思通数科-技术博客

一、项目背景

工业领域的设备说明书和操作手册是设备使用、维护和管理的重要工具，但这些文档通常以非结构化或半结构化的形式存在，难以进行自动化分析和利用。通过构建“工业知识图谱”，可以将非结构化文档中的信息抽取并转化为结构化数据，使技术人员能更高效地查询设备参数、操作步骤和关联关系，提升设备管理与维护效率。

二、AI技术赋能的五大模块

1. 版面识别：从文档中提取信息结构

在知识图谱构建中，版面识别技术通过分析文档版面结构，区分标题、段落、表格、图形等要素。结合图像识别技术，还可对文档中零部件图示编号，并与文本内容关联。

• 关键优势：
  • 将非结构化的说明书内容分层为机器可读的结构化数据。
  • 精确还原模块间上下文关系，如零部件之间的依赖关系或维护步骤。
  • 提供移动端快速检索和全景式设备结构展示。

例如，通过版面识别，可以快速定位设备的操作手册中的维护步骤，使技术人员无需逐页查阅，显著提高效率。

2. 表格抽取：精准提取复杂数据

工业说明书中的表格通常包含参数、维护周期、零部件规格等关键信息，表格抽取技术将这些非结构化表格转化为结构化数据，自动识别每个单元格的内容和层次关系。

• 应用场景：
  • 自动解析有线框或无线框表格，如设备参数、故障原因与解决方案表。
  • 在知识图谱中可视化零部件参数与设备关系。

通过表格抽取技术，例如设备维护周期和性能参数能直接转换为数据库条目，为后续分析提供精确的数据支持。

3. 要素抽取：挖掘文档中的核心信息

从说明书中提取关键实体（如零部件名称、操作步骤）和关系（如组件层级、功能关联），形成知识图谱的核心数据节点与语义关联。

• 技术特点：
  • 采用自然语言处理（NLP）技术进行命名实体识别（NER）和关系抽取。
  • 支持自定义标注和模型训练，适配特定领域需求。

例如，维护流程描述可被解析为步骤节点，并与具体零部件关联，技术人员可以在查询图谱时直接定位到相关操作规范。

4. 文档抽取：多格式文档的自动解析

通过文档抽取技术，可以自动解析PDF、Word等多格式工业文档，包括文字、图片、表格等内容，并转化为结构化数据。

• 核心功能：
  • 支持多语言、多种混排文档识别。
  • 提取逻辑结构，分类归档维护步骤、规范说明等内容。

应用中，文档抽取能高效提取零部件操作规范和设备图示，将其导入知识图谱数据库，方便技术人员使用。

5. OCR文字识别：转化图像中的关键信息

OCR（光学字符识别）技术专注于将图像中的文字转化为可处理的文本数据。工业说明书中，OCR可识别图示、流程图中的文字信息，如零部件名称、参数等。

• 技术特点：
  • 适用于手写体与印刷体混排文档。
  • 精确提取零部件图示中的文字信息，形成知识图谱基础节点。

通过OCR技术，设备说明书中的扫描文档信息可被快速转化为数字化内容，为后续的表格和要素抽取奠定基础。

三、工业知识图谱的价值

1. 信息结构化：实现非结构化文档内容的系统化管理，便于技术人员查询与分析。
2. 提升效率：通过自动化文档解析与知识图谱展示，信息处理效率提高3-5倍。
3. 智能查询：支持快速检索和条件筛选，定位设备参数与操作规范。
4. 业务优化：通过高效信息利用，推动设备管理与维护的智能化转型。

四、结语

工业说明书知识图谱的构建是人工智能与工业领域的深度融合，版面识别、表格抽取、要素抽取、文档抽取与OCR技术共同推动文档信息的数字化转型。未来，这一技术将在工业设备的智能管理中发挥更大作用，为工业4.0的推进提供强大支撑。

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