跨領(lǐng)域異構(gòu)產(chǎn)品模型語義集成的若干基礎(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)計優(yōu)化、性能分析、評測和仿真運行的基礎(chǔ)，如何將不同階段的產(chǎn)品模型有效地進行集成，最大限度地實現(xiàn)產(chǎn)品信息的共享與重用，一直是需要重點解決的基礎(chǔ)問題。隨著知識在產(chǎn)品生命周期中的作用日益顯著，對產(chǎn)品開發(fā)各個領(lǐng)域間信息共享與集成達成的共識是：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)后的語義。
　　 復(fù)雜產(chǎn)品的協(xié)同開發(fā)通常涉及了多個學(xué)科，需要跨企業(yè)的多個功能團隊合作，以及大量設(shè)計、分析方面的輔

2、助工具支持，由此引起了一些領(lǐng)域模型問語義集成問題。產(chǎn)品的大部分知識是隱含的，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義知識，不同領(lǐng)域模型只在較低層次上實現(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)域語義的表達存在復(fù)雜的異構(gòu)性，容易造成跨領(lǐng)域傳遞時工程語義丟失和語義歧義，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義的跨領(lǐng)

3、域產(chǎn)品模型集成技術(shù)，實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)、知識在語義層的共享、交換與重用。
　　 論文在國家973計劃項目“虛擬現(xiàn)實的基礎(chǔ)理論、算法及其實現(xiàn)”子課題“產(chǎn)品建模技術(shù)研究”，航天科技創(chuàng)新基金項目等相關(guān)研究課題支持下，圍繞跨領(lǐng)域產(chǎn)品模型語義集成中語義的表達、獲取以及映射等基礎(chǔ)問題展開研究，主要工作包括：
　　 (1)提出一個跨領(lǐng)域產(chǎn)品模型語義集成框架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、多個領(lǐng)域本體，支持產(chǎn)品知識的形式化語義表達；模型層由多個領(lǐng)域語義模型組成，具有良好的可擴展性。論文重點對概念層的產(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)容進行了分析。利用多個本體建立的概念體系作為驅(qū)動源，提出了一種語義驅(qū)動的產(chǎn)品模型知識共享與重用技術(shù)，能有效避免重復(fù)建模的低效，支持語義理解基礎(chǔ)上的跨領(lǐng)域知識重用。
　　 (2)提出一個面向協(xié)同的產(chǎn)品語義模型，在多個抽象層次進行協(xié)同知識的語義表達。
　　 語義模

5、型是語義集成的基礎(chǔ)。針對跨領(lǐng)域協(xié)同中產(chǎn)品語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，通過模型語義解釋和語義擴展對攜帶工程語義、設(shè)計意圖的多抽象層次的知識進行捕獲和表達?；趹?yīng)用模型解釋的語義以本體定義的概念作為語義載體，顯式化協(xié)同建模元素中蘊涵的語義，達到語義強化目的；基于應(yīng)用模型擴展的語義則進一步擴充解釋語義對象相關(guān)的關(guān)鍵特性和其他高層語義。通過多抽象層次的表達，語義模型能有效支持集成環(huán)境中不同協(xié)作者達到對產(chǎn)品知識的一致的、

6、正確的理解，提高了知識的可重用程度。
　　 (3)提出基于元模型語義提升和多策略語義加強的語義獲取技術(shù)。
　　 針對產(chǎn)品語義模型中的不同抽象層次語義，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)，通過對模型資源的元模型分析、本體語義抽取和語義豐富，來自動獲取解釋語義；通過預(yù)定義的補充、基于領(lǐng)域知識的自動推理和傳遞等多種策略，來獲取擴展語義。
　　 (4)提出一種工程語境相關(guān)的多層次異構(gòu)模型語義映射技