基于本體的產(chǎn)品定制模型及知識表示.pdf

1、制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，德國“工業(yè)4.0”標志著一場新的制造業(yè)革命。傳統(tǒng)的制造業(yè)經(jīng)歷了手工作坊、大批量生產(chǎn)到大批量定制的歷史階段。在大數(shù)據(jù)的背景下，將人工智能、機器人和數(shù)字制造相結(jié)合形成智能制造，是現(xiàn)代先進制造業(yè)的發(fā)展方向。目前使用的CAD軟件，是一個存儲圖形、文本的媒介，機器所能看到的是一堆圖形和文字，無法識別其內(nèi)容（語義）。不同CAD系統(tǒng)資源在功能、結(jié)構(gòu)、使用方式到支撐環(huán)境等方面存在差異，系統(tǒng)底層的交互存在明顯的技術(shù)障礙，也不能

2、滿足相關(guān)信息的有效共享、高效重用和順暢傳遞的需求。另外CAD系統(tǒng)難以重用已有的設計，即不具有變型設計功能。
　　針對上述問題，本文從產(chǎn)品定制的開發(fā)和設計流程入手，將人工智能領域中的本體技術(shù)融入到智能制造領域進行了有益嘗試。將本體明確性、共享性、形式化及概念化的特性，應用到產(chǎn)品定制的裝配建模，突破了傳統(tǒng)的產(chǎn)品定制領域知識表示方法。構(gòu)建了變型設計層次結(jié)構(gòu)模型，結(jié)合變型設計參數(shù)傳遞算法和語義 Web規(guī)則語言構(gòu)建了產(chǎn)品定制領域知識庫，進而

3、實現(xiàn)產(chǎn)品定制系統(tǒng)與計算機輔助技術(shù)（CAX）的信息共享、語義互操作及無縫集成。具體來說本文完成的工作如下：
　　第一，設計了一種變型設計尺寸參數(shù)傳遞模型。根據(jù)變型設計的相關(guān)知識，對產(chǎn)品設計知識進行分類，構(gòu)建裝配體（產(chǎn)品）知識模型的層次結(jié)構(gòu)，自頂向下依次是零部件層，特征層和參數(shù)層的三層基本結(jié)構(gòu)。零部件層由裝配體的零件和部件構(gòu)成，特征層描述的是零部件的特征集合，參數(shù)層描述的是特征的參數(shù)集合。同時利用描述邏輯強大的邏輯描述和可判定推理能力

4、對該模型進行刻畫，為產(chǎn)品定制提供理論基礎。
　　第二，構(gòu)建了產(chǎn)品定制領域本體知識庫。首先收集并分析了產(chǎn)品定制領域的相關(guān)知識，借助網(wǎng)絡本體語言（OWL）定義該領域的概念和概念層次結(jié)構(gòu)關(guān)系，同時利用語義網(wǎng)規(guī)則語言（SWRL）表達約束關(guān)系和設計經(jīng)驗。其次在公理集 TBox、斷言集ABox以及Tableau判定算法基礎上，設計產(chǎn)品定制領域產(chǎn)品配置及其變型設計參數(shù)傳遞算法。最后形成一個統(tǒng)一有效的產(chǎn)品定制領域本體層次體系。
　　第三，實