基于知识图谱的复杂产品装配指南的问答系统设计研究

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知识图谱是人工智能应用重要基础资源,以人工智能与制造业结合的智能制造领域也逐渐成为新一代产业革命的核心发展方向。高价值的复杂产品因其复杂性,导致装配困难易错,装配指南便成为了非常重要的辅助工具,利用知识图谱这种图结构的数据格式来储存装配信息数据,更便于这类复杂知识在计算机系统中的存储与检索,以实现装配的快速问答与时效性强的指导,将装配环节也推进到智能制造。本文基于知识图谱技术工具,结合交互设计方法,以AGV智能车这一复杂产品的装配知识为知识库,设计了一款直观、高效、易学的装配指南问答系统。首先是根据企业的项目需求,将AGV智能车内部的核心工作装置——移载装置进行机械结构设计,并将所涉及的专用零件以及标准件分类命名,梳理成结构化的数据库以便导入到知识图谱图数据中;接着将结构化数据中的元素与图数据库Neo4j中的节点和边进行关系对应匹配,并根据零件的分组给不同组不同性质的零部件设置不同颜色与连接方式,然后按照既定规则将数据逐条手动输入到Neo4j中形成图形数据,并为之后检索作数据支持;紧接着根据以用户为中心的设计法则设计装配指南的智能问答系统,从心理模型的建立开始,探索用户需求、用户使用流程,并定下交互逻辑与流程,再到界面视觉的设计,整体设计符合工业风格以给人专业的感觉,并加入场景化的设计以减轻用户对界面的认知负担;设计制作好界面后,根据其界面设计规范进行前端开发,后端是知识图谱和可视化素材的结合,并采用前后端分离框架开发出整个系统;开发后进行对照实验验证其可用性,实验证明该系统确实可以提高装配效率,并降低了学习成本。经具体案例的验证本文成功开发了一款界面简洁、直观,使用起来方便、效率,结果信息提供快捷、准确的装配指南智能问答系统,是知识图谱可视化领域实体信息录入使用的一种探索,为智能制造贯彻整个研发设计流程提供了新的思路,提供了一种知识存储、知识再利用的良好方式,也为简化装配工作及其售后维修工作提供了新的方法。
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