Q/LB.□XXXXX-XXXXT/CMESXXXXX—2023前言本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由提出。本文件由歸口。 本文件起草單位：XXX、XXX、XXX、本文件主要起草人：XXX、XXX、XXX、增材制造知識圖譜第4部分：融合與服務接口范圍本文件規(guī)定了增材制造領域知識融合與服務接口技術架構、知識圖譜融合功能要求、本文件適用于增材制造知識融合算法與服務接口設計、研發(fā)和應用。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T42619增材制造術語GB/T42131人工智能知識圖譜技術框架術語和定義GB/T42131和GB/T42619界定的術語和定義適用于本文件增材制造領域知識圖譜融合技術架構增材制造領域知識圖譜融合架構如圖1所示，主要分為4個部分：數(shù)據(jù)預處理、本體層融合、實例層融合以及融合后圖譜質(zhì)量評估。在數(shù)據(jù)預處理層面，系統(tǒng)需要對收集的圖譜數(shù)據(jù)進行加密后再進行傳輸，確保圖譜數(shù)據(jù)的安全性；通過日志記錄的方式，保證圖譜數(shù)據(jù)的準確性。在本體層融合層面，需要在構造基礎實體、關系、屬性等元素后，采用合理的匹配計算方法，構造匹配線索并計算相似度，完成本體層的融合。在實例層融合層面，需要采用合理的方法，完成實體鏈接、實體對齊的工作，并采用合理的知識推理與圖譜補全方法，完成融合后的知識圖譜質(zhì)量增強。在圖譜質(zhì)量評估層面，需要采用合理的方法，對融合后圖譜的準確率、覆蓋率、一致性、有效性等方面進行評估，保證融合后的圖譜質(zhì)量達到預期需求。增材制造知識圖譜融合架構圖知識圖譜融合技術要求概述在基于多源異構數(shù)據(jù)的增材制造知識圖譜構建中，由于數(shù)據(jù)源的分布和自治性，在知識圖譜構建中往往存在大量的異構問題，首先需要保證知識圖譜來源的質(zhì)量，主要包括知識圖譜的數(shù)據(jù)專業(yè)性、數(shù)據(jù)保密性與數(shù)據(jù)格式，下一步在進行知識圖譜融合時需要從多方面進行，主要包括本體層的異構、實例層的異構兩個個方面，最后需要對融合后知識圖譜進行質(zhì)量提升與優(yōu)化，保證獲取高質(zhì)量融合后知識圖譜。數(shù)據(jù)保密性要求部分增材制造知識具有極高的保密性，在數(shù)據(jù)獲取、上傳和處理方面要注意防止數(shù)據(jù)泄露：若采集數(shù)據(jù)為用戶數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集應經(jīng)過用戶的確認，且告知用戶所采集數(shù)據(jù)的使用目的、方式和范圍，確保用戶的知情權，例如收集不同打印中心的設備信息以及訂單的參數(shù)設計數(shù)據(jù)應獲取用戶確認；應該保證模型數(shù)據(jù)、增材領域專家個人信息數(shù)據(jù)等關鍵數(shù)據(jù)上傳采用加密方式傳輸，確保數(shù)據(jù)傳輸中的安全；應該保證數(shù)據(jù)處理中要后臺數(shù)據(jù)的安全和隱私，例如增材打印制造中心的相關設備信息與訂單信息等高度涉密數(shù)據(jù)；應該支持用戶可主動刪除自身的個人信息、用戶緩存在服務器上的制件打印模型文件等數(shù)據(jù)；應該支持記錄知識圖譜系統(tǒng)使用過程中需方數(shù)據(jù)產(chǎn)生的實體、關系、屬性、實例等知識的變更信息；應不支持對數(shù)據(jù)以及產(chǎn)生的實體、關系、屬性、實例等知識非授權的植入、篡改、替換、轉移和偽造；應該支持對知識圖譜進行訪問權限管控，防止私密數(shù)據(jù)泄漏，例如不同打印中心的用戶訂單數(shù)據(jù)應該只有提供方可見。數(shù)據(jù)專業(yè)性要求增材制造知識圖譜屬于垂直領域的知識載體，應用領域要求極強的專業(yè)性與正確性，因此所包含的知識，需要得到專業(yè)保證：應該保證增材制造知識圖譜中專業(yè)知識條目的準確性，需要經(jīng)過運營或專家校驗，例如增材制造的設備，實際制造的參數(shù)等；應該保證知識使用的可解釋性，可以從執(zhí)行結果反推知識使用，例如在實際打印中推薦參數(shù)的來源以及推理邏輯，保證知識的可解釋性；應該保證需要保密的數(shù)據(jù)，由專業(yè)人員參與收集和校驗，例如不同打印廠商的用戶打印數(shù)據(jù)等則需要由專業(yè)人員進行脫密處理后使用。