產(chǎn)品性能關(guān)聯(lián)下綠色設(shè)計知識表達(dá)及獲取方法

柯慶鏑 孫伯驁 薛 冰 張 雷 陳鵬飛

1.合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，合肥，230009 2.江蘇徐工工程機(jī)械研究院有限公司，徐州，221004

0 引言

隨著制造業(yè)發(fā)展和資源環(huán)境壓力的增加，產(chǎn)品綠色設(shè)計需求被頻繁提出，為滿足綠色設(shè)計需求，對復(fù)雜的、多學(xué)科交叉且離散的機(jī)電產(chǎn)品綠色設(shè)計知識進(jìn)行搜集，并基于搜集的綠色設(shè)計知識開展綠色設(shè)計知識表達(dá)以及獲取技術(shù)研究，是機(jī)電產(chǎn)品全生命周期綠色設(shè)計的重要發(fā)展方向。

設(shè)計知識表達(dá)是知識獲取、知識挖掘及知識存儲的前提，是開展綠色設(shè)計知識有效支持的基礎(chǔ)，目前有許多學(xué)者對知識表達(dá)的相關(guān)問題進(jìn)行了研究。SPOLADORE[1]所提出的語義框架能夠表示電器的能耗和智能家居的能源狀況。QI等[2]提出了基于本體的城市熱島緩解策略知識表示，可支持城市熱島緩解的績效評估和政府決策。吉祥[3]針對綠色設(shè)計知識建立了知識多維空間模型、內(nèi)容模型和綠色產(chǎn)品集成模型。袁明明[4]提出了隱性知識教學(xué)的知識表達(dá)模型，給出新型知識表達(dá)模型的數(shù)學(xué)描述和概念化描述。劉寧靜等[5]通過分析學(xué)術(shù)名人資源特征和用戶使用需求，構(gòu)建學(xué)術(shù)名人描述框架模型和學(xué)術(shù)名人與其他實(shí)體關(guān)系模型。SEQUEDA等[6]提出一個以映射模式為中心的表達(dá)框架。時元勛[7]提出一種擴(kuò)展與或樹結(jié)構(gòu)模型來表達(dá)變型產(chǎn)品的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。高勁松等[8]面向文物圖像資源底層視覺特征與高層語義特征的精細(xì)化映射與細(xì)粒度知識表示進(jìn)行了相關(guān)研究。左毅等[9]運(yùn)用高階的知識表示等知識工程理論與方法梳理出軍事領(lǐng)域適用的知識表達(dá)方式。NASR等[10]分析能源安全計量領(lǐng)域的知識狀況，設(shè)計出能源安全領(lǐng)域的知識圖譜。郭鑫等[11]提出基于目標(biāo)的工藝設(shè)計知識構(gòu)成要素建立工藝設(shè)計知識組織模型。李慧清[12]在歸納現(xiàn)有機(jī)械類產(chǎn)品設(shè)計知識的基礎(chǔ)上提出基于本體的知識表達(dá)。劉琦等[13]分析了中醫(yī)藥領(lǐng)域的知識表示技術(shù)及推理方法。陳文杰[14]采用基于主題模型和變分自編器的關(guān)系向量構(gòu)建方法,根據(jù)關(guān)系上的主題分布信息將同一關(guān)系表示為不同的實(shí)值向量，從而實(shí)現(xiàn)向量不同維權(quán)重的自適應(yīng)賦值。胡韌奮等[15]提出一種基于深層語言模型(BERT)的古漢語知識表示方法，能充分利用上下文信息,實(shí)現(xiàn)語序、語法、語義、語境等信息的編碼。蔣勛等[16]構(gòu)建了突發(fā)事件演化知識表示模型。王毅等[17]在分析改模知識的基礎(chǔ)上提出一種基于本體的多層知識表達(dá)與推理模型。

