語義網(wǎng)理論下的機械設(shè)計方法和技術(shù)

馮 麗

德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院

從上個世紀七八十年代以來，我國開始實施改革開放，隨著改革開放的進行我國的國民經(jīng)濟開始飛速的發(fā)展，逐漸進入了正規(guī)的發(fā)展軌道。目前，在國民經(jīng)濟飛速發(fā)展這樣的大背景下，以及科學(xué)技術(shù)的進步，在技術(shù)日漸革新的帶動中，出現(xiàn)了一種新型的技術(shù)，為機械設(shè)計的觀念以及新的技術(shù)研究提供新的技術(shù)支持以及理念支撐。換句話說就是隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)在發(fā)生著突飛猛進的進步，人工智能以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也隨著不斷的改革，這兩項技術(shù)的發(fā)展與完善也在不斷的融合，出現(xiàn)了第三代萬維網(wǎng)，語義網(wǎng)及其相關(guān)的技術(shù)也在不斷完善與發(fā)展，隨著該技術(shù)的不斷成熟被廣泛應(yīng)用在機械以及相關(guān)技術(shù)的研究領(lǐng)域。

1 概述

眾所周知，語義網(wǎng)在我國的社會經(jīng)濟的發(fā)展中已經(jīng)得到了長足的發(fā)展，隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的突飛猛進，尤其是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及以及人工智能在人們生活中的應(yīng)用，兩者的結(jié)合就致使語義網(wǎng)及其配套技術(shù)的發(fā)展很快，相關(guān)的技術(shù)已日漸成熟。我們一直說語義網(wǎng)，那么什么是語言網(wǎng)呢？語義網(wǎng)又具體包含哪些方面的內(nèi)容呢？語義網(wǎng)的普及以及技術(shù)的成熟又會給機械設(shè)計的相關(guān)研究帶來什么樣的影響？

根據(jù)相關(guān)的語義網(wǎng)研究表明，語義網(wǎng)就是一種能夠?qū)崿F(xiàn)通過不同的平臺將不同的知識能夠達到共享、互相觀看、互相操作，最終的結(jié)果是實現(xiàn)信息的自動處理和應(yīng)用。隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)的普及，根據(jù)目前社會經(jīng)濟的發(fā)展趨勢來看，很多的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域都在積極開展語義網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用研究，例如新型的生物技術(shù)，生物醫(yī)療，圖書檔案，機械設(shè)計等各個個領(lǐng)域都實現(xiàn)了語義網(wǎng)技術(shù)的覆蓋。就現(xiàn)在語義網(wǎng)的整體發(fā)展趨勢上看來，形勢一片光明。但是從細節(jié)上來說，我國的語義網(wǎng)技術(shù)剛剛起步，基于語義網(wǎng)技術(shù)的機械設(shè)計方法以及相關(guān)的設(shè)計原理和自動化的處理技術(shù)還都不成熟，這些方面的研究剛起步，存在研究不深入以及發(fā)展不完善的現(xiàn)象。所以本文主要根據(jù)語義網(wǎng)技術(shù)的研究不足問題進行詳細的探討，并提出了機械設(shè)計技術(shù)的創(chuàng)新方式，希望會對語義網(wǎng)的發(fā)展提供幫助。

2 語義網(wǎng)技術(shù)在機械設(shè)計中應(yīng)用的研究現(xiàn)狀

我們都清楚，語義網(wǎng)是一種新型的科學(xué)技術(shù)，雖說語義網(wǎng)在各個領(lǐng)域都已經(jīng)有了很多的應(yīng)用并日漸成熟，但是語義網(wǎng)在機械設(shè)計中的應(yīng)用也是剛剛的起步，由于語義網(wǎng)技術(shù)自身的優(yōu)勢優(yōu)點，在機械設(shè)計中的得到了飛速的發(fā)展，在機械設(shè)計以及相關(guān)技術(shù)方面的研究都有語義網(wǎng)技術(shù)的涉入，其具體表現(xiàn)有以及幾方面的內(nèi)容。首先，是語義網(wǎng)在機械設(shè)計零部件中的重要應(yīng)用。語義網(wǎng)在機械設(shè)計方面的應(yīng)用一方面減少了工作者以及設(shè)計工作人員對新的產(chǎn)品研發(fā)的耗時，另一方面還在新產(chǎn)品研發(fā)的過程中開銷有了很大的減少，還加快了新產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)的成熟。原因是語義網(wǎng)技術(shù)的在機械加工技術(shù)中可以和信息技術(shù)共享，這對一個產(chǎn)品或者產(chǎn)品的零部件的表達機制是很重要的，只有實現(xiàn)共享以及重用產(chǎn)品信息才能發(fā)展機械設(shè)計。

