基于本体的协同设计产品信息模型研究

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基于本体的协同设计产品信息模型研究St ud y on p r o du ct i n r m at i on m odel bas ed on ont ol ogy i n col l ab or a t i v e pr o duct d esi gn

王有远。,王发麟，廖杰W ANG Y ou . y u a n。。W ANG F a— I i n . UAO J i e

( 1 .南昌航空大学工业工程研究所，南昌 3 3 0 0 6 3;2 .南京航空航天大学机电学院，南京 2 1 0 0 1 6;

3 .中航工业江西洪都航空工业集团有限责任公司，南昌 3 3 0 0 2 4 ) 摘要；在产品协同设计过程中，由于产品信息模型缺乏足够的语义描述，导致协同设计过程中语义级信息共享和互操作困难。本文提出了基于本体的产品信息模型，采用本体对产品信息进行描述，建立了基于语义的信息共享机制，使产品协同设计过程的语义级信息共享和互操作成为可能。最后给出了一个基于本体的产品信息模型的实例。关键词：协同产品设计；产品信息模型；本体；O WL 中图分类号；T H 1 6 2 文献标识码：A文章编号：1 0 0 9 -0 1 3 4 ( 2 0 1 4 ) 0 3 (上)一0 1 0 5 -0 4D o i:1 0 . 3 9 6 9/ J . i s s n . 1 0 0 9 -0 1 3 4 . 2 0 1 4 . 0 3 (上) . 3 1

0引言协同产品设计 ( C o l l a b o r a t i v e P r o d u c t De s i g n,

产品数据集成的问题。文献【 6】提出了基于本体论

及语义 We b的产品信息建模的观点，通过在模型中引入中间件层来实现产品信息语义的一致性，增强了模型的互操作性。文献[ 7 1提出并实现了基于本体的产品概念设计信息模型，使用F— B— S模型表示非几何信息，使用E XP R E S S建模语言描述几何信息，实现了从E XP R E S S语言 NO WL语言的映射。 但上述研究没有解决协同设计人员间进行语义层面的共享问题。本文采用本体描述协同设计中产品语义信息，提出基于本体的产品信息模型，实现产品协同设计过程中语义层面的信息共享，为实现协同

产品设计环境下异构系统问的互

CP D)是企业应对全球性竞争的最有前途的商业策略之一u】。协同产品设计是由来自于不同学科领域和分布于多个企业中的多个部门的设计人员通

过协商共同完成设计任务的过程，期间需要进行大量产品数据的交换和可靠信息的交。然而在各企业间应用系统和操作平台等存在异构性，且产品数据来源也具有多样性，这些对实现设计产品的整体优化、冲突协调以及协同运

行和决策都会产生制约作用。因此，为解决协同产品设计环境下异构系统间的互操作问题，实现企业部门间和协作企业间有效的数据交换和产品设计信息的共享，有必要建立一个完备和语义丰富的产品信息模型。一

操作奠定基础。

1协同产品设计工作过程协同产品设计过程涉及多学科设计团队间复杂的交互活动，如设计团队之间的通信、合作和协调等，这些交互活动都是处于一种分布式、异地和动态的环境中】。协同产品设计工作过程如图1所示。 在图1中，将协同产品设计转化成一个总的问

些学者围绕协同产品设计中的产品信息建

模进行了研究。如文献[ 2]在分析了产品协同设计

中异构数据源之间数据交换需求和产品设计特征模型的基础上，提出了基于XML S c h e ma模式的产品设计信息文档模型以及 XML文档信息交互处理

的方法。文献【 4】为解决企业内管理系统和控制系统集成能力不足的问题，提出了在协同设计中使

题解决任务，通过以下 6个步骤来完成产品设计任务 :’ 步骤1:捕获产品需求。包括市