1、1机械零件本体化语义建模研究摘要：零件信息的描述是制约着知识共享的瓶颈之一。在了解本体建模和几种零件信息描述的方法基础之上，研究了基于本体的零件信息描述方法，同时以法兰盘借助 protege3.1.1 构建了其本体模型，总结出了建立本体模型的一般步骤；最后对其用途作了介绍。 Abstract： The description of parts information is one of the bottlenecks restricting knowledge sharing. Based on ontology modeling and some parts information desc
2、ription methods， the ontology-based parts information method is studied， and by flange plate with the help of protege3.1.1， the ontology model is built， and the general process for building a ontology model is concluded. Finally its uses are introduce. 关键词：零件信息；知识共享；本体 Key words： parts information；k
3、nowledge sharing；ontology 中图分类号：TP391.7 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）36-0258-02 0 引言 零件信息的描述是制约着知识共享的瓶颈；采用本体建模，解决零件表示知识的数据冗余及数据一致性问题，有助于实现概念共享，知识2的建模录入、检索及统计处理更加便捷。在不同的 CAD 系统之间，实现知识共享是面临的重大挑战之一，如何找到全面的，能让计算机理解的描述信息方法是我们面对的主要问题。 近些年来，机械零件本体化语义逐渐在计算机领域和机械领域传播开来。它是将现实世界的实体通过分析和建模，运用描述性语言使之抽象化，使概念与概念形成相
4、互关联的理论或方法。基于本体的零件信息描述方法是知识表示法的一种，该方法根据信息的语义以及信息语义之间的关联关系来描述零件的层次结构。基于本体的知识建模在结构上弥补了基于规则的知识系统的局限性，能够解决实际问题，实用性比较强。OWL 全称 Web Ontology Language，是 W3C 推荐的语义互联网中本体描述语言的标准。基于此，本文研究如何利用 OWL 实现机械零件信息的本体化建模。 1 基于本体的零件信息模型 对于一个零件的描述，我们可以根据这个零件的管理信息，材料信息，形状信息，方位信息等来描述这个零件（如图 1 所示） 。 管理信息主要是指方便对零件进行管理的一些信息，如零件
5、的类型，名称等。方位信息是指在三维空间中，按照空间坐标系对空间划分的六个方位。形状信息主要包括形状特征和元特征。材料信息指的是这种零件所用材料的一些情况，如材料名，编号等。以法兰盘为例来具体建立本体模型，图 2 为法兰盘各概念之间的包含关系，图 3 为法兰盘的属性集。 本体建模过程如下：分析领域不同的应用需求，列举；模型的3特征类，分析它们之间的层次关系，形成树状结构；研究类之间的关系；定义各概念的属性，并取值；建立实例。 在分析和抽取零件信息的概念和属性，以及它们之间的相互关系后，采用 protege3.1.1 对法兰盘进行本体语义化描述。Protg 建立起来的本体支持 XML、OWL、RD
6、F 等多种存储格式，包括 XML、UML 和资源描述框架 RDF，并且支持知识共享和系统互操作，可以广泛应用在机械工程领域，比如产品建模、CAX 系统的信息交换、产品配管理和机械设计自动化方法论等等。AI 等信息系统领域的专家学者结合本体的研发经验，用其描述语言 OWL 和本体编译工具来描述与注释概念，概念的属性以及概念间的相互关系的语法与语义，构造出本体知识库。其部分 OWL 代码如下： 法兰盘本体的 ontoviz 效果图如图 4 所示。 目前，本体已在多个学科领域得到广泛应用，应用类型主要集中在三个方面：本体理论上的研究主要包括研究概念，分类等；在语义 web中，本体作为一种能在知识层提
7、供知识共享和重用的工具在其中得到应用；本体在信息系统中的应用相当广泛，包括信息描述，信息检索和解4决异构信息系统互操作问题。 2 结论 在分析了零件的概念及属性之间的相互关系之后，应用 protg 工具对法兰盘进行了本体建模，使零件的信息能够更完整的表达出来，所建立出来的本体可以实现知识共享和复用，在开发基于语义 web 零件库的的过程中，有效的解决了知识共享问题；本体结合语义，jena 的推理使得本体的应用更加广泛。在接下来的工作中将重点研究解决异构信息系统的互操作问题。 参考文献： 1王玉明，等.基于本体的零件信息表达J.机械工程与自动化，2008. 2冯志勇，李文杰.本体论工程及其应用M.北京：清华大学出版社，2007. 3张冬明，等.基于本体的产品设计知识表示方法J.计算机应用，2012. 4冯帆，王建华，王惠萍，彭云鹏，郭景涛.一种零件特征描述和信息模型建立方法J.计算机光盘软件与应用，2012.
