知识图谱赋能工业智能化-于政

成为全球企业级人工智能的领跑者，创造人机同行的美好世界！©2019MININGLAMPTechnology.Allrightsreserved.ContainsMNINGLAMPTechnology'ConfidentialandProprietaryinformationandmaynotbedisclosedorreproducedwithoutthepriorwrittenconsentofMNINGLAMPTechnology.知识图谱赋能工业智能化明略科学院&工业事业部于政博士©MININGLAMPTechnology2019.目录1.知识图谱概览2.知识图谱关键技术3.智能制造知识图谱4.工业知识图谱应用案例©MININGLAMPTechnology2019.知识图谱概览Part1©MININGLAMPTechnology2019.©MININGLAMPTechnology2019.知识图谱定义•知识图谱是描述真实世界存在的实体以及它们之间的关系•Things,NotStrings实体（点）：人物设备公司产品...关系（边）：雇佣位于使用生产...位于雇佣使用生产知识图谱作为一种语义网络，是大数据与AI时代知识表示的重要方式之一知识图谱作为一种技术体系，是大数据与AI时代知识工程的代表性进展©MININGLAMPTechnology2019.•像建立文本之间的超链接一样，建立数据之间的语义链接，并支持语义搜索Web视角•怎样从文本中抽取语义和结构化数据NLP视角•怎样利用计算机符号来表示和处理知识KR视角•怎样利用知识库来辅助理解人的语言AI视角•用图的方式去存储知识DB视角做好KG要兼容并蓄，综合利用好KR、NLP、Web、ML、DB等多方面方法和技术知识图谱的本质©MININGLAMPTechnology2019.知识图谱优势数据汇聚+知识构建，易于扩展，规模大，维护成本低•一张图•多个系统，多个表；（原始表，主题库，专题库）扩展分析广度，精准分析•标记体系，关系体系，轨迹体系•标记体系为主深度关联分析•深度关联分析•有限规模数据一度简单关联分析可解释•知识解释世界，易于理解•统计及离散的数据解释世界人工智能升级的知识基础•用知识弥补数据不足的现状知识图谱VS传统系统©MININGLAMPTechnology2019.知识图谱推理知识图谱使知识推理变成可能。作为通往人工智能的必经之路，推理能力是人工智能的关键点。“Bob为什么想去巴黎？如果他去了巴黎会去那儿？”©MININGLAMPTechnology2019.知识图谱适用于整合结构化、非结构化数据，处理关系复杂、类型繁多的数据知识图谱作为数据组织与存储的基础，为上层人工智能应用提供支撑多源异构数据整合知识图谱构建与赋能应用场景路径分析图数据挖掘关联分析图谱可视化智能分析推理问答检索结构化数据半结构化数据流式数据API文件、图片、视频智能数据治理关联计算知识存储自然语言处理非结构化数据知识图谱适合场景©MININGLAMPTechnology2019.行业知识图谱构建的关键技术Part2©MININGLAMPTechnology2019.标注工具（标注实体、关系等）主动学习、强化学习、辅助标注图谱schema设计文本数据视频数据数据源：多源异构数据实体、关系、事件机器学习/深度学习/规则模板等知识获取知识标注实体对齐语言融合知识融合动态演化混合图数据存储知识库(e.g.,同义语、标签体系)知识存储图计算与挖掘图推理规则引擎知识计算图嵌入关联分析与挖掘智能问答与检索知识应用图谱可视化交互推荐营销知识库补全行业知识图谱构建流程图音频数据图像数据……知识建模©MININGLAMPTechnology2019.电力知识图谱案例依托产品需求和现有数据，围绕业务原则、分析原则、效率原则、冗余原则这4个原则设计schema：业务原则分析原则效率原则冗余原则SCHEMA设计数据治理文本标注知识抽取数据存储智能应用©MININGLAMPTechnology2019.电力知识图谱案例结构化数据半结构化数据非结构化数据历年故障文档从不同来源，不同的结构的数据中进行知识抽取，形成知识存入到知识图谱设备台账数据线下存储的格式规范化文本数据链接数据D2R转换图映射包容器信息抽取知识图谱RDF三元组多元组事件时序信息SCHEMA设计数据治理文本标注知识抽取数据存储智能应用©MININGLAMPTechnology2019.电力知识图谱案例标注需求定制标注规范团队试标培训反馈标注数据审核校验验收SCHEMA设计数据治理文本标注知识抽取数据存储智能应用©MININGLAMPTechnology2019.电力知识图谱案例利用标注工具对文本进行标注生成IOB标注格式提取关键词、实体、关系SCHEMA设计数据治理文本标注知识抽取数据存储智能应用©MININGLAMPTechnology2019.电力知识图谱案例采用BiLstm-CRF的深度学习网络模型SCHEMA设计数据治理文本标注知识抽取数据存储智能应用©MININGLAMPTechnology2019.电力知识图谱案例结构化图谱数据数据入图数据库SCHEMA设计数据治理文本标注知识抽取数据存储智能应用©MININGLAMPTechnology2019.电力知识图谱案例SCHEMA设计数据治理文本标注知识抽取数据存储智能应用多轮问答与问题推荐多模态数据故障历史查询故障研判©MININGLAMPTechnology2019.智能制造知识图谱Part3©MININGLAMPTechnology2019.制造业数字化转型问题与目标出发点问题目标知识散乱信息孤立决策原始•当前知识数据散落在多处，并以多种形式存在；•生产、设计、维保等过程中决策信息不足，无法形成准确决策；•决策信息获取效率低，决策过程不通畅。