基于本体的产品数据交换模型研究

传统的产品数据模型交换标准不能实现真正意义上的数据共享.为此,分析了该交换标准在数据集成中的应用,指出了传统数据交换方法的不足.在此基础上,讨论了基于本体的产品数据表达与交换,从本体建模的角度重新组织了Web本体描述语言的体系结构,并给出了产品数据交换标准形式化描述语言EXPRESS到Web本体描述语言的映射规则.提出了一个基于本体的产品数据交换模型,以导弹制导系统的数据交换为应用背景,详细描述了基于该模型的产品数据交换过程,并利用Protégé工具对数据交换结果进行了验证.     

基于扩展着色Petri网的Web服务本体描述语言过程语义分析方法

针对目前Web服务本体描述语言过程语义研究中存在的问题,提出了一种基于扩展的着色Petri网的过程模型网,对Web服务本体描述语言的过程语义进行转化与分析.结合Web服务本体描述语言过程模型元素的特点,过程模型网扩展了基本着色Petri网的变迁和触发规则,使Web服务本体描述语言的原子过程、组合过程和数据流等核心元素能够等价映射到过程模型网.将过程模型网的可靠性分析问题分解为冲突消解和过程模型网剥离网可靠性问题,并采用传统Petri网分析工具(可覆盖性树)和原理,分析剥离网的可靠性,从而实现Web服务本体描述语言过程语义一致性分析,为Web服务本体描述语言本体演化、语义Web服务组合和验证提供了合理的理论基础.     

业务过程执行语言流程语义标注方法研究

为提高工作流模型在分布式执行过程中的自动化程度.解决语义异构问题,提出了一种基于本体的业务过程执行语言语义标注方法,构建了业务工程执行语言流程树和Web本体描述语言领域本体树.针对业务工程执行语言流程中的每个概念,分别从三个角度计算其与Web本体描述语言领域本体中所有概念之问的语义相似度,并选取与该概念复合相似度最大的概念建立映射关系.通过语义消歧过程.消除业务工程执行语言流程中存在的语义异构,并生成语义消歧树,进而基于一系列映射规则,将语义消歧树转化为Web服务本体描述语言描述的语义工作流模型.最后给出应用实例,并采用F1-measure对所提出的语义消歧方法进行评估.     

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.     

基于查询重写的数据服务组合方法

为了解决数据聚合的关键技术问题,介绍了一种基于本体的方法来发布与组织数据密集型的Web服务,使用语义Web规范描述Web服务的内容及能力,提出动态演变的Web服务接口技术和一种基于查询重写计划的服务组合算法.该方法的优点是数据服务能够动态适应用户的查询请求,从而提高用户查询请求的满足度.模拟实验表明,该方法能够较好地适应大规模的数据服务组合情况,通过与固定Web服务描述语占接口的数据服务比较,说明该方法更适用于用户查询请求交互度较高的场合.     

一种基于有色Petri网的语义Web服务组合验证机制

Web服务组合是一个复杂而易错的过程,现有的组合规范又缺乏有效的验证机制,无法保证组合服务的顺利执行.针对这一问题,并根据目前的语义趋势,利用有色Petri网对基于Web服务本体描述语言的服务组合系统进行形式化描述和建模,通过服务组合代数定义组合运算的基本规则.在此基础上,根据Web服务本体语言组合要素的相关语义建立其对应的有色Petri网结构.另外,给出了分析验证所生成的有色Petri网模型的具体方法,使用该方法可以检验组合系统的各项动态性能,探测死锁等错误,从而提高组合的可靠性,避免执行失败.最后,通过实例直观地描述了建模与验证的工作过程.     

基于领域本体的Web服务发现研究

随着对Web服务复用、组合研究的不断深入,Web服务发现已成为一个主要面向服务计算领域的研究热点问题,并以查准率、查全率和查询效率作为评价其效能的主要指标.据此本文提出了一个领域本体的构建方法来扩展用户查询端查询的语义精确性,可以提高服务构件的查准率和查全率.另外本文还实现了一个基于领域本体的服务搜索引擎原型系统,可以很好地达到对服务查询效能方面的提高.     

基于产品族实例本体模型的产品配置方法研究

为解决大规模定制环境下现有的实例配置知识表达方法可扩展性差、配置效率低的问题,将本体和产品族的概念与配置实例相结合,建立了基于本体的产品族实例模型.在分析模型的基础上,证明了产品族实例的本体表达有助于对配置问题语义信息的理解.同时,采用Web本体描述语言对概念实体及实体之间的关系进行了描述.以上述工作为基础,构建了摩托车产品族实例本体框架,从实例特征参数、实例配置知识及经验和实例配置方案三方面出发,对提出的模型进行了验证.     