其次，是語義網(wǎng)技術(shù)在機械設(shè)計技術(shù)中，產(chǎn)品信息交換的充分利用已經(jīng)應(yīng)用。由于語義網(wǎng)技術(shù)在機械設(shè)計方面以及得到了很大的應(yīng)用并有很重要的應(yīng)用意義，實現(xiàn)了機械產(chǎn)品的信息共享的操作性。這樣有利于機械產(chǎn)品的研發(fā)以及新技術(shù)的學(xué)習(xí)借鑒。上面說的產(chǎn)品語義的互相操作性，就是指把機械產(chǎn)品的開發(fā)信息用在不一樣的應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)自動的處理以及數(shù)據(jù)的語義交換。舉一個簡單的例子來說，規(guī)格指的是產(chǎn)品的相關(guān)信息和產(chǎn)品用戶需要以及工程需要方面的內(nèi)容；裝配是一個集合，這里指制品的集合，制品是指為一個設(shè)計成品，該成品有一定的形態(tài)以及功能行為；形態(tài)包括使用的材料以及幾何形狀。

最后語義網(wǎng)技術(shù)在概念產(chǎn)品的設(shè)計中的應(yīng)用。相關(guān)的研究人員以及開發(fā)人員都清楚，產(chǎn)生產(chǎn)品的系統(tǒng)框架是產(chǎn)品設(shè)計概念中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，換句話說就是這個過程中實現(xiàn)設(shè)計系統(tǒng)以及相關(guān)配置之間的信息互換。作為交換的關(guān)鍵部分，接口機械設(shè)計過程中扮演著很重要的角色并發(fā)揮著極其重要的作用。

3 語義網(wǎng)技術(shù)在機械設(shè)計中應(yīng)用的重要意義

研究語義網(wǎng)技術(shù)的機械設(shè)計具體的現(xiàn)實意義

研究語義網(wǎng)技術(shù)的機械設(shè)計具體的現(xiàn)實意義具體可以歸結(jié)以下幾點。首先是語義網(wǎng)在機械設(shè)計中的引入給計算機輔助設(shè)計提供了一定的技術(shù)支持，實現(xiàn)了信息和知識的集成語義平臺的構(gòu)建以及具體應(yīng)用，為機械設(shè)計的信息化以及協(xié)同化的發(fā)展提供了幫助?，F(xiàn)代的機械設(shè)計在信息化，協(xié)同化以及智能化的方面都有長足的進步，并取得了引人注目的實質(zhì)性成果。

其次就是語義網(wǎng)技術(shù)子機械設(shè)計方面的研究符合機械設(shè)計的發(fā)展規(guī)律

機械設(shè)計的方法的出現(xiàn)到發(fā)展成熟，往往是因為引入了其他學(xué)科領(lǐng)域方面的新的研究成果，例如仿生設(shè)計、基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的設(shè)計、智能設(shè)計、綠色設(shè)計等。這里智能設(shè)計和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就是引入到機械設(shè)計領(lǐng)域的新技術(shù)，并實現(xiàn)了機械設(shè)計的智能化以及信息化，這些都是引入了人工智能技術(shù)的結(jié)果。目前，我國在智能技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)等方面都取得了階段性的成果，但是從另一方面來說，在人工智能領(lǐng)域中，隨著該技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴大，這就面臨著應(yīng)用系統(tǒng)間的知識信息系統(tǒng)的共享以及知識的空中方面面臨著發(fā)展瓶頸。在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中，現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)信息量的爆炸式增長，互聯(lián)網(wǎng)中由于計算機的機械性無法實現(xiàn)計算機對網(wǎng)頁內(nèi)容含義的理解，以及查準率低的問題也逐漸的凸顯出來。這些問題也隨著機械技術(shù)的發(fā)展逐漸的體現(xiàn)在了人工智能以及網(wǎng)絡(luò)信心技術(shù)中。比如，知識設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)的共享以及重用困難，設(shè)計的查找率低，信息技術(shù)的海量化無法實現(xiàn)計算機的自動化處理等。為了將上面出現(xiàn)的問題解決，就要將人工智能以及互聯(lián)網(wǎng)等方面的問題，例如計算機無法對網(wǎng)頁內(nèi)容的理解以及查找率低等語義網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代機械設(shè)計中引用，開展相關(guān)的研究。