•业务系统孤立，信息关联关系复杂，难以关联分析；•决策和执行存在与真实业务流程信息脱节，无法落实；•发生问题后，难以追溯到根因，处理方法不治本。•问题发现不及时，总是被动响应，无法形成有效预警及预防；•决策依据经验，不能从数据出发，以数据决策；•智能化水平不足，不能形成有效的辅助决策，智能决策。构建互联互通的企业知识与数据，智能服务企业活动各环节，提高效率、降低成本、提升质量。解决制造业设计、采购、计划、库存、生产、销售、售后等环节面临的决策信息不足、不智能等问题。©MININGLAMPTechnology2019.智能制造知识图谱构建知识符号化知识推理与预测知识互联行业知识数据算法技术标准维修手册设计图纸质量流程计划排班物料管理知识图谱©MININGLAMPTechnology2019.智能制造知识图谱构建与智能应用知识库构建•图谱设计•知识标注•实体抽取•关系抽取•实体对齐质量管理知识图谱后服务知识图谱生产设计知识图谱供应链知识图谱智能制造知识图谱应用数据治理知识抽取知识存储知识应用•质量流程管理•质量问题根因分析•隐患风险推理•预防措施制定•其他•知识融合•产品信息问答•产品比对•产品信息溯源•售后维修方案推荐•其他•缺料分析•工序齐套分析•生产工序调度与分析•其他•供应商比对•供应商风险管理•采购计划优化•采购计划预测•其他©MININGLAMPTechnology2019.PHM+知识图谱23DATAAbnormalReasonSolution设备监控数据振动数据生产管理数据工况数据……监控数据告警设备故障预警部件故障诊断……复位更换接线更换模块打磨滑环……轴承磨损齿面磨损不平衡……Model检修指导及推荐PHM模型PHM失效原因分析运行数据集中管理•行业PHM目标，形成设备检修闭环©MININGLAMPTechnology2019.工业后市场服务知识图谱应用案例Part4©MININGLAMPTechnology2019.技术实现通过NLP、深度学习等技术实现对零部件、故障、工况、维修方法等实体、关系的信息抽取，并构建汽车故障维修知识图谱基于知识图谱构建知识应用系统，并在语义检索、问题分类、预测等方面展开应用基于故障维修知识图谱，归纳总结案例问题、维修经验，通过图计算，实现故障模式挖掘与识别将散落的专家知识及系统自动识别的维修方法固化到系统中，减少对人的依赖给4S店提供一套专业的维修问答系统，用人工智能代替部分人的工作达到效果专家的精力主要用于处理棘手问题，提升品牌美誉度并为设计及制造部门提供持续的质量改善建议汽车故障维修知识图谱解决方案©MININGLAMPTechnology2019.•Case编号•零部件•检修方法•失效模式•工况•程度•方位•故障灯•故障码•hasCode主体：Case编号受体：故障码•hasMean主体：故障码受体：故障码含义•hasHints主体：Case编号受体：仪表提示•hasMethodTarget主体：维修方法受体：零部件•subOf主体：年款受体：车型•memberOf主体：车受体：年款•仪表提示•原因类型•设计状态•零件状态•车型•年款•车（车架号）•发动机型号•变速箱型号实体：•图谱Schema及数据标注说明汽车故障维修知识图谱关系：©MININGLAMPTechnology2019.汽车故障维修知识图谱•案例文本自动图谱化©MININGLAMPTechnology2019.失效模式说法失效模式说法加速无力不给油异响变速器声音大不能升档噌噌的响声车辆跑不动咕咚一声车速受限制嗒嗒异响发动机转速空转嗡嗡声加不起速度卡啦卡啦异响…………汽车故障维修知识图谱•实体对齐工况说法工况说法车速加速至20码档位工况挂D挡正常行驶40码时挂5挡低速行车挂前进档低速滑行挂入倒挡后55km/h开始平稳加油门时3挡行驶时撤油后3挡滑行时5-40码挡杆切换到倒挡时…………©MININGLAMPTechnology2019.汽车故障维修知识图谱•图谱检索挖掘（同车型所有故障案例）©MININGLAMPTechnology2019.平台应用方案场景核心价值创造：知识在线、知识互联、智能分析数据图谱展示报告生成次品原因分类智能检索维修推荐产线告警智能问答失效原因分析次品图像检测知识服务智能分析智能检测型录数据维修手册失效分析报告国家／国际标准文件生产线采集图片工单系统…产品咨询、查询售后服务生产检测知识图谱机器学习自然语言处理产品知识图谱•整体架构©MININGLAMPTechnology2019.产品知识图谱-轴承为例智能问答智能检索图谱展示•基于产品知识图谱及对话系统，提供对于轴承产品的问答服务，可减少产品客服30%～50%工作量。•基于产品知识图谱，提供语义检索，查询产品详情，将轴承的查询时间从几分钟缩短到几秒钟。•通过图谱展示，提供产品对比等功能可视化，洞察区别和推理过程。利用产品手册构建产品知识图谱及智能应用，为主机厂解决了产品知识在线、互联与沉淀的业务问题，提升业务专家工作和知识获取效率！©MININGLAMPTechnology2019.•知识检索产品知识图谱-轴承为例©MININGLAMPTechnology2019.•知识问答产品知识图谱-轴承为例©MININGLAMPTechnology2019.知识库产品•知识溯源成为全球企业级人工智能的领跑者，创造人机同行的美好世界！©2019MININGLAMPTechnology.Allrightsreserved.ContainsMNINGLAMPTechnology'ConfidentialandProprietaryinformationandmaynotbedisclosedorreproducedwithoutthepriorwrittenconsentofMNINGLAMPTechnology.THANKS中国领先的一站式企业级人工智能产品与服务平台