在知識獲取方面，基于知識表達(dá)的知識獲取可為構(gòu)建知識庫提供數(shù)據(jù)支撐。SHU等[18]提出一種增量知識獲取算法。JIANG等[19]提出一種新的注意力增強(qiáng)聯(lián)合學(xué)習(xí)框架，該框架可以針對移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景進(jìn)行分散式知識獲取。BORIS[20]提出一種具有動態(tài)用戶需求的用戶知識獲取方法，利用自然語言處理技術(shù)將文本表單解決方案轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)。WU等[21]提出一種用于構(gòu)建多級流模型的知識獲取和表示程序，提高了整體模型的質(zhì)量和一致性。JOHNSON[22]研究了以可持續(xù)性為導(dǎo)向的中小企業(yè)獲取和開發(fā)環(huán)境管理體系和相關(guān)工具所需的明確知識。SASIDHARAN[23]根據(jù)用戶的領(lǐng)域?qū)I(yè)知識將知識網(wǎng)絡(luò)重新概念化為子網(wǎng)，并分析具有不同性能結(jié)果的工作組之間子網(wǎng)之間的知識獲取模式。REYES等[24]提出一種新的互動方法，用于適應(yīng)知識的獲取和重用。王然[25]在粗糙集理論的基礎(chǔ)上提出一種面向用戶偏好的突發(fā)事件知識獲取方法。王仲等[26]提出一個知識獲取、表達(dá)與推理的系統(tǒng)性框架。石玉鑫等[27]提出一種領(lǐng)域基礎(chǔ)詞典的構(gòu)建方法。

綜上所述，目前設(shè)計知識主要聚焦于材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝設(shè)計、制造等的某一個階段，但從全生命周期角度出發(fā)，分析并獲取機(jī)電產(chǎn)品的綠色設(shè)計知識相關(guān)研究報道較少，無法有效支撐產(chǎn)品全生命周期下的綠色設(shè)計，進(jìn)而解決產(chǎn)品內(nèi)部設(shè)計參數(shù)與其多種綠色性能之間的關(guān)聯(lián)問題。因此，通過分析全生命周期產(chǎn)品綠色性能，進(jìn)而構(gòu)建知識表達(dá)并獲取綠色設(shè)計知識，是當(dāng)前需要解決的技術(shù)問題。針對上述問題，本文提出OPP結(jié)構(gòu)樹，基于全生命周期建立操作結(jié)構(gòu)樹、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹、性能結(jié)構(gòu)樹及其之間的多關(guān)聯(lián)關(guān)系，構(gòu)建基于關(guān)聯(lián)關(guān)系的綠色設(shè)計知識表達(dá)，并基于綠色設(shè)計知識表達(dá)來獲取綠色設(shè)計知識，最后以液壓閥為例，驗(yàn)證綠色設(shè)計知識表達(dá)和獲取方法的有效性。

1 面向生命周期綠色性能的知識表達(dá)

綠色設(shè)計知識是產(chǎn)品綠色設(shè)計過程中產(chǎn)生的，是對產(chǎn)品全生命周期設(shè)計及其關(guān)聯(lián)綠色性能的有效分析、概括和展示[28-29]。

面對設(shè)計知識隱性離散的特點(diǎn)以及綠色設(shè)計的需求，基于物元理論，本文提出了操作元素、產(chǎn)品元素(產(chǎn)品元素可細(xì)分為結(jié)構(gòu)元素和材料元素)和性能元素。其中，設(shè)計知識需要有操作動作來表示設(shè)計過程，因此提出操作元素來表示改變對象的動作；設(shè)計知識是以產(chǎn)品為中心并為研發(fā)人員設(shè)計產(chǎn)品服務(wù)，所以設(shè)計知識中應(yīng)該包含產(chǎn)品元素，且產(chǎn)品元素是主體對象、主要設(shè)計內(nèi)容；設(shè)計知識的綠色度和作用是通過操作所產(chǎn)生的性能來衡量的，因此提出性能元素來表征操作的目標(biāo)值。

操作元素、產(chǎn)品元素和性能元素三者之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系如圖1所示，可表示為

圖1 元素關(guān)聯(lián)關(guān)系

I={O,P,F}

(1)

式中，O為操作元素,P為產(chǎn)品元素，F(xiàn)為性能元素。

該關(guān)聯(lián)關(guān)系的含義為：產(chǎn)品元素(P)在操作元素(O)的實(shí)施后到達(dá)了性能元素(F)，其中，O-P關(guān)聯(lián)關(guān)系描述操作某個對象的過程，以及該操作過程的可行性程度；P-F關(guān)聯(lián)關(guān)系描述產(chǎn)品對象產(chǎn)生性能變化的過程，以及該性能變化的程度，這種關(guān)聯(lián)關(guān)系可能是多維的，即產(chǎn)品元素在操作元素實(shí)施之后可到達(dá)多種性能元素。

綜上所述，本文所提出的設(shè)計知識主要是基于OPP的設(shè)計信息(操作元素、產(chǎn)品元素和性能元素)的映射關(guān)系，是用于幫助設(shè)計人員在不同設(shè)計場景下實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計目的的信息。