最后就是語義網(wǎng)技術(shù)在機械設(shè)計方面的應(yīng)用是為了適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展雖說當(dāng)前的萬維網(wǎng)為現(xiàn)代經(jīng)濟社會的發(fā)展帶來了很大的貢獻。但是現(xiàn)在語義網(wǎng)的出現(xiàn)，代替萬維網(wǎng)是必然的趨勢?，F(xiàn)代語義網(wǎng)的出現(xiàn)以及發(fā)展為制造信息的發(fā)展平臺從web 平臺發(fā)展到了語義網(wǎng)中，語義網(wǎng)具有的語義特征為機械加工的信息共享以及知識共享提供了一個理想的發(fā)展環(huán)境。產(chǎn)品信息的信息化處理是當(dāng)今機械技術(shù)發(fā)展的必然方向，信息化的處理正在向語義網(wǎng)的發(fā)展方向發(fā)展。從現(xiàn)在的形式上看，產(chǎn)品的設(shè)計信息實現(xiàn)信息的交換，從而實現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計信息處理的共享。

因此，研究基于語義網(wǎng)技術(shù)在機械設(shè)計方面的應(yīng)用，實現(xiàn)機械設(shè)計的信息化，是今后語義網(wǎng)研究新的發(fā)展方向。

4 語義網(wǎng)技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用

產(chǎn)品語義設(shè)計是產(chǎn)品造型的依據(jù)

設(shè)計產(chǎn)品時，要注意產(chǎn)品設(shè)計視覺方面的感受，視覺單元包括色彩以及材料的選擇，在造型時要將產(chǎn)品的設(shè)計使用效果以及使用手感表現(xiàn)出來。在設(shè)計造型要素的時候要根據(jù)使用者的感覺，針對產(chǎn)品的使用功能選擇合理的配置，使得產(chǎn)品展示出一種流暢向上等具有生命力的藝術(shù)形式，體現(xiàn)出具有動感的造型藝術(shù)。在進行造型設(shè)計時要觀察科學(xué)技術(shù)的發(fā)展方向，注重新技術(shù)新工藝的引入，設(shè)計出具有美學(xué)特征的產(chǎn)品。在設(shè)計產(chǎn)品時要隨著時代的需求，研究和預(yù)測新的文化潮流，把握設(shè)計的方向。

產(chǎn)品語義能準確的定位消費者

在進行產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)時，首先就要對產(chǎn)品的使用人群進行定位與劃分，在進行產(chǎn)品的設(shè)計時要考慮到消費者的消費文化，在設(shè)計時要在產(chǎn)品中體現(xiàn)語義的表達。我們需要運用逆向思維進行產(chǎn)品的設(shè)計，產(chǎn)品語言-產(chǎn)品的造型-目標人群-方案的設(shè)計，只有運用語義這樣的反向考慮才能設(shè)計出合適的產(chǎn)品。

語義網(wǎng)為機械設(shè)計提供信息符號

現(xiàn)代計算機技術(shù)的發(fā)展使得語義網(wǎng)技術(shù)在機械設(shè)計中得到了長足的發(fā)展，人工智能技術(shù)的引入使得現(xiàn)代的機械設(shè)計過程的程序化，減少了人工操作的誤差，同時還極大提高了機械設(shè)計的效率以及設(shè)計的人性化，為機械設(shè)計提供了信息符號。

5 結(jié)語

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶動了語義網(wǎng)的出現(xiàn)，同時現(xiàn)代計算機技術(shù)以及信息化的普及讓語義網(wǎng)得到了發(fā)揮的空間，尤其是在現(xiàn)代機械設(shè)計方面的貢獻比較突出，語義網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展機械設(shè)計提供了技術(shù)支持的同時也加快了機械設(shè)計的發(fā)展速度，為新產(chǎn)品的研發(fā)以及新技術(shù)的改善提供良好的環(huán)境。我們有理由相信，在不久的將來語義網(wǎng)技術(shù)在機械設(shè)計方面的技術(shù)支持將會帶來巨大的突破，改進現(xiàn)代機械設(shè)計的方法與技術(shù)。