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。     

基于XML的CAD系统和虚拟装配系统之间的数据转换

针对计算机辅助设计系统和虚拟装配系统之间的模型转换问题,提出了基于特征的统一的产品层次信息模型,采用XML中性文档和三角面片模型文件,通过信息分解的方法,分别将在产品建模系统中建立的产品层次信息模型中的装配信息和几何拓扑信息与三角面片信息通过数据转换接口转换到虚拟装配系统中,并在虚拟装配系统中通过映射关系进行模型重构,较好地解决了计算机辅助设计系统和虚拟装配系统之间信息共享的问题,通过实例验证了研究成果的可行性。     

基于本体的产品综合设计多视图模型研究

为满足产品综合设计过程中对可靠性、维修性、保障性数据及知识的共享需求,分析了综合设计过程中结构视图、功能视图,以及可靠性、维修性、保障性视图之间的相互关系.针对多视图模型不能很好地支持可靠性、维修性、保障性领域知识描述及共享的问题,提出了以产品与故障为核心的参考本体,进而构建了基于本体的性能与可靠性、维修性、保障性综合设计多视图模型框架.利用转换矩阵描述了多视图之间的映射机制.最后,给出了该模型在产品寿命周期管理系统中的实现方法,并以基于TeamCenter的性能与可靠性、维修性、保障性综合设计平台为例进行了应用验证.     

基于表达式的产品资源本体建模技术

为实现已有产品资源的共享和重用,提出了一种基于表达式的产品资源本体模型,该模型包括本体构建、本体共享、本体更新三部分.给出了本体构建过程,以及基于表达式的产品资源概念间的关系分析方法.该方法首先分析了本体概念间存在的基准关系实事,并以此为依据推导出不同映射规则下本体概念之同的局部关系,然后通过分类、聚合和关系链的传递得到整个领域统一的概念关系视图.这种公式化的本体建模方法避免了由于概念之间关系复杂而导致的关系混乱.且易于本体的扩展和更新.     

面向3维CAD的PDM系统的研究与实现

针对3维计算机辅助设计存在的问题,提出了面向3维计算机辅助设计的产品数据管理系统整体结构,其重点是实体约束和关联管理。通过对约束和关联进行语法定义,设计关系类记录约束和关联信息,支持了设计过程中相关设计对象的同步更新,提供了对设计过程和知识管理的支持。其他集成点包括计算机辅助设计格式转换平台、3维模型信息提取与交互以及3维模型与2维图纸的关联管理。在实现方法上,计算机辅助设计格式转换平台借助ACIS实现,提供计算机辅助设计通用浏览器和HSF格式浏览器;3维模型信息提取与交互通过计算机辅助设计提供的应用程序接口进行开发,并把数据管理操作菜单嵌入到计算机辅助设计系统内;3维模型与2维图纸的关联管理通过对模型和图纸进行同步检人和检出操作,解决3维模型与2维图纸的一致性。面向3维计算机辅助设计的产品数据管理系统已经实现并得到实际应用。     

本体思想在高速切削专家系统中的应用

为共享和重用高速切削领域内已有知识,把本体思想引入到该领域的知识表示中,提出了基于概念、关系、属性、规则和实例五要素的高速切削领域本体的形式化定义,建立了高速切削领域本体库.采用巴科斯范式对领域本体进行统一的描述和表达,并利用关系数据库的形式存储.以本体库作为专家系统的知识库,采用实例相似度及切削参数智能优化相结合的检索推理机制,构建了高速切削专家系统.系统为高速切削知识的检索、重用与共享提供了一个有效的平台,从而实现对高速切削领域内已有知识最大限度的利用.     

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.     

产品自组织进化创新中的本体知识体系

知识的组织和表达是产品创新开发领域中研究的热点问题.论述产品创新的自组织进化设计原理和方法.分析设计本体的概念,建立产品创新开发的本体知识体系.通过设计本体的实例化,实现本体知识共享和重用,支持产品的自组织进化创新.在基于知识的工程环境下,构建产品自组织进化创新知识库系统,实现断路器机构系统的创新开发.应用实例表明了产品创新开发知识本体表达与组织的有效性和实用性.     

复杂近净成形产品CAD模型多视域转换平台

鉴于传统特征识别技术在实现复杂近净成形产品计算机辅助设计模型与其他应用系统间信息共享与集成中遇到的困难,提出了基于全局曲率分析的特征识别算法以及面向多应用领域的层次化几何抽象表达方式。根据产品几何模型中曲面曲率分析的结果,对曲面进行分类和分割以获得与原计算机辅助设计模型相对应的曲率域表示层,并进一步从中识别出独立于应用领域的凸凹特征表示层。通过将不同抽象程度的产品模型表达方式和面向特定领域的知识、规则和算法进行融合,为不同应用领域提供所需的产品信息模型,最终实现产品计算机辅助设计模型在下游各应用系统间的信息共享与集成,并以钣金成形与注塑成形领域中的两个实例,验证了该方法的可行性和有效性。     

基于本体的通用产品功能模块研究

为解决产品生命周期的不同阶段零部件模型的共享和重用问题,引入功能模块概念,将各领域内的零部件模型封装为具有规范的特征语义的功能模块,并从行为特征和结构特征2个方面统一刻画功能模块本体,给出了基于语义的功能模块检索机制和发现方法,最后通过一个基于功能模块本体的机电零件库系统原型,说明了该方法的合理性和实用性.     