為提高知識應(yīng)用的準(zhǔn)確度，在構(gòu)建知識表達(dá)時，將元素分類并構(gòu)建結(jié)構(gòu)樹。操作結(jié)構(gòu)樹反映設(shè)計的動作，是對操作元素的細(xì)分；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹包含的是產(chǎn)品元素，反映了各部件之間關(guān)系；性能結(jié)構(gòu)樹反映了設(shè)計操作對環(huán)境輸出作用的效果，是對性能元素的細(xì)分。

結(jié)構(gòu)樹間的互相關(guān)聯(lián)可將一條知識完整地表達(dá)出來(圖2)，同時引入多粒度分類，實(shí)現(xiàn)多情境任務(wù)需求下準(zhǔn)確檢索解決方案的功能。

圖2 綠色設(shè)計知識表達(dá)

(1)操作結(jié)構(gòu)樹。針對不同的領(lǐng)域、不同設(shè)計階段專利文檔的多樣性和復(fù)雜性，建立結(jié)構(gòu)樹的節(jié)點(diǎn)元素，以精確定位操作元素和產(chǎn)品元素的關(guān)聯(lián)關(guān)系。因此，基于產(chǎn)品設(shè)計流程考慮，將操作劃分為材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝設(shè)計三個維度，如圖3所示，可表述為

圖3 操作結(jié)構(gòu)樹

O={O1,O2,O3}

(2)

式中，O、Oi(i=1,2,3)分別為操作結(jié)構(gòu)樹的第一層、第二層元素。

為規(guī)范表達(dá)，通過搜集機(jī)電產(chǎn)品領(lǐng)域相關(guān)專利，不斷完善和總結(jié)，建立了面向機(jī)電產(chǎn)品的操作標(biāo)準(zhǔn)集，見表1。

表1 操作標(biāo)準(zhǔn)集

通過構(gòu)建操作結(jié)構(gòu)樹可規(guī)范表達(dá)文本中的操作相關(guān)元素，便于存儲到數(shù)據(jù)庫中，且根據(jù)生命周期階段對操作進(jìn)行分類，可滿足不同設(shè)計階段的需求。

(2)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹。產(chǎn)品信息具有動態(tài)性、模糊性和多樣性，將產(chǎn)品元素逐層分級，形成的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹如圖4所示，子層次是零件級，零件的形成需要經(jīng)過材料選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計這兩個階段，可表示為

圖4 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹

P={P1,P2,…,Pi,…,Pn}

(3)

(4)

產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)集見表2。

表2 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)集

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹將產(chǎn)品分層進(jìn)行表達(dá)，多層次細(xì)粒度的劃分可增加關(guān)聯(lián)關(guān)系，提高綠色設(shè)計知識的準(zhǔn)確度和細(xì)粒度，滿足設(shè)計人員在全生命周期不同階段的各種設(shè)計需求，提高知識重用度和產(chǎn)品再設(shè)計的效率。

(3)性能結(jié)構(gòu)樹。基于產(chǎn)品全生命周期將性能劃分為原材料獲取階段、制造與裝配階段、運(yùn)輸階段、使用階段和回收處理階段，性能結(jié)構(gòu)樹如圖5所示，可表示為

圖5 性能結(jié)構(gòu)樹

F={F1,F2,…,F5}

(5)

式中，F(xiàn)、Fi(i=1,2,3,4，5)分別為操作結(jié)構(gòu)樹的第一層、第二層元素。

為規(guī)范操作，通過搜集機(jī)電產(chǎn)品領(lǐng)域相關(guān)專利，不斷完善和總結(jié)，基于GB/T32161—2015《生態(tài)設(shè)計產(chǎn)品評價通則》[30]提出了相關(guān)的生命周期性能標(biāo)準(zhǔn)集，見表3。

表3 性能標(biāo)準(zhǔn)集

性能結(jié)構(gòu)樹中的綠色性能滿足設(shè)計人員直接的綠色設(shè)計知識需求，污染性能幫助提高設(shè)計效率。

構(gòu)建的三個結(jié)構(gòu)樹單獨(dú)作用是沒有意義的，結(jié)構(gòu)樹間的互相關(guān)聯(lián)才能將一條知識完整地表達(dá)

