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美国机械工程师协会ASME发布的核动力装置设计规范是世界上公认的权威规范,是其他国家制定规范的主要依据和参考。鉴于该规范既系统全面又庞大复杂,再加上对核级部件设计的高要求,因此在具体应用ASME规范时不可避免地存在着对规范理解的准确性、把握的全面性和实现的复杂性等诸多困难,导致核工程存在设计周期长、有些关键设计不甚合理甚至存在安全隐患等问题。
为了寻求这些问题的解决方法,本论文抽象出问题的本质,从设计规范入手,尝试把ASME核级规范、专家经验与知识库技术相结合,力争比较全面地建立起反映ASME核级规范特点的结构化知识体系,比较系统地提出规范知识的获取和表示方法,比较完整地实现对设计规范知识推理和验证的模型与算法,比较合理地构建ASME核级规范的知识库平台和软件实现原型,从机制、体系、方法和应用等方面系统全面地探索核级设计规范智能化技术实现的全过程。
本论文首先提出了ASME核级规范的知识分类,建立起对应的知识体系,摸索出以领域专家知识为指导的基于规范文本的知识获取方法,实现ASME核级规范的规则知识的获取和组织,解决了此类设计知识结构化体系的建立难题。
其次,提出了ASME核级规范的本体构建方法,利用形式概念分析建立概念分类层次,解决概念冲突的问题,构建了可实现概念知识共享和重用的核级部件设计本体。
进而,提出基于本体的语境逻辑知识表示方法,以本体来表达概念类和事实类知识,以语境逻辑来表达过程类和控制类知识,有效地解决了ASME核级规范的知识表示问题。
此外,提出了ASME核级规范知识库的知识验证方法和判断准则,解决了不规则知识的谓词/变迁系统模型和验证知识正确性与相容性的识别问题。
最后,提出了ASME核级规范的知识库体系并构建了知识库原型,通过实例验证了该知识库原型为应用规范进行工程设计提供规则查询、推理和知识验证等功能。