56、关系数据挖掘在虚拟工程中的应用

关系数据挖掘在虚拟工程中的应用

1. 背景

在当今工程领域，知识的有效利用和设计的高效复用是关键挑战。工程活动知识密集，产品工程更是欧洲制造业发展的核心。

1.1 产品设计环境中的语义虚拟工程

工程活动涉及多种特定知识类型，如产品结构、CAD设计、技术规格等。这些知识以多种异构格式存储，CAD、文档和ERP/数据库是常见形式，也是SEVENPRO项目的重点。

当前工程团队面临诸多问题：
- 需访问不同工具的异构信息源，且工具间大多无法互操作。
- 开发新产品或定制化产品时，需新工程方法。CAD设计蕴含工程师经验，但知识复用效率低，团队需花费大量时间在CAD库中查找已有设计，还常重复设计相似物品。
- 不同类型知识由不同系统支持，彼此独立无沟通。

为高效检索信息，需进行复杂搜索，结合几何、技术和管理方面。但当前信息系统难以实现，除非搭建昂贵复杂的产品生命周期管理（PLM）系统，中小企业难以承受。可行的方法是使用语义知识技术和自动化语义标注系统，构建集成架构，从ERP、CAD和文档仓库中提取和维护语义标注层，实现设计知识的更好集成和复用。

1.2 ILP背景：通过RSD进行关系数据挖掘

RSD关系数据挖掘系统可从数据和关系背景知识中发现有趣的关系子组。在工程设计中，如“包含两个同心圆柱体的结构”就是一个关系子组描述，符合该描述的所有设计构成一个子组。有趣的子组应足够大，且所选属性值的分布与整个数据集有显著差异。

RSD与Aleph类似，通过命令行控制，接受Prolog语法的数据和背景知识。其独特之处在于将关系挖掘任务近似转换为非关系（命题）数据挖掘