出來，本文采用五元組的方法將結(jié)構(gòu)樹間的關(guān)聯(lián)關(guān)系表達(dá)出來，形成完整的知識表達(dá)。操作對象通常是材料和結(jié)構(gòu)，會產(chǎn)生綠色性能和污染性能，綠色設(shè)計知識可以表示為

(6)

2 基于OPP領(lǐng)域詞典的綠色設(shè)計知識獲取方法

2.1 OPP領(lǐng)域詞典的構(gòu)建

本文從專利及文獻(xiàn)中抽取出名詞、動詞、動詞短語，采用專家標(biāo)注，構(gòu)建OPP(操作、產(chǎn)品、性能)領(lǐng)域詞典，如圖6所示。傳統(tǒng)標(biāo)注面對大文本量時，由于關(guān)鍵字多，直接應(yīng)用效果不佳，故本文結(jié)合OPP結(jié)構(gòu)樹對每個詞典進(jìn)行細(xì)粒度劃分。進(jìn)行標(biāo)注時，利用前文制定的標(biāo)準(zhǔn)集指導(dǎo)標(biāo)注，標(biāo)注示例見表4。

表4 標(biāo)注示例

圖6 OPP詞典構(gòu)建流程

在文本中，操作元素、產(chǎn)品元素多是單個詞匯，可直接錄入詞典。性能元素較復(fù)雜，可以是詞匯和動詞短語，為減少詞典的數(shù)據(jù)量，將性能短語標(biāo)準(zhǔn)化，即建立性能短語與性能標(biāo)準(zhǔn)集映射關(guān)系，如“提高加工精度”和“減少閥體的質(zhì)量”可以標(biāo)準(zhǔn)化為“高加工性”和“輕量化”，表示為

WFi→fi

(7)

式中，WFi為結(jié)構(gòu)樹對象fi所對應(yīng)的詞組、短語集合，i=1,2,…。

為提高標(biāo)準(zhǔn)化的效率，采用同義詞林輔助標(biāo)準(zhǔn)化，如圖7所示，并將標(biāo)準(zhǔn)化過程中的映射關(guān)系存入性能詞典中。

圖7 同義詞林輔助標(biāo)準(zhǔn)化示例

標(biāo)準(zhǔn)化的過程是通過從標(biāo)準(zhǔn)庫中匹配語義相近的元素來代替短語，通過專家標(biāo)注兩者之間的聯(lián)系，計算機(jī)可以識別文本中的短語，并給其貼上元素標(biāo)簽。為減少標(biāo)注工作量，基于同義詞林進(jìn)行相似度分析，從中匹配短語各部分同義詞，相互組合使得多個語義相近的短語用同一個元素標(biāo)簽代替。圖7中，在標(biāo)注“減小質(zhì)量”為輕量化過程中，系統(tǒng)可以自動將“降低重量”“減輕重量”等標(biāo)注為“輕量化”?；谏鲜鐾x詞間的相互組合進(jìn)行的標(biāo)注示例優(yōu)化見表5。

表5 標(biāo)注優(yōu)化

2.2 綠色設(shè)計知識獲取

通過領(lǐng)域詞典提取的詞匯是相互獨(dú)立的，不存在關(guān)聯(lián)關(guān)系，不能完整地表達(dá)綠色設(shè)計知識，例如，通過操作詞典識別出“電泳漆”、通過產(chǎn)品詞典識別出“硬鉻”、通過性能詞典識別出“輕量化”，被提取的三個詞匯沒有建立關(guān)聯(lián)關(guān)系，無法挖掘出“電泳漆-硬鉻-輕量化”的知識。因此，提出基于OPP領(lǐng)域詞典的綠色設(shè)計知識獲取方法，通過領(lǐng)域詞典識別并獲取文本中的關(guān)鍵字，形成操作集、產(chǎn)品集和性能集，并從統(tǒng)計學(xué)的角度建立不同集合中元素之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，形成綠色設(shè)計知識，具體過程如圖8所示。

圖8 綠色設(shè)計知識獲取流程

對挖掘的關(guān)鍵字進(jìn)行分析，通過計算點(diǎn)互信息(pointwise mutual information，PMI)[31]來衡量三個詞典提取的詞匯之間的關(guān)聯(lián)程度，從而抽取出關(guān)聯(lián)程度較高的詞匯組合。PMI從統(tǒng)計學(xué)的角度來衡量詞語之間的語義關(guān)聯(lián)程度，針對某文本集合Ti中的詞匯O、P、F，若這三個詞匯出現(xiàn)在同一個文本當(dāng)中，則稱詞匯O、P和F共現(xiàn)，共現(xiàn)的概率可表示為