规则驱动的企业互操作本体构造

为解决企业互操作中信息共享与重用问题,提出了一种基于规则集和对象关系数据库的企业互操作本体构造方法.首先给出了企业互操作的本体构造模型,然后依据该模型提出了从对象关系数据库构造本体的四类规则,并给出了相应的形式化定义和Web本体描述语言.使用该四类规则可以分别构造出本体的类、属性、属性特征和属性约束四类要素.实验表明,该方法是可行且高效的,与关系数据库构造本体的方法相比减少了约18%的构造时间.将该方法实际应用到企业互操作平台中,取得了良好效果.     

基于MBD和多Agent的飞机结构件协同设计

针对飞机结构件同步协同设计中非几何信息的表达、传递和相关性修改困难等问题,提出了基于MBD和多Agent的飞机结构件协同设计方法。基于本体将MBD模型的非几何信息进行语义表达和信息共享,构建了基于MBD和多Agent的协同设计框架,实现了CAX软件间的协同通信和互操作。在CATIA V5和JADE平台上开发了飞机结构件协同设计系统,且已在国内某大型航空企业中得到初步应用,提高了飞机结构件的设计质量和效率。     

支持Portlet互操作的容器

为解决企业门户中Portlet组件的互操作需求,设计了一个基于订阅/发布技术的支持互操作的Port-let容器,为企业门户中基于Portlet应用的协同互操作提供了一种解决方案.在此容器中,基于订阅/发布模式的Portlet互操作通信模型,通过发布订阅机制来实现Portlet之间消息的通信.通过消息队形存储通信的消息,可实现不同应用范围之间、不同门户页面之间,以及本地和远程之间的Portlet互操作.此外,该容器还支持互操作Portlet的订制.     

基于本体的装配公差类型的自动生成

为进一步减少产品设计的不确定性,解决公差信息在异构系统之间难以有效共享和顺畅传递的问题,将本体技术引入到装配公差类型的自动生成方法中。首先,构建了基于空间关系的装配公差表示模型,并采用OWL断言表示了模型各层中的约束关系。其次,通过提取表示模型中的相关概念和关系,构建并实现了装配公差表示的本体。基于构建的本体及空间关系与装配公差类型之间的映射关系,采用SWRL定义了装配公差类型的生成规则。再次,基于实现的本体及定义的规则构建了可选装配公差类型生成知识库系统,在此基础上设计了装配公差类型的自动生成算法。最后,通过工程实例分析验证了生成算法的有效性。     

基于本体的领域知识共享研究

提出一和中基于本体实现领域知识共享的方法，对领域知识进行了层次化的表示，并以过程规范语言本体为例进行说明。同时，给出了基于本体的知识推理方法，设计了两种基于本体的应用系统共享领域知识的体系结构。最后，给出了该研究成果在工作流建模中的应用。     

本体与过程关联的快速响应设计技术

为实现快速响应设计,提高设计效率与质量,提出了一种基于本体与过程关联的设计方法。建立了支持异构系统快速响应设计的本体,包括流程本体、领域本体与过程本体,利用过程式的表达语言描述改造设计过程。将设计分为若干阶段,并与设计阶段的状态信息进行关联。异构系统分布式的设计进程之间按状态进行协同,通过对过程式设计信息的转换,实现设计进程间的集成。所提出的设计方法在配电网的改造设计中进行了应用验证,结果表明该方法可实现不同设计进程间设计数据的细粒度共享,有助于提高设计变更的响应速度。     

面向设计资源协同的服务规划关键技术研究

为了解决分布式设计资源在复杂产品协同工作中的组合重用问题,建立了设计资源的协同服务体系结构,以协同服务封装可被重用的设计资源。面向不同领域建立共享本体,面向领域内设计资源建立私有本体,实现异构资源间功能与数据的互操作。划分了协同服务规划的不同阶段,给出了服务规划方案的生成算法,以获得服务组合的可行规划方案集合。最后以航空发动机中压气机设计为例,给出了原子服务的本体描述实例,并验证了协同服务规划算法的有效性。     

螺旋模型的原型法本体构建方法

起源于哲学的本体论(ontology)在信息科学领域受到广泛关注,其重要性已在许多方面表现出来,如知识工程、数据库设计和集成、信息检索与获取、软件工程、自然语言处理等1尤其是本体论在Web上的应用导致了语义Web的诞生,有望解决Web信息共享时的语义问题,实现世界范围的知识级信息集成.但是目前本体的构建还没有一套完整的方法论,没有形成工程化思想.该文从现有的本体构建方法出发,借鉴软件工程的思想,提出了一种新的本体构建方法,能有效地解决这个问题.     

基于本体论的化工过程故障诊断研究

根据化工过程的复杂故障现象,将本体论引入到化工过程故障诊断中,建立了化工过程故障诊断本体论。该本体论包括两个本体：过程本体是对化工生产工艺过程的概念化说明,诊断本体是对故障、故障之间的内在关系以及故障与单元操作之间关系的概念化说明。一方面,化工过程故障诊断本体论可以直接用于建立诊断知识库;另一方面,其作为“中间语言”,还可以实现异构系统之间的诊断知识共享。连续搅拌釜反应器仿真研究表明,利用化工过程故障诊断本体论表示化工过程的诊断知识可以获得良好的诊断效果。