网络化制造模式下基于语义网的协同产品配置模型研究

针对网络化制造模式下协同产品配置设计的信息需求,探讨了一种基于语义网的协同产品配置模型。在该模型中提出了一种基于语义网的协同产品配置模型的体系结构,构建了基于语义网的协同产品配置设计过程模型。通过定义协同产品配置信息的语义元数据描述模型来构建统一的协同产品配置本体,并对散布于网络上的协同产品配置资源进行语义标注,使网络化制造环境下协同产品开发企业之间能够共享产品配置信息,提高分布式协同产品配置设计的信息交互效率以及协同产品开发水平。将该模型应用于某网络化协同设计平台,对模型的有效性进行了验证。     

复杂产品虚拟样机本体元数据建模方法与应用

为了构建复杂产品虚拟样机统一模型,更好实现信息交换、共享、互操作及模型重用,结合元建模理论和本体,提出一种基于本体元数据模型的虚拟样机信息建模方法。根据产品本体元数据概念模型,并结合虚拟样机过程、产品、资源、知识在本体元数据模型中语义关联关系,构建虚拟样机本体元模型。最后以虚拟样机元数据模型EXPRESS描述,说明了该方法具体应用过程。     

基于细胞元本体的协同制造资源共享

为实现广域分散的、异构制造资源的共享和集成,提出了一种基于细胞元本体的协同制造资源共享方法。详细介绍了细胞元本体的构建过程。细胞元本体统一描述高层次的语义信息,实现了产品全生命期的语义信息的动态获取。根据该框架,实现了一个原型系统,该系统实现了异构制造资源的语义互操作,为企业提供了更丰富的制造资源。     

基于本体的产品数据语义互操作

在协同产品开发领域,为了实现产品数据语义互操作,提出了一个基于本体的产品数据语义互操作框架。首先,框架采用标准化方法,构建产品数据语义描述语言形式化表达产品模型;然后,组合语义等价和语义相似性度量方法在已有的应用本体和产品数据语义描述语言本体之间建立完善的映射关系;最后,以产品数据语义描述语言本体为中介,实现应用本体间的转换,完成异构计算机辅助设计系统间产品数据语义互操作。原型系统和应用实例证明了该框架的可行性和有效性。     

面向多学科优化的柴油机本体建模与应用

为解决柴油机产品多学科设计优化过程中的信息模型语义简单、信息无法继承与共享等问题,提出了面向多学科优化过程的柴油机本体模型建模方法。设计了柴油机本体和多学科设计优化本体的顶层结构模型,对建模对象的语义关系进行了分析,针对该模型的多域大结构特点,提出基于Tableau的一致性检查算法。为实现从企业产品数据库到所提模型之间的映射,提出基于语义对准的数据库与该模型的交互技术,实现了基于本体技术的产品数据库中信息集成与语义化操作。设计了柴油机产品多学科设计优化平台的体系结构,开发了原型系统平台,并在该平台上完成了语义检索和语义驱动的多学科优化应用实例,验证了所提技术与方法的有效性和可行性。     

基于XML的企业流程信息协同交互方法研究

为解决企业间协同商务过程中的流程信息协同交互问题,提出了一种基于可扩展标记语言的流程描述元模型.在该模型中,定义了基于流程定义语言本体的语义映射规则及映射的具体过程,对流程定义语言本体进行了语义分析,实现了对流程信息的语义层次描述;借助可扩展标记语言的语法结构,建立基于可扩展标记语言的流程定义语言核心元素的描述规则,并作为流程信息语法层次描述的统一标准,实现流程信息协同交互语法层次的信息转换.最后通过具体的供应链协同采购过程实例,验证了该模型及实现方法的有效性和可行性.     

