基于语义关联度的复杂产品装配指令启发式设计
赵磊, 李二伟
中国空空导弹研究院，河南 洛阳471009)
为了实现复杂产品装配指令的启发式设计，通过深入分析复杂产品装配指令语义本体，提出了复杂产品装配指令语义相似度及语义关联度的概念，给出了复杂产品装配指令语义相似度及关联度分析方法，并基于本体层次结构中语义元素距离及概念属性因素，实现对装配指令语义元素的语义相似度量化分析及聚类，基于有向图理论，实现装配指令典型语义元素关联度量化分析,最终完成了装配指令的启发式设计。
装配指令(assembly order, AO)作为航空、航天等复杂产品装配生产任务的直接指导性工艺文件，对指导产品进行快速装配、缩短复杂产品研发周期、降低生产成本起到积极的推进作用。
对复杂产品装配指令设计的相关技术有多方面的研究。Boeing公司［1］采用装配工序（Job）、Step（包含一组Job）、工步的３层结构进行装配指导。Niels Lohse等［2］把装配工艺层次分解为装配任务(AT)、装配操作（AO）、装配动作（AA）。Satyandra K等［3］提出通过采用装配微规划器（microplanner）把高级别装配计划分解为低级别的、详细的、最简单的装配元素。Bernhard Jung等［4］把装配任务分为3类操作，构造一个对零件特征和关联关系敏感的知识模型，还定义了一系列面向任务层3类操作的算法，把高层的任务表达转换为低层的图形表达。Valérian Chaudron 等［5］根据装配约束关系，把产品装配操作分解为交互阶段（插入、拔出等）和操作（运动）阶段。李原等［6］提出了基于操作模型的装配仿真技术，将装配操作、装配工具等信息集成在一个统一的装配操作模型中，将产品装配环境和装配过程有机地结合在一起。王辉等［7］采用语义表达方法进行装配规划信息表示，描述了装配的语义关系，包括组成关系、依赖关系、配合关系、运动关系等。董天阳［8］采用语义进行装配工艺信息表示，生成一棵基于语义的装配树，在此基础上进行装配规划。刘振宇［9］基于语义进行装配关系的表达，介绍了虚拟装配环境中装配语义的自动识别。
可见，基于产品特征的零组件相似度匹配及典型装配指令的表达，为复杂产品装配指令的相似性检索提供了支持。然而，针对复杂产品装配指令设计，缺乏基于语义本体的相似度分析，不利于装配指令的结构化描述及单个语义元素的形式化表达，同时缺乏对装配指令语义元素潜在关联关系分析，成为指导装配指令启发式设计的瓶颈问题。
本文提出的基于语义关联度分析的复杂产品装配指令快速设计方法，在分析复杂产品装配指令相似度的基础上，实现复杂产品装配指令语义的形式化描述及启发式设计。〖HT6〗
1装配指令语义本体
1.1语义相关概念
定义1：语义。语义［10］可以定义为对象所对应的客观世界中的事物所代表的含义，以及这些含义之间的关联关系，是语义元素在某个领域内的解释。对于复杂产品装配指令，语义理解为用户描述复杂产品装配指令设计信息的文字及符号表示，并包含概念件的关系及其属性信息。
定义2：语义相似度。sim(ei,ej)为语义元素ei,ej的语义相似度，如果两个语义完全相同，则相似度为1；如果两个语义无任何共同特征，则相似度为0。本文研究的复杂产品装配指令语义概念......
作者简介：赵磊（1983—），男，山东即墨人，中国空空导弹研究院工程师，博士，专业方向为MBD、数字化装配及连接技术。
（文章来源《机械设计与制造工程》如需详细资料请联系江苏机械门户网客服QQ:2980918915,电话025-83726289）
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