基于场景导航与规则推理的服务集成方法的研究

在传统Web服务里面,由于用于描述Web服务的WSDL并不能很好地表达Web服务的语义信息,计算机很难完全理解Web服务的实际含义,因此服务集成过程中往往需要大量人工的参与,集成效率非常低。为了解决以上问题,本文对应用集成技术、服务体系结构和知识本体技术等3大关键技术进行有效的结合,提出了集于场景导航和规则推理的服务集成方法。该方法在服务体系结构下,利用知识本体模型对集成相关的政务知识进行建模,并采用本体描述语言对相关模型进行形式化的描述,在此基础上利用集成算法,通过高效的集成过程实现智能的服务集成。同时本文通过一个电子政务中开办企业的实例对服务集成方法的实用性进行了验证。     

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ART-2神经网络的设计知识需求研究

通过分析产品设计知识获取和知识共享研究中存在的问题,结合本体理论的运用,构建了产品设计中的概念语义,并利用OWL+RDF+XML形式化语言给出了案例知识的表达,在研究ART-2神经网络竞争学习和自稳机制的基础上,设计了案例的多级组织,实现了基于案例推理(CBR)的检索机制,提升了案例分类和检索的效率。同时,利用案例的聚类和学习机制,研究特征权值的自动获取和优化,并通过应用实验验证了该研究成果的实用性和有效性,从而较好地解决了产品设计中的知识需求。     

Exploring Semantic Web technologies for ontology-based modeling in collaborative engineering design

This paper describes a preliminary attempt at using the Semantic Web paradigm, particularly the Web Ontology Language (OWL), for domain-specific engineering design knowledge representation in a multi-agent distributed design environment. Ontology-based modeling to the engineering design knowledge on the Semantic Web is proposed as a prelude to the meaningful agent communication and knowledge reuse for collaborative work among multidisciplinary organizations. Formal knowledge representation in OWL format extends traditional product modeling with capabilities of knowledge sharing and distributed problem solving, and is used as a content language within the FIPA-ACL (Agent Communication Language) messages in the proposed multi-agent system architecture. As an illustration, engineering design knowledge of automatic assembly systems for manufacturing electronic connectors, which contain a group of electro-mechanical components, is represented in OWL format, with its inherent structure-function-process relationships defined explicitly and formally, to facilitate semantic access and retrieval of electro-mechanical component information across different disciplines. The proposed approach is viewed as a promising knowledge-management method that facilitates the implementation of computer supported cooperative work (CSCW) in design of Semantic Web applications.     

基于专家系统的真空系统设计

针对真空系统设计时存在的大量重复地查表计算等问题,将人工智能技术引入到真空设计中.探讨了真空系统设计专家系统的知识表示和知识库建立,规则库及推理机的构造,并利用VC 开发了基于智能专家系统的真空系统.     

本体在产品知识S-B-F表达模型中的应用研究

设计了基于本体的产品知识结构-行为-功能表达模型。根据本体构建原则和方法,结合语义Web的建模语言OWL,论述了模型中流和行为/功能本体的构建,并以齿轮泵为例进行描述。最后给出了应用分析,证明了本体技术在产品知识建模中的实用性。     

基于分层实例推理的混合型行业工艺设计系统研究

混合流程型生产行业的生产周期长、工艺过程复杂多变,工艺设计知识的提取和表达比较困难,若采用传统的单一大型实例推理系统表示其工艺设计方案,将造成实例库的庞大和冗余,求解效率低下。针对该问题,提出了基于分层实例推理的混合型行业的工艺设计策略。通过设计问题的逐步分解以及不同层次的多实例重用,既充分利用了实例推理方法的优点,又降低了搜索空间,提高了实例检索效率;研究了不同层次下工艺实例的知识表达、实例库的组织结构,以及实例的分层检索匹配算法,并以某钢铁产品订单的工艺设计问题为例加以说明;最后,给出了基于分层实例推理的混合型生产行业的智能工艺设计系统的总体框架,并总结了该方案的优点。     

基于Ontology的企业信息系统建模研究

借助本体编辑工具Protégé和本体描述语言OWL,利用骨架法建立了信息系统的领域本体库,并借助Jena的推理功能实现了本体库的动态可扩展性,解决了企业信息系统中的语义异构问题.     

A graph and matrix representation scheme for functional design of mechanical products

This paper presents a graph and matrix representation scheme for the functional design of mechanical products, which provides a good basis to generate an explicit and comprehensive functional model used for functional reasoning. Three key features of the scheme are (1) The representation of the causal way behaviors are interconnected; (2) The representation of two types of functional relations: decomposed into and supported by; and (3) Support for diverse functional reasoning paths: three alternative B-FES/e paths are currently available. The scheme can guide functional design of mechanical products through functional reasoning steps including functional supportive synthesis, causal behavioral reasoning and functional decomposition. The developed functional model and its representation applied in a knowledge-based design environment can speed up the functional design process by automating functional reasoning steps. The proposed approach has been evaluated with a functional design example of a terminal cutoff unit in an automatic assembly system for manufacturing electronic connectors.