基于本体的多设计团队协同产品设计知识建模

为解决多设计团队协同产品设计过程中设计知识共享和重用困难等问题,提出了一种基于本体的多设计团队协同产品设计知识建模方法。分析了多设计团队协同产品设计的特点,建立了多设计团队协同产品设计工作模型,提出了多设计团队协同产品设计知识本体构建框架。以本体建模理论为依据,以机械产品协同设计为研究背景,利用分类和描述的思想方法对基于本体的多设计团队协同产品设计知识建模过程进行了研究,包括设计知识的分类与概念抽取、设计知识的OWL描述以及属性定义。在此基础上,构建了机械产品协同设计知识本体模型。最后通过应用实例验证了该方法的可行性和有效性。     

知识集成的本体理论和框架研究

对制造企业知识进行本体的分类和描述，体现了分类、描述的思想和方法；对知识共享和集成的关键技术——本体映射和本体语义提升进行框架、理论和算法的研究；在此基础上，给出了知识集成的结构模型。基于本体的知识集成方法，改变原有数据库集成中使用中间代理、软件接口等技术所造成的语义信息不清、信息丢失等缺陷，为企业实现知识语义级的共享和集成提供了解决方法和理论依据。     

基于XML和过程本体的多学科设计优化过程集成与资源共享

为解决复杂产品多学科设计优化的过程集成和不同学科设计资源的共享问题,提出了基于可扩展标记语言和过程本体的设计过程描述元模型;给出了过程集成交互的语义映射规则及映射的具体过程,构建了基于可扩展标记语言的过程定义语言核心元素的描述规则,实现多学科设计优化设计过程及资源的信息共享与交互;最后,设计开发了支持燃气舵多学科设计优化的过程集成和资源共享平台,通过实例验证了该方法的有效性。     

基于语义本体的流程建模与验证

针对企业业务的协作、共享、互操作能力的迫切需求,以及流程管理应用系统中流程模型的可验证性不足的问题,结合语义本体技术和Petri-net技术,提出一种业务流程建模和验证方法,建立了基于语义的业务流程模型。模型兼顾了准确表达流程控制结构和共享业务知识的需求,采用语义本体来描述流程的关键要素,形成了可交互操作的流程语义知识,提升了流程的跨机构交互性能,为建设新一代以知识为基础、以人为中心的智能流程系统提供基础支撑。模型对传统流程结构描述进行了拓展,将流程结构表达作为结构语义元素融入流程本体中,得到了更丰富的流程模型描述。为了增强流程模型的可应用性,充分考虑了模型的可验证性问题,给出了相应的验证方法并考察了验证效率,实现了模型语义和结构的双重验证。     

基于本体技术的企业模型互操作

为了解决多企业建模中异构模型间的互操作问题.提出了基于本体技术的模型转换方法,以实现语义层面上的模型互操作.在该方法中,首先给出了以模型转换生成器为核心的模型转换框架,在该框架中抽象出源建模语言和目标语言的元模型,并建立共享的模型参考本体及元模型到参考本体的语义标注,作为概念语义匹配推理的基础;其次给出了模型转换的过程和转换自动生成的实现技术;最后通过一个模型转换实例,验证了本方法的有效性和可行性.     

面向多学科协同开发领域的集成建模方法

为实现复杂产品研发过程中不同学科的信息共享,消除系统集成、协同仿真和系统优化的障碍,提出了基于本体元模型的数字化样机构建方法.分析了基于本体元模型的多领域集成建模的可行性,利用统一建模语言的扩展模型构建了本体的元模型核心包;基于本体理论分析了复杂产品协同开发领域的概念及其关系,构建了多学科协同领域信息集成框架;基于本体元模型建立了涵盖产品定义信息、研发方法信息和研发流程信息的数字化样机模型,支持产品在研发过程中的多抽象层次演化、多粒度层次分解和多学科协调优化,控制复杂产品的整个研发过程.以有源相控雷达为例对所提方法进行了说明.     

基于逆向工程和粗糙集的协同设计领域本体构建方法

针对协同设计领域本体构建难的问题,建立了基于逆向工程和粗糙集的协同设计领域本体学习模型.通过对产品数据管理数据库进行数据库逆向工程,获取产品数据管理数据库的物理数据模型和概念数据模型,从中提取与产品信息和开发过程有关的实体信息.建立了关系数据库模式到本体的映射规则,并从中学习本体概念和概念之间的关系.同时,根据获得的实体信息从产品数据管理数据库中采集数据构建面向特定主题的知识库,并利用粗糙集理论从知识库所存储的数据中发掘更多的概念和隐含的语义信息.该协同设计领域本体构建方法可以继承企业已有的知识和经验,减少领域专家的依赖,提高本体构建效率,降低本体构建成本.     

