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高等院校教師
目錄
前言
第一章 緒論/1
第一節 知識及其演進/1
一、知識的定義/1
二、從數據、信息到知識、智能、智慧/2
三、知識的特徵與分類/4
第二節 知識工程及其發展/6
一、知識工程的提出/6
二、知識工程的發展歷程/7
三、新一代知識工程/9
四、知識工程的研究內容/10
第三節 大數據環境下知識工程挑戰/11
第四節 製造企業知識工程/13
一、知識與企業能力/13
二、企業信息化與企業知識化/14
三、企業知識管理/14
四、知識工程與智能製造/15
參考文獻/15
習題/16
第二章 知識獲取/17
第一節 知識獲取概述/17
一、知識獲取的概念/17
二、知識獲取的來源/18
三、知識獲取的過程/19
四、知識獲取的主要方法/21
五、基於神經網絡的知識獲取方法/22
第二節 數據挖掘/25
一、數據挖掘概述/25
二、數據挖掘的構成和分類/26
三、數據挖掘的方法/27
四、數據挖掘的過程/28
五、數據挖掘的發展/30
第三節 機器學習/31
一、機器學習概述/31
二、機器學習的發展/31
三、機器學習的方法/32
四、機器學習的過程/34
五、機器學習在數據挖掘領域的應用/34
第四節 Web挖掘/35
一、 Web挖掘概述/35
二、 Web挖掘的分類/35
三、 Web挖掘的過程/38
四、 Web挖掘技術的應用/39
目錄第五節 文本挖掘/39
一、文本挖掘概述/39
二、文本挖掘的發展/40
三、文本挖掘的方法/40
四、文本挖掘的過程/41
五、文本挖掘的研究與應用/42
第六節 圖挖掘/43
一、圖挖掘概述/43
二、圖挖掘的主要內容/44
三、圖挖掘的應用/46
四、圖挖掘的發展/47
第七節 應用案例/48
參考文獻/51
習題/52
第三章 知識表示/53
第一節 知識表示概述/53
一、知識表示的概念/53
二、知識表示的準則/53
三、知識表示的發展/54
第二節 一階謂詞邏輯表示法/55
一、一階謂詞邏輯表示規則/55
二、謂詞邏輯表示的演算/56
第三節 框架表示法/57
一、框架理論/57
二、框架的性質及特點/58
第四節 語義網絡/59
一、語義網絡的概念和結構/59
二、語義網絡特性傳遞方式/60
三、聯結詞在語義網絡中的表示方法/61
四、語義網絡的局限性/62
第五節 產生式表示法/62
一、產生式表示法的基本形式/63
二、產生式系統/63
三、產生式的複合形式/64
四、產生式表示的優缺點/65
第六節 過程表示法/66
一、過程表示法的概念/66
二、過程表示法的過程規則/67
三、過程表示法的特點/67
第七節 狀態空間表示法/68
一、狀態空間表示法的概念/68
二、狀態空間表示法的組成/68
第八節 面向對象表示法/70
一、對象、消息和方法/70
二、類、類層次和繼承性/72
三、面向對象知識表示與語義網絡、框架系統的比較/72
第九節 基於範例表示法/73
一、範例的定義/73
二、範例的表示/74
三、語義記憶單元/74
四、記憶網/75
第十節 基於Rough Set表示法/76
一、粗糙集的基本概念/76
二、基於粗糙集的知識表示/77
第十一節 基於神經網絡的知識表示/78
一、人工神經網絡的基本思想/78
二、BP神經網絡的知識表示/78
三、神經網絡表示的特點/80
第十二節 基於本體的知識表示法/80
一、本體在知識工程領域的研究/80
二、基於本體的知識表示/81
三、領域本體知識表示的作用/82
四、基於本體的知識表示存儲/83
第十三節 知識圖譜中的知識表示/84
一、知識圖譜的通用知識表示/84
二、知識圖譜中的圖表示/85
三、知識圖譜的三元組表示/85
四、知識圖譜中的向量表示/86
參考文獻/87
習題/87
第四章 知識推理/89
第一節 知識推理概述/89
一、推理的定義/89
二、推理的方法及其分類/89
三、推理的控制策略及其分類/90
第二節 邏輯推理/94
一、命題邏輯/94
二、一階邏輯/謂詞邏輯/95
三、演繹推理/97
四、推理策略/100
第三節 不確定性推理/101
一、不確定性的含義/101
二、不確定性的來源/102
三、不確定推理常用方法/102
第四節 推理的工程應用/113
一、基於規則的推理/113
二、基於案例的推理/115
三、基於模型的推理/117
參考文獻/119
習題/119
第五章 知識管理/121
第一節 知識管理概述/121
一、知識管理的歷史/122
二、知識管理的研究視角/124
三、知識管理的目標/125
第二節 知識管理的對象/127
一、知識管理的主體和客體/127
二、知識分類/129
三、製造企業知識管理的對象/132
第三節 知識管理的體系/132
一、知識管理體系整體架構/132
二、知識管理系統的建模方法分析/135
三、知識管理的活動/135
四、知識管理的支撐/140
第四節 知識管理的信息技術支持/143
一、數據庫和數據倉庫/144
二、知識庫/145
