航天复杂薄壁零件加工工艺知识图谱构建及其应用

彭仕鑫1，肖彪1，赵正彩1 ，徐宝德2，丁国智2，尉渊2，苏宏华1，王萌2 (1．南京航空航天大学机电学院; 2．北京星航机电装备有限公司)

摘要: 针对航天复杂薄壁零件加工工艺数据结构化程度低、难以重用等问题，将知识图谱引入工艺设计领域，提出了一种典型的复杂薄壁零件加工工艺知识图谱构建方法。首先，自顶向下定义工艺知识层次结构，利用本体建模构建了模式层; 其次，利用知识抽取、知识融合及本体关系建立的方法自底向上构建了数据层，通过Neo4j图数据库完成了模式层与数据层的映射，并实现了工艺知识的可视化表征和快速检索; 然后，在构建完成的工艺知识图谱基础上，结合零件属性和特征拓扑关系的相似度实现了工艺路线推荐; 最后，搭建了复杂薄壁零件加工工艺知识图谱可视化系统，并以框段类零件为例展示了工艺知识检索与工艺路线推荐功能。研究结果表明: 对基于知识图谱和相似度计算的工艺路线推荐模型进行了500次测试，有94.7% 的推荐列表中存在与目标零件相符的工艺路线。这证明了该工艺知识图谱的构建方法是可行的，并且其对工艺设计工作起到辅助决策作用，可以有效提高工艺查询和设计的效率。

关键词: 工艺设计; 复杂薄壁零件加工工艺; 知识融合; 工艺路线推荐; 知识抽取; 可视化系统