基于OWL-P的产品开发过程共享信息语义描述

为支持复杂产品协同设计,满足不同部门进行知识级的信息交换和共享,以产品自身的知识表示为例,提出一个基于静态结构和动态特性的产品共享信息模型框架.在此基础上,针对本体描述语言OWL(Ontology Web Language)对产品动态特性知识描述的不足,通过添加动态知识表示算子,提出一种适合复杂产品知识表示的描述语言OWL-P(OWL-Oriented Process),并开发了相应的解析工具.以导弹为例,采用OWL-P实现了对某导弹产品静态结构和动态知识的描述,同时应用所开发的解析工具实现并验证了OWL-P本体文件的查询和推理能力.     

网络化协同产品开发资源集成服务机制研究

针对网络化协同产品开发资源的特点和集成需求,提出了一种能促进资源快速共享和高效利用的基于资源池模型的网络化协同产品开发资源集成服务框架,并探讨了其中基于Web本体语占的网络化协同产品开发资源描述机制,以及基于扩展的统一描述、发现和集成协议的网络化协同产品开发资源集成服务机制;研究了采用双层过滤机制的语法级与语义级相结合的三层搜索匹配算法等关键技术.最后,通过一个典型应用实例,验证了以上模型及方法的实用性和有效性.     

基于语义推理的产品装配设计技术

为保证产品具有良好的结构设计和零件可装配性,研究了装配语义模型,详细讨论了设计尺寸约束和装配几何约束的符号化表达方法,并给出了书写规则。在此基础上建立了装配语义图,通过节点描述零件属性信息,通过有向边描述装配语义信息。介绍了基于装配语义的产品装配设计工作流程,重点阐述了零件设计尺寸约束、装配规划信息和装配操作序列的推理过程。给出了语义修改和语义变动两种情况下装配语义图的维护机制。应用实例表明,该模型可以有效地支持产品的协同装配设计。     

面向协同装配规划的信息模型研究

为解决复杂产品的装配设计团队和装配规划团队间的协同工作,提出了装配结点概念,用以集成描述产品装配信息,利用装配结建立了产品的装配联系图模型,通过图模型中顶点和边的属性,分别独立描述零件和装配信息.给出了一个基于割顶点的装配联系图层次分解算法,构建了基于共享零件的产品结构层次树模型.基于结构层次树模型,描述了协同装配规划中的协同工作信息.利用实例说明了面向协同装配规划的信息建模过程及模型的有效性.     

几何增强的装配工艺本体建模

包含产品几何与非几何信息的产品装配要求是装配工艺设计的主要依据,对装配工艺设计决策结果具有决定性的影响。在装配工艺模型中描述产品的几何相关信息能够更好地表达如装配顺序,装配路径等内容,同时可以更好地辅助装配工艺决策,提高决策的自动化水平。提出一种几何增强的装配工艺本体模型,利用语义本体技术,建立产品几何信息在装配工艺中的描述方法,数据结构与关系描述。并以该模型为基础,建立基于几何增强装配工艺本体的装配工艺决策框架。该框架分为两部分：一是采用几何增强的装配工艺本体模型描述产品几何信息和装配工艺信息的数据结构和相互关系;二是为了让几何信息与装配工艺信息之间存在的丰富的隐含关系显性化,对语义本体推理机制进行增强,提出推理单元的概念,使决策框架具有从产品几何信息中推理装配工艺相关信息的能力,有效地支持装配工艺决策。以针对某传动器产品装配顺序决策的过程,验证所提出的几何增强装配工艺本体模型与框架的有效性。     

基于多视图—嵌套本体映射的高层体系结构语义互操作

针对高层体系结构分布式仿真互操作难以克服语义冲突的不足,研究并提出基于多视图—嵌套本体映射的高层体系结构语义互操作方法。对现有高层体系结构/联邦对象模型机制进行改进,定义了嵌套本体、多视图—嵌套本体和嵌套本体平面化等概念,阐述了多视图—嵌套本体映射框架和映射算法流程,并介绍了支持语义互操作的中间件技术。该方法可以有效支撑仿真模型与仿真模型间的语义互操作,提高分布式仿真的智能化水平。通过仿真实例,建立了一个典型复杂产品——高速动车组的分布式仿真系统,检验了方法的可行性和有效性。