三、數據挖掘和大數據分析/147
四、語義網技術/149
五、知識地圖/150
六、知識圖譜/152
七、知識社區/152
八、知識管理系統/153
第五節 跨組織的知識管理/155
一、跨組織知識管理及其特點/155
二、網絡化協同中的知識管理/158
三、顧客與企業間的知識管理/159
參考文獻/160
習題/161
第六章 企業知識工程方法與實施/162
第一節 企業知識工程的發展動因與實現/162
一、企業知識工程的發展動因/162
二、企業知識工程的實現/163
第二節 企業知識工程體系/166
一、企業知識化/166
二、企業知識工程的社會技術系統模型/168
三、企業知識工程體系的建設/171
第三節 企業知識工程方法與工具/172
一、企業知識工程方法的特點/172
二、主要的企業知識工程方法/173
三、知識工程工具/173
第四節 知識創新與知識共享/175
一、知識創新/175
二、知識共享/178
第五節 企業知識工程實施方法/179
一、企業知識工程實施方法框架/179
二、知識工程實施的過程模型/181
三、企業知識工程的需求分析/182
四、知識工程的總體設計/183
第六節 製造企業知識工程系統的實現/184
一、製造企業知識工程系統概述/184
二、構建企業業務流程/184
三、構建企業知識庫/185
四、開發企業知識管理系統/186
參考文獻/187
習題/187
第七章 基於知識的系統及應用/188
第一節 基於知識的系統及其開發/188
一、基於知識的系統/188
二、專家系統的結構/189
三、專家系統的發展/191
四、專家系統的開發/192
第二節 知識工程技術在製造裝備開發中的應用/193
一、案例1:基於知識的橋式起重機橋架快速設計系統的開發與應用/193
二、案例2:基於神經網絡的多自由度機器人逆運動學求解/195
第三節 基於知識的工藝設計/202
一、案例1:基於規則推理的零件特徵加工方案決策/202
二、案例2:大平面機器人噴塗工藝參數優化/208
第四節 汽車發動機缸體柔性加工生產線智能規劃系統/214
一、加工生產線規劃步驟/214
二、缸體加工生產線智能規劃系統結構/215
三、系統功能介紹/216
四、系統工作過程/217
五、缸體加工生產線規劃案例/217
參考文獻/220
習題/221
前言/序言
製造業是國民經濟的支柱產業,隨著新一代人工智能技術的發展,以智能製造為核心的新一輪工業革命席捲全球,製造活動正在從”信息化”為主過渡、轉變為”知識化”為主。在此背景下,為了能在新一輪工業革命中佔有主導地位,世界各國都把發展智能製造作為主攻方向。智能製造即把人的智能從隱性知識提煉為顯性知識,進行模型化、算法化處理,再把各種模型化的知識嵌入物理設備中,由此而賦予機器一定的自主能力,讓機器具有一定程度的”智能”。
知識是實現智能的基礎,更是創新的基石。知識工程是伴隨著人工智能發展而興起的一門學科,它將具體智能系統研究中共同的基本問題提煉出來,使之成為指導各類智能系統研製的一般方法和基本工具。在智能製造時代,亟須用知識工程這個特殊的手段做好武裝,來達到製造核心能力的提升。目前,我國正在推進傳統製造業向智能製造轉型升級,人才短缺成為我國推進智能製造發展的瓶頸。為此,同濟大學立足”新工科”培養理念,設置了智能製造工程專業,並大力開展了教材建設工作。本書為智能製造工程專業聯盟系列教材之一。
本書系統地介紹了知識工程的概念、方法和應用。全書共7章,具體內容安排:第一章 介紹知識工程的概念、發展歷程、研究對象和研究領域;第二章 至第五章 介紹知識工程基本原理與支撐技術,包括知識獲取、知識表示、知識推理、知識管理;第六、七章 主要介紹知識工程的應用,包括製造企業知識工程實施方法、專家系統的結構與開發方法及知識工程技術在機械製造領域的應用。本書以掌握知識工程基本原理與支撐技術為目標,結合知識工程在製造企業的應用案例進行分析,使學生在經過系統完整的學習後,對知識工程理論、方法及其在智能製造中的應用有一個總體的瞭解與把握,初步具備在製造企業實施知識工程的能力。
本書根據教育部新工科專業”智能製造工程”的建設要求進行編寫,可作為高等院校智能製造工程及其相關專業方向本科學生的教材,也可供從事智能製造相關工作的工程技術人員和科研人員閱讀參考。
本書的編寫由機械工程、系統工程、工業工程等多個專業的教師共同參與。其中,同濟大學劉雪梅教授任主編,同濟大學陸劍峰副教授任副主編,同濟大學張文娟副研究員、上海理工大學朱文博副教授參編。具體分工:劉雪梅主要負責第一章,第六章
第五、六節,以及第七章 的編寫;陸劍峰主要負責第四章 、第五章 的編寫;張文娟主要負責第二章 、第六章
第一至四節 的編寫;朱文博主要負責第三章 的編寫。
編者在本書編寫過程中參考了國內外相關專家學者和高校教師的論著等,在此一併表示感謝。
由於編者水平有限,編寫時間倉促,本書疏漏、錯誤之處在所難免,歡迎使用本書的師生和其他廣大讀者批評指正。
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