數(shù)據(jù)格式要求增材制造的知識圖譜知識來源，應用方式通常不同，導致知識的存儲形式復雜多樣，在進行知識圖譜融合時，應保證知識圖譜符合以下要求：應該確保所有知識圖譜的文件存儲形式有效性，例如增材制造的打印數(shù)據(jù)應采用浮點類型進行記錄；應該有一個有效的數(shù)據(jù)集成方法，來轉換來自不同來源或不同格式的數(shù)據(jù)到統(tǒng)一的知識組織形式，例如增材制造的模型文件，表格以及專家文檔等；應該確保同一設備在同一時間的數(shù)據(jù)唯一性，例如增材制造的設備設置參數(shù)與信息可能會隨時間發(fā)生變化，應保證數(shù)據(jù)融合的一致性；應該確保用戶數(shù)據(jù)和用戶身份不直接關聯(lián)，例如不同打印中心的設備情況等不應被體現(xiàn)。知識圖譜本體層融合要求進行知識圖譜融合的第一步應該進行本體層的融合，構建的統(tǒng)一的新知識圖譜本體層應符合以下要求：應該包含全部異構知識圖譜的全部本體，例如增材制造的設備，打件，參數(shù)與打件屬性等；應該能夠定義和描述增材制造領域的概念、屬性、關系和約束，例如打件性能要求的不同，打印材料的力學性能不同等導致屬性不同或者相同的屬性也具有不同的約束范圍；應該支持新本體模型中的本體與原異構知識圖譜本體模型中的本體的語義匹配，例如在不同的打印中心可能會將打件定義為產(chǎn)品；應該能夠支持對本體層的擴充，由于增材制造的領域特性可能會打印不同行業(yè)的不同產(chǎn)品類型，具有不同的性能評價指標，會需要進行更加細致的區(qū)別時，應該支持對本體層進行擴充；應該能夠保證本體層對于新實例的精確描述，由于增材制造的不同打印用戶可能會打印各種物品，因此需保證對于新實例本體層應該能夠進行精確的分類與描述。知識圖譜實例層融合要求進行知識圖譜融合的第二步應進行實例層的融合，融合增材制造領域異構知識圖譜實例應符合以下要求：應該有一個強大的機器學習方法，能夠綜合實例的語義與結構信息進行異構知識圖譜的實體精確對齊，統(tǒng)一增材領域下各材料、設備名稱，例如某些設備可能以設備名存在，也可能以型號存在，應支持基于規(guī)則推理的精確對齊；應該有一個可靠的實體鏈接方法，來發(fā)現(xiàn)并消除不同知識圖譜中相同或相似實體之間的歧義，例如不同的打印中心可能會對設備的同一系統(tǒng)有不同的名字，應該支持能夠通過語義消除歧義，實現(xiàn)實體的精確對齊；應有一個強大的機器學習或基于規(guī)則的方法，來從數(shù)據(jù)中學習并推斷出隱含或缺失的關系和規(guī)則，并且能夠解釋其推理過程，例如能夠通過歷史訂單的打印數(shù)據(jù)對參數(shù)設置進行相似案例的缺失參數(shù)進行推理；應該有一個兼容的方法，允許增加非結構化外部知識對實例融合過程進行指導與修正，由于增材制造領域的專業(yè)性要求較強，存在大量的知識文檔，打印參數(shù)設置等非結構化數(shù)據(jù)，在進行知識圖譜實體對齊時應該能夠利用這些知識進行輔助推理與知識修正；應該有一個靈活的查詢方式，來支持用戶對融合后的知識圖譜進行多維度、多層次、多粒度和多形式的檢索和分析，例如增材制造的不同用戶會有不同的需求，會要求查詢的目標、查詢方式的多樣化；應該有一個高效的知識圖譜存儲與查詢框架，保證用戶對增材制造領域知識查詢的響應時間符合用戶預期。知識圖譜質(zhì)量提升技術要求知識圖譜進行融合時由于考慮信息的局部性與算法的局限性，融合后的知識圖譜仍存在質(zhì)量問題，所以需要對知識圖譜進行質(zhì)量提升，知識圖譜質(zhì)量提升應符合以下要求：應當支持知識圖譜的知識表達的統(tǒng)一性、一致性進行提升，例如本體層設計需要檢測是否合理，本體、關系能否覆蓋全部實例，實體是否存在冗余、屬性關系等是否存在沖突；應當支持知識圖譜的知識的準確性進行提升，例如：增材制造的打件實體屬性出現(xiàn)偏差時修正，關系間的邏輯不符合客觀事實時進行重新識別；應該支持對于知識的時效性進行提升，能夠依據(jù)外部知識來源對知識圖譜中的增材領域知識進行時效性檢驗與更新，保證知識圖譜存在合適的更新方式，例如定期更新、基于更新頻率預測的更新機制和基于熱點詞發(fā)現(xiàn)的更新來保證增材制造領域知識圖譜的時效性；應該支持對于知識圖譜完整性提升，能夠基于全圖的信息進行推理實現(xiàn)對缺失關系與屬性值的補全，例如對于同類型打件某些實體的屬性值有缺失，應該支持根據(jù)其他實體的屬性進行本實體的屬性補全，并且能夠推薦符合性能約束的合理參數(shù)值。服務接口要求概述在增材制造領域實現(xiàn)知識圖譜融合以及其他功能上，需要用到大量的服務接口，服務接口的質(zhì)量決定了各功能最終的效果質(zhì)量，包含規(guī)范性、實用性、易用性、安全性、開放性、可擴展性六個方面；同時，接口性能也需要有所規(guī)定，保證用戶訪問各接口時的響應時間不會過長。