(8)

式中，f(O,P,F)為O、P和F共現(xiàn)的數(shù)量；|Ti|為參與計算的文獻(xiàn)文本數(shù)量。

O、P、F單獨(dú)出現(xiàn)的概率為

(9)

式中，f(O)、f(P)、f(P)分別為O、P和F出現(xiàn)的頻率；C1、C2、C3分別為操作集、產(chǎn)品集、性能集總的元素個數(shù)。

O、P和F關(guān)聯(lián)程度計算公式為

(10)

PMIg(O,P,F)表示操作元素、結(jié)構(gòu)元素、綠色性能元素間的點(diǎn)互信息，當(dāng)其大于閾值時，認(rèn)為集合Ti中O、P和F具有搭配關(guān)系，并且{O，P，F(xiàn)}代表提取的綠色設(shè)計知識。則操作元素、結(jié)構(gòu)元素、污染性能元素間的點(diǎn)互信息為

(11)

當(dāng)PMIng(O,P,-F)大于閾值時，{O，P，-F}表示提取的污染設(shè)計知識。

考慮到同一個O-P可能會導(dǎo)致綠色性能和污染性能，污染性能較綠色性能多的P-F關(guān)聯(lián)關(guān)系參考價值低，需要對建立的關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行篩選，確保知識的可用性，通過引入綠色關(guān)聯(lián)度來衡量知識的可用性。

計算綠色關(guān)聯(lián)度的公式為

(12)

式中，L為知識中各元素的綠色關(guān)聯(lián)度；Fi為該操作下的綠色性能；(-F)i為該操作下的污染性能。

通過式(12)可得到三種結(jié)構(gòu)樹元素的綠色關(guān)聯(lián)度L，若達(dá)到閾值G0，例如，3D打印液壓閥-支撐，產(chǎn)生兩個綠色性能：節(jié)能、輕量化；一個污染性能：成本高，計算的綠色度大于閾值，那么3D打印液壓閥-支撐-性能的關(guān)聯(lián)規(guī)則是可用的。

在綠色設(shè)計知識表達(dá)的基礎(chǔ)上，考慮機(jī)電產(chǎn)品全生命周期設(shè)計信息，設(shè)計綠色設(shè)計知識在數(shù)據(jù)庫的存儲方式：操作層-產(chǎn)品層-性能層，如圖9所示。

圖9 綠色設(shè)計知識存儲方式

將數(shù)據(jù)庫中表格分為三層：操作、產(chǎn)品、性能。每個層次都包含不同類型的表格，通過層間關(guān)聯(lián)和交互實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計知識集的存儲，來支持產(chǎn)品全生命周期綠色設(shè)計。

該存儲方式可重復(fù)利用各層次的元素，即元素間的不同關(guān)聯(lián)關(guān)系形成一條綠色設(shè)計知識，可實(shí)現(xiàn)少量元素表達(dá)大量綠色設(shè)計知識的目的，提高了知識的存儲效率。

3 應(yīng)用實(shí)例

3.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集

本文選取液壓閥作為分析對象，首先從400篇液壓閥相關(guān)專利和論文中針對性地搜集操作動詞、產(chǎn)品名詞和性能詞匯(詞組)，構(gòu)建操作詞典、產(chǎn)品詞典和性能詞典,然后用另外1000篇摘要進(jìn)行操作-產(chǎn)品-性能關(guān)聯(lián)關(guān)系挖掘?qū)嶒?yàn)，實(shí)驗(yàn)過程中，基于操作詞典匹配識別出C1=1127個操作關(guān)鍵字，產(chǎn)品詞典匹配識別出C2=2178個產(chǎn)品關(guān)鍵字，性能詞典匹配識別出C2=854個性能短語、詞組，并標(biāo)準(zhǔn)化。

3.2 關(guān)聯(lián)關(guān)系的確定

設(shè)置PMI的閾值為3.3，得到部分關(guān)聯(lián)關(guān)系見表6，對應(yīng)的操作、產(chǎn)品和性能關(guān)鍵字?jǐn)?shù)據(jù)見表7～表9。

表6 部分關(guān)鍵字關(guān)聯(lián)關(guān)系統(tǒng)計

表7 操作關(guān)鍵字(O)

表8 產(chǎn)品關(guān)鍵字(P)

表9 性能關(guān)鍵詞(±Fg)

