8)应用模式层中的局部 本体对抽取 得到的三元组知识进行 校验； (3.9)应用校验后的三元组构建数控编程经验知识图谱。 3.根据权利要求1所述的一种数控编程领域知识图谱构建方法， 其特征在于， 步骤(3) 中， 所述的基于 CAM数控编程案例的知识抽取 方法具体为： (3.10)建立历史数控加工 案例库； (3.11)抽取历史数控加工案例中的加工特征信息与数控编程操作； 其中， 加工特征信 息是指加工特征的几何特征信息、 拓扑信息与特征工艺信息； 数控编程操作是指在CAM软件 中根据加工特 征对应建立的数控编程操作； (3.12)对历史加工特征信息集进行聚类分析； 应用该方法找出企业历史加工特征中最 典型的加工特 征信息单 元； (3.13)根据聚类结果， 提取每一类的中心样本作为该类特征的典型加工特征信息单 元； (3.14)构 建特征‑操作信息单元； 利用特征信息单元匹配对应的CAM数控编程案例中的 编程操作构建特 征‑操作信息单 元； (3.15)利用构建的局域本体对特 征‑操作信息单 元进行知识抽取； (3.16)利用抽取 得到的三元组关系构建CAM数控编程案例知识图谱。 4.根据权利要求1所述的一种数控编程领域知识图谱构建方法， 其特征在于， 所述步骤 (4)具体为： (4.1)局部知识图谱融合； 局部知识图谱融合主要是指对图谱中的实体进行匹配， 通过 基于概率模型和机器学习的方法来判断相同局部知识图谱或是不同的局部知识图谱中的 实体所指向的对象是否相同来将实体进行对齐； (4.2)应用所构建通用本体和数控编程SWRL 规则对融合后的知识图谱进行知识推理。 5.根据权利要求1所述的一种数控编程领域知识图谱构建方法， 其特征在于， 所述步骤 (5)具体为： (5.1)将由关系型 数据库动态编程信息抽取 得到的图谱知识存 储在临时存 储模型中； (5.2)由案例抽取和自然语言文本抽取得到的数控编程知识图谱存储在持久存储模型 中。 6.根据权利要求1所述的一种数控编程领域知识图谱构建方法， 其特征在于， 所述步骤 (6)具体为： (6.1)构建查询界面、 输入查询内容； 在前端Web页 面中开发出使用查询界面， 输入接受 用户查询请求； (6.2)分析查询意图； 在Java开发的后端系统中利用自然语言处理、 正则表达式来分析 使用者查询意图， 提取用户输入的关键信息； (6.3)构建查询语句， 进行查询； (6.4)判断查询结果， 若查询结果不为空， 将查询结果发送至前端； 若查询结果为空， 则 提示查询信息不存在； (6.5)前端可视化； 将前端接受的数据整理成可视化插件适配数据格式， 从而实现数控权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115221333 A 3