跨領(lǐng)域異構(gòu)產(chǎn)品模型語(yǔ)義集成的若干基礎(chǔ)問題研究.pdf

1、協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)中，數(shù)字化產(chǎn)品模型是設(shè)計(jì)優(yōu)化、性能分析、評(píng)測(cè)和仿真運(yùn)行的基礎(chǔ)，如何將不同階段的產(chǎn)品模型有效地進(jìn)行集成，最大限度地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品信息的共享與重用，一直是需要重點(diǎn)解決的基礎(chǔ)問題。隨著知識(shí)在產(chǎn)品生命周期中的作用日益顯著，對(duì)產(chǎn)品開發(fā)各個(gè)領(lǐng)域間信息共享與集成達(dá)成的共識(shí)是：不僅需要交換產(chǎn)品的幾何數(shù)據(jù)，更需要交換掩藏在產(chǎn)品數(shù)據(jù)后的語(yǔ)義。
　　 復(fù)雜產(chǎn)品的協(xié)同開發(fā)通常涉及了多個(gè)學(xué)科，需要跨企業(yè)的多個(gè)功能團(tuán)隊(duì)合作，以及大量設(shè)計(jì)、分析方面的輔

2、助工具支持，由此引起了一些領(lǐng)域模型問語(yǔ)義集成問題。產(chǎn)品的大部分知識(shí)是隱含的，約束和規(guī)則等被封裝在應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)部，模型中含有較少的工程語(yǔ)義知識(shí)，不同領(lǐng)域模型只在較低層次上實(shí)現(xiàn)共享和重用。此外，各領(lǐng)域從不同的視角出發(fā)，在不同的側(cè)面描述產(chǎn)品信息，各功能系統(tǒng)的目標(biāo)和解決方案不同，有自身的數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)組織方式，領(lǐng)域語(yǔ)義的表達(dá)存在復(fù)雜的異構(gòu)性，容易造成跨領(lǐng)域傳遞時(shí)工程語(yǔ)義丟失和語(yǔ)義歧義，使得協(xié)同在多方面受到了限制。因此，有必要深入研究基于語(yǔ)義的跨領(lǐng)

3、域產(chǎn)品模型集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)、知識(shí)在語(yǔ)義層的共享、交換與重用。
　　 論文在國(guó)家973計(jì)劃項(xiàng)目“虛擬現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)理論、算法及其實(shí)現(xiàn)”子課題“產(chǎn)品建模技術(shù)研究”，航天科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目等相關(guān)研究課題支持下，圍繞跨領(lǐng)域產(chǎn)品模型語(yǔ)義集成中語(yǔ)義的表達(dá)、獲取以及映射等基礎(chǔ)問題展開研究，主要工作包括：
　　 (1)提出一個(gè)跨領(lǐng)域產(chǎn)品模型語(yǔ)義集成框架CPMSIF。
　　 CPMSIF分為概念層和模型層，概念層包括核心產(chǎn)品本體和

4、多個(gè)領(lǐng)域本體，支持產(chǎn)品知識(shí)的形式化語(yǔ)義表達(dá)；模型層由多個(gè)領(lǐng)域語(yǔ)義模型組成，具有良好的可擴(kuò)展性。論文重點(diǎn)對(duì)概念層的產(chǎn)品本體組織方式、定義、本體構(gòu)建技術(shù)和核心產(chǎn)品本體內(nèi)容進(jìn)行了分析。利用多個(gè)本體建立的概念體系作為驅(qū)動(dòng)源，提出了一種語(yǔ)義驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品模型知識(shí)共享與重用技術(shù)，能有效避免重復(fù)建模的低效，支持語(yǔ)義理解基礎(chǔ)上的跨領(lǐng)域知識(shí)重用。
　　 (2)提出一個(gè)面向協(xié)同的產(chǎn)品語(yǔ)義模型，在多個(gè)抽象層次進(jìn)行協(xié)同知識(shí)的語(yǔ)義表達(dá)。
　　 語(yǔ)義模

5、型是語(yǔ)義集成的基礎(chǔ)。針對(duì)跨領(lǐng)域協(xié)同中產(chǎn)品語(yǔ)義的隱含和缺失問題，在兼容原有的應(yīng)用領(lǐng)域模型基礎(chǔ)上，通過模型語(yǔ)義解釋和語(yǔ)義擴(kuò)展對(duì)攜帶工程語(yǔ)義、設(shè)計(jì)意圖的多抽象層次的知識(shí)進(jìn)行捕獲和表達(dá)?；趹?yīng)用模型解釋的語(yǔ)義以本體定義的概念作為語(yǔ)義載體，顯式化協(xié)同建模元素中蘊(yùn)涵的語(yǔ)義，達(dá)到語(yǔ)義強(qiáng)化目的；基于應(yīng)用模型擴(kuò)展的語(yǔ)義則進(jìn)一步擴(kuò)充解釋語(yǔ)義對(duì)象相關(guān)的關(guān)鍵特性和其他高層語(yǔ)義。通過多抽象層次的表達(dá)，語(yǔ)義模型能有效支持集成環(huán)境中不同協(xié)作者達(dá)到對(duì)產(chǎn)品知識(shí)的一致的、

6、正確的理解，提高了知識(shí)的可重用程度。
　　 (3)提出基于元模型語(yǔ)義提升和多策略語(yǔ)義加強(qiáng)的語(yǔ)義獲取技術(shù)。
　　 針對(duì)產(chǎn)品語(yǔ)義模型中的不同抽象層次語(yǔ)義，結(jié)合提取和推送的獲取方式，從已有模型中易獲取的底層數(shù)據(jù)出發(fā)，通過對(duì)模型資源的元模型分析、本體語(yǔ)義抽取和語(yǔ)義豐富，來自動(dòng)獲取解釋語(yǔ)義；通過預(yù)定義的補(bǔ)充、基于領(lǐng)域知識(shí)的自動(dòng)推理和傳遞等多種策略，來獲取擴(kuò)展語(yǔ)義。
　　 (4)提出一種工程語(yǔ)境相關(guān)的多層次異構(gòu)模型語(yǔ)義映射技