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研究生:張漢威
研究生(外文):Han-Wei, Zhang
論文名稱:機電工程知識本體論之研究與應用
論文名稱(外文):Investigation and Application of Mechatronic Engineering Ontology
指導教授:周明周明引用關係
指導教授(外文):Min Jou
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣師範大學
系所名稱:機電科技研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:80
中文關鍵詞:本體論自動化機構知識系統語意網
外文關鍵詞:OntologyAutomatic MechanismKnowledge SystemSemantic Web
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摘 要

本論文以語意網為藍圖,建構一結合自動化機構設計、機構運動功能(運動模式、週期、速度和動力來源等)、材料、製造及自動化控制回路為基礎的機電工程領域知識本體論,機電工程知識多樣且可從設計、運動功能、材料性質和製造方法等多角度來分析,而且領域知識通常是內隱而非外顯,必須透過專家的注釋,才能將內隱的知識轉換成一般人了解的外顯知識。就自動化設計而言,首先要有一個目的動作,為了達成此目的必然想出很多機構元件、連桿組合、動力來源及系統回路設計,接著再探討其利害得失,最後才得到機構設計圖。機電工程領域知識非常龐大,若此領域的知識要被參考及更新,必須具有強大知識庫做為後援,然而,透過本論文對機電工程領域知識本體論的研究與建構,可使專家得以對機電工程領域知識進行註記,使知識得以儲存、改進及再利用。

關鍵字:本體論、自動化機構、知識系統、語意網
Abstract

The purpose of this thesis is to create the ontology of the domain knowledge of “Mechatronic Engineering”, based on the existed semantic web environment, including automatic mechanism design, mechanical movement functions (movement modes, cycles, speed and power sources etc.), materials, manufacturing and the control circuits. The knowledge of Mechatronic Engineering is diverse and can be analyzed from many perspectives such as design, mechanism functions, material characteristics and manufacturing processes. Besides, domain knowledge is usually implicit instead of explicit. Therefore, it requires extra notes from an expert before the implicit knowledge can be translated into explicit knowledge which become popularization. A function has to be defined first during automatic design phase. In order to accomplish this function, it is necessary to come up with a significant amount of mechanism components, combine connecting rod combinations and power sources as well as the system’s circuit design. Then, it is required to evaluate the benefits and shortcomings of the design methods before the designed mechanism can be employed.
The knowledge of Mechatronic Engineering is huge and complicate. It must be equipped with a powerful knowledge base to serve the needs of reference and upgrowth. However, the accomplishment of this study will enable the experts to record annotations to the knowledge of Mechatronic Engineering so that the knowledge may be stored, updated and reused.

Keyword:Ontology, Automatic Mechanism, Knowledge System ,Semantic Web.
目 錄
摘 要.....................................................I
Abstract..................................................II
致 謝...................................................III
目 錄....................................................IV
圖目錄.....................................................V
表目錄...................................................VII
第一章 緒論................................................1
1.1 研究背景...............................................1
1.2 研究動機...............................................3
1.3 研究目的...............................................4
1.4 研究流程...............................................7
第二章 文獻探討............................................9
2.1 知識管理...............................................9
2.4 本體論(Ontology)的概念..............................12
2.5 本體論的描述語言......................................14
2.6 本體論的建構方法......................................19
2.7 語意網(Semantic Web)................................30
2.8 網際網路服務(Web Services)..........................33
第三章 研究方法...........................................34
3.1 工程領域知識本體論分析與建置架構......................34
3.2 領域本體論的建構方法..................................36
3.3 領域本體論建設輔助工具................................40
3.4 分析自動化機構領域知識本體論..........................41
3.5建立自動化機構領域知識本體論...........................45
3.6自動化機構領域知識本體論各觀點描述.....................51
第四章 知識本體論輸出與網路服務應用.......................64
4.1 自動化機構領域知識本體論輸出..........................64
4.2 以網站網路服務輸出展示及回應本體論相關問題............66
4.3自動化機構領域知識本體論以OWL格式輸出..................73
第五章 結 論..............................................74
參考文獻..................................................75

圖目錄
圖 1 1 為研究目的示意圖....................................6
圖 1-2 研究流程圖..........................................8
圖 2-4 本體論語言發展架構[20].............................17
圖 2-5 Enterprise Modelling Methodology [21].............22
圖 2-6 本體論的開發過程[22]...............................23
圖 2-8 Cyclic Acquisition Process[23]....................26
圖 2-9 The Semantic Web “Layer Cake”[1]................31
圖 3-1 工程領域知識本體論分析與建置架構圖.................35
圖 3-2 Protg使用者介面圖..............................40
圖 3-3 以Protg建置最上層類別圖.........................46
圖 3-4 自動化機構類別分析圖[34]...........................47
圖 3-5 自動化機構類別的屬性圖.............................48
圖 3-6 機構元件類別、材料類別和製造類別相互關係圖.........49
圖 3-7 材料類別的屬性圖...................................49
圖 3-8 傳統加工法子類別的屬性圖...........................50
圖 3-9 製造加工技巧子類別的屬性圖.........................50
圖 3-10 以機構元件為基礎為出發觀點圖......................52
圖 3-11 以機構元件為基礎觀點來取得自動化機構相關知識圖....52
圖 3-12 再從特定功用的目的機構元件為基礎之觀點出發圖......53
圖 3-13 縮小取得自動化機構領域知識資訊範圍圖..............53
圖 3-14 該自動化機構領域相關知識圖........................54
圖 3-15 以機構運動模式為基礎為出發觀點圖..................55
圖 3-16 以機構運動模式為基礎觀點取得自動化機構相關知識圖..56
圖 3-17 再從運動機構的速度模式為基礎之觀點出發圖..........56
圖 3-18 縮小取得自動化機構領域知識資訊範圍圖..............57
圖 3-19 以機構的材料性質為基礎為出發觀點圖................59
圖 3-20 以材料性質為基礎觀點來取得自動化機構相關知識圖....59
圖 3-21 以機構之負荷能力為基礎之觀點出發圖................60
圖 3-22 縮小取得自動化機構領域知識資訊範圍圖..............60
圖 3-23 該自動化機構領域相關知識圖........................61
圖 3-24 該機構元件所屬之相關知識圖........................61
圖 3-25 該機構元件所屬之製造方面知識圖....................62
圖 3-26 該機構材料所屬之相關知識圖........................62
圖 3-27 該機構材料所屬之製造技巧知識圖....................63
圖 4-1 自動化機構領域知識本體論輸出與網路服務應用架構圖...65
圖 4-1 自動化機構領域知識本體論於網站網路服務首頁圖.......67
圖 4-2 自動化機構知識相關項目與實際案例圖.................68
圖 4-3 自動化機構可分解成幾部份回應圖.....................69
圖 4-4 各部份的設計重點及該項設計應注意的事項回應圖.......69
圖 4-5 自動化機構的運動功能項目圖.........................70
圖 4-6 呈現該元件用何種材料做成的圖.......................71
圖 4-7 該元件材料的特性資訊圖.............................72
圖 4-8 材料在製造上需注意的事項與製造技巧圖...............72


表目錄
表2-1 語意網中各描述語言的定義............................18
表3-1 自動化機構領域知識最上層類別圖......................45
參考文獻
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