表6中，Na指的是空值。將PMIg和PMIng代入式(12),可以得到關(guān)聯(lián)關(guān)系的綠色度：L1=9.3913，L2=8.2980，L3=0.1333，L4=-6.4958，L5=16.0920，L6=5.6978，L7=7.3696，L8=4.0260，L9=6.0699，L10=-4.5237，L11=3.9545。設(shè)置綠色度的閾值G0為0，則L4和L10因小于閾值而被刪除，其余知識因綠色關(guān)聯(lián)度大于0，因此可用性較高。將篩選后的元素及其之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系基于圖2構(gòu)建的知識表達(dá)進(jìn)行存儲(圖10)，其中，因液壓閥屬于結(jié)構(gòu)簡單的產(chǎn)品，所以本案例中的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹從零件級開始分類，由圖10的知識表達(dá)能夠得到綠色設(shè)計知識集的數(shù)學(xué)描述K：

圖10 3D打印液壓閥綠色設(shè)計知識表達(dá)

K=

(13)

由式(13)可知：3D打印懸臂制造成本低、加工能耗低、閥體易變形；機(jī)加工支撐易拆卸、可制造性好、熱輻射低；去除工藝孔降低故障點(diǎn)；使用管網(wǎng)結(jié)構(gòu)在使用過程中節(jié)能、提高整體性能；結(jié)構(gòu)優(yōu)化交叉鉆孔系可以減少壓降；拓?fù)鋬?yōu)化流道可以輕量化液壓閥。針對不同的設(shè)計需求，綠色設(shè)計知識集中可找到與之對應(yīng)的綠色設(shè)計知識。例如，面對“減小液壓閥的重量”需求，可確定設(shè)計對象是液壓閥，綠色性能是輕量化，即可在綠色設(shè)計知識集中確定對應(yīng)的操作：拓?fù)鋬?yōu)化，最終匹配到對應(yīng)的綠色設(shè)計知識“拓?fù)鋬?yōu)化液壓閥流道可以輕量化液壓閥”，具體應(yīng)用見表10。

表10 綠色設(shè)計知識的應(yīng)用

4 結(jié)論

(1)本文統(tǒng)計分析機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計資源及基本信息，分析三類主體元素(操作-產(chǎn)品-性能)的關(guān)聯(lián)過程，提出面向生命周期下綠色設(shè)計需求的綠色設(shè)計知識表達(dá)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計對象、設(shè)計過程與其綠色性能的有效關(guān)聯(lián)。

(2)利用專家標(biāo)注結(jié)合同義詞林構(gòu)建操作詞典、產(chǎn)品詞典和性能詞典，利用詞典對摘要文本中的關(guān)鍵詞進(jìn)行識別匹配，得到操作集、產(chǎn)品集和性能集；通過計算集合中元素間的點(diǎn)互信息PMI，建立元素間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，最后通過計算綠色關(guān)聯(lián)度篩選出綠色設(shè)計知識。

(3)以某款液壓閥結(jié)構(gòu)設(shè)計為例，搜集并處理液壓閥相關(guān)專利，通過綠色性能分析得到知識元素如下：3D打印、選區(qū)激光熔化、機(jī)加工結(jié)構(gòu)優(yōu)化、拓?fù)鋬?yōu)化、懸臂、液壓閥、支撐、工藝孔、管網(wǎng)結(jié)構(gòu)、流道、交叉鉆孔系、壽命低、可拆卸、壽命高、低熱輻射、可制造性好、質(zhì)量高、使用節(jié)能、高性能、壓降低等。形成綠色設(shè)計知識集合，可應(yīng)對“降低液壓閥的使用能耗”“減小液壓閥的壓降”“減小液壓閥的重量”等需求。綜上，這種知識結(jié)構(gòu)具有表達(dá)清晰、便于推送的優(yōu)點(diǎn)，可有效滿足產(chǎn)品設(shè)計過程中的各種綠色設(shè)計需求。

(4)本文方法可用于專利等文獻(xiàn)中綠色設(shè)計知識表達(dá)的構(gòu)建和綠色設(shè)計知識的獲取，在構(gòu)建OPP詞典時，由于本文方法需要大量的標(biāo)注，屬于有監(jiān)督學(xué)習(xí)，需要耗費(fèi)大量的人力物力，故今后需要在無監(jiān)督學(xué)習(xí)構(gòu)建詞典方面開展深入研究，進(jìn)一步推動機(jī)電產(chǎn)品全生命周期綠色設(shè)計。