基于机械机构设计领域的概念内涵语义分析
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摘要
目前，机械产品设计计算机化对产品开发的早期设计规划，尤其是设计初期的
用户需求分析和产品概念设计的支撑较少。针对这个问题，本文从自然语言理解
的语义分析的角度，对其在产品设计中的应用做了初步的探讨。通过对以自然语
言形式表达的用户需求进行理解和分析，并根据用户需求确定需要选择的机械运
动机构类型，为后续设计提供支持。
本文的主要工作有：
1. 根据设计领域自然语言理解的特点，确定了在产品设计领域内应用自然语
言理解应该采用基于知识的方法。
2. 通过对目前现有的几种语义分析方法的分析和比较，选择概念从属理论作
为基于知识的方法的重要补充，并应用资源模型对概念进行了深入探讨。
3. 根据概念从属和资源模型建立了概念从属树来表示概念之间的关系，然后
对概念内涵进行了详细的讨论，用基于知识的方法建立了名词概念内涵模
板，以及其常见的处理及其实现。
4. 在以上工作的基础上，编写出对语句进行概念内涵语义分析的规则，可以
实现对领域内汉语语句中所包含的概念内涵的理解。
5. 将自然语言理解的语义分析应用于机械运动机构选择的原型系统，经过初
步调试，取得一定的成果；将自然语言理解的语义分析应用于初中代数解
题系统，通过系统测试，结果比较令人满意。
自然语言理解是一个十分庞大复杂的系统工程，本文应用基于知识的方法和概
念从属理论对自然语言理解的语义分析进行了研究，取得了一定的成果。但由于
这一问题涉及面很广，涉及学科很多，以及时间、条件和作者个人认识的限制，
还有许多需要进一步研究和改进的地方，比如：形容词、动词等的内涵的处理，
复杂概念内涵的表示与理解，知识库中知识冗余的减少等等。
Natural language understanding is applied to product design by understanding and
analysis of the user requirements in natural language style，which are conversed into the
requirement of conceptual design，to support the future design.
First，Method based on knowledge should be adopted in the natural language
understanding applied to product design domain according to the characteristic of
natural language understanding in product design domain. Secondly，Conceptual
Dependency theory is chosen as an important complementarity to the method based on
knowledge，through analysis and compares of several existing semantic analysis method
present. And Concept is discussed thoroughly based on resource model. Thirdly，
Conceptual Dependency Trees are set up based on Conceptual Dependency theory and
resource model to denote the relation of concepts. Concept connotation is discussed in
detail and the template of the noun’s concept connotation is established. As a result, the
knowledge representation system of semantic analysis of concept connotation is
obtained. Fourthly, semantic analysis rule is written to understand the concept
connotation in the sentence on the basis of the work done, which can understand the
concept connotation in corresponding fields. Last, semantic analysis of natural language
understanding is applied to requirement analysis archetypal system for motion
mechanism, which runs well after debug. It is applied to tutorship system for algebra
too. By system testing, it turns up trumps.
Natural language understanding is a huge and complex system project. This
paper includes semantic analysis of natural language understanding based on knowledge
and conceptual dependency theory. However, owing to restriction in time, conditions
and author individual cognition, the further research and improvement is needed in
semantic analysis of concept connotation adjective and verb, representation and
understanding of complex concept connotation, the reduction of the knowledge
redundancy, etc.
用户需求分析和产品概念设计的支撑较少。针对这个问题，本文从自然语言理解
的语义分析的角度，对其在产品设计中的应用做了初步的探讨。通过对以自然语
言形式表达的用户需求进行理解和分析，并根据用户需求确定需要选择的机械运
动机构类型，为后续设计提供支持。
本文的主要工作有：
1. 根据设计领域自然语言理解的特点，确定了在产品设计领域内应用自然语
言理解应该采用基于知识的方法。
2. 通过对目前现有的几种语义分析方法的分析和比较，选择概念从属理论作
为基于知识的方法的重要补充，并应用资源模型对概念进行了深入探讨。
3. 根据概念从属和资源模型建立了概念从属树来表示概念之间的关系，然后
对概念内涵进行了详细的讨论，用基于知识的方法建立了名词概念内涵模
板，以及其常见的处理及其实现。
4. 在以上工作的基础上，编写出对语句进行概念内涵语义分析的规则，可以
实现对领域内汉语语句中所包含的概念内涵的理解。
5. 将自然语言理解的语义分析应用于机械运动机构选择的原型系统，经过初
步调试，取得一定的成果；将自然语言理解的语义分析应用于初中代数解
题系统，通过系统测试，结果比较令人满意。
自然语言理解是一个十分庞大复杂的系统工程，本文应用基于知识的方法和概
念从属理论对自然语言理解的语义分析进行了研究，取得了一定的成果。但由于
这一问题涉及面很广，涉及学科很多，以及时间、条件和作者个人认识的限制，
还有许多需要进一步研究和改进的地方，比如：形容词、动词等的内涵的处理，
复杂概念内涵的表示与理解，知识库中知识冗余的减少等等。
Natural language understanding is applied to product design by understanding and
analysis of the user requirements in natural language style，which are conversed into the
requirement of conceptual design，to support the future design.
First，Method based on knowledge should be adopted in the natural language
understanding applied to product design domain according to the characteristic of
natural language understanding in product design domain. Secondly，Conceptual
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knowledge，through analysis and compares of several existing semantic analysis method
present. And Concept is discussed thoroughly based on resource model. Thirdly，
Conceptual Dependency Trees are set up based on Conceptual Dependency theory and
resource model to denote the relation of concepts. Concept connotation is discussed in
detail and the template of the noun’s concept connotation is established. As a result, the
knowledge representation system of semantic analysis of concept connotation is
obtained. Fourthly, semantic analysis rule is written to understand the concept
connotation in the sentence on the basis of the work done, which can understand the
concept connotation in corresponding fields. Last, semantic analysis of natural language
understanding is applied to requirement analysis archetypal system for motion
mechanism, which runs well after debug. It is applied to tutorship system for algebra
too. By system testing, it turns up trumps.
Natural language understanding is a huge and complex system project. This
paper includes semantic analysis of natural language understanding based on knowledge
and conceptual dependency theory. However, owing to restriction in time, conditions
and author individual cognition, the further research and improvement is needed in
semantic analysis of concept connotation adjective and verb, representation and
understanding of complex concept connotation, the reduction of the knowledge
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引文
[1] E．丽奇 人工智能引论 广东科技出版社 1986
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[3] 姚天顺 朱靖波 张 利 杨 莹 编著. 自然语言理解——一种让机器懂得人类
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[4] 石纯一 黄昌宁 王家钦. 人工智能原理. 北京：清华大学出版社. 1993.10
[5] 王开铸 著. 自然语言理解——计算机能思维吗. 哈尔滨：哈尔滨工业大学
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[6] 邹慧君 主编. 机械原理课程设计手册. 北京：高等教育出版社. 1998.6
[7] 申永胜 主编. 机械原理教程. 北京：清华大学出版社. 1999.8
[8] 孙大涌 主编. 先进制造技术. 北京：机械工业出版社. 2000.2
[9] 王知行、刘廷荣 . 机械原理 . 北京：高等教育出版社，2000.
[10] 檀润华 . 创新设计：TRIZ 发明问题解决理论 . 北京：机械工业出版社，2002.
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Modeling Qualitative Simulation Modeling and Analusis Yumi Iwasaki Causal
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