規(guī)范性要求規(guī)范性要求包括但不限于：接口應進行版本控制，對版本有詳細描述，版本之間應相互獨立；接口應包含0個或多個參數(shù)，接口應標注參數(shù)名稱、是否必選、數(shù)據(jù)類型、范圍及參數(shù)實例等內(nèi)容；若有特殊的組合限制和說明，需在接口說明上備注，對于非必選接口，宜給出接口非必選下的缺省值；接口設計時應考慮其調(diào)用設計，包括但不限于最大調(diào)用超時時間，最短調(diào)用時間間隔等要素，相關設計和約束需要通過定義或者說明的方式在文檔中體現(xiàn)，并標識其異常返回說明和處理方法。實用性要求實用性要求包括但不限于：應避免接口重復，減少請求次數(shù)，提高程序穩(wěn)定性和任務執(zhí)行率；宜按具體請求情況進行參數(shù)傳遞，減少不必要的參數(shù)傳遞。易用性要求易用性要求包括但不限于：接口及參數(shù)應命名準確，名稱包含必要信息；接口應遵循統(tǒng)一的返回結構，包括調(diào)用錯誤編碼、錯誤描述以及異常額外信息等；接口應遵循單一職能原則，接口與功能一一映射；對于復雜功能，應根據(jù)實際通過接口的組合來實現(xiàn)，避免調(diào)用方重復多次進行組合式調(diào)用；接口應盡可能屏蔽底層實現(xiàn)，設計為抽象程度高且語法宜理解的接口。安全性要求接口安全性的要求包括但不限于：接口應設置訪問令牌機制，用于表示接口調(diào)用者的身份憑證；接口應對于不同權限的用戶，設置權限管控功能，防止關鍵接口被非增材領域專業(yè)人員濫用、惡意調(diào)用；接口被調(diào)用時，客戶端應調(diào)用當前時間戳，判斷當前時間戳與接口傳輸?shù)臅r間戳差值，若差值過大應攔截掉請求，防止負載過大導致系統(tǒng)崩潰；接口應對多模態(tài)的增材領域數(shù)據(jù)進行加密操作，保證用戶只能通過指定接口獲取指定的數(shù)據(jù)格式，如對于零件的建模文件，應在后臺對模型文件進行加密，并對一般用戶僅開放模型圖片文件的獲取方式，防止源數(shù)據(jù)泄露；接口應對增材領域專家個人信息數(shù)據(jù)進行加密，嚴格管控調(diào)用接口，并提供專門的個人信息更新方式，須獲得專家本人同意才能進行信息更新。開放性要求開放性要求包括但不限于：接口應根據(jù)增材制造應用需求進行不同級別開放性設計，支持多種應用框架，如SpringMVC、golang等；接口應滿足多種開放語言和環(huán)境的應用，如Vue、React等主流前端框架；接口應符合增材制造領域產(chǎn)業(yè)習慣，減少接口定制化帶來的重新設計與適配成本。可擴展性要求可擴展性要求包括但不限于:接口應支持系統(tǒng)在資源充分利用的前提下進行平滑移植與擴展；接口應在并發(fā)增加時提供動態(tài)擴展功能。接口性能要求接口性能要求包括但不限于:接口應保證在一定程度的并發(fā)時，能夠以較低的響應時間獲取響應結果，各接口的平均響應時間不應超過50毫秒，峰值時間內(nèi)平均響應時間不應超過100毫秒；對于需要一定計算任務的接口，平均響應時間不應超過500毫秒；對于特定需要后臺進行大量計算工作的接口，應設置異步響應功能，在接收到用戶的請求后立即返回響應，表示已接收到請求；在計算任務完成后，再次向用戶進行響應；目次TOC\o"1-1"\h\t"標準文件_一級條標題,2,標準文件_附錄一級條標題,2,"前言 II1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 14增材制造領域知識圖譜融合技術架構 15知識圖譜融合技術要求 25.1概述 25.2數(shù)據(jù)保密性要求 25.3數(shù)據(jù)專業(yè)性要求 25.4數(shù)據(jù)格式要求 35.5知識圖譜本體層融合要求 35.6知識圖譜實例層融合要求 35.7知識圖譜質(zhì)量提升技術要求 46服務接口要求 46.1概述 46.2規(guī)范性要求 46.3實用性要求 46.4易用性要求 56.5安全性要求 56.6開放性要求 56.7可擴展性要求 56.8接口性能要求 5TOC\o"9-9"\h\t"標準文件_正文圖標題,1,標準文件_附錄圖標題,1"圖1增材制造知識圖譜融合架構圖 2 目次TOC\o"1-1"\h\t"標準文件_一級條標題,2,標準文件_附錄一級條標題,2,"前言 II1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 14增材制造領域知識圖譜融合技術架構 15知識圖譜融合技術要求 25.1概述 25.2數(shù)據(jù)保密性要求 25.3數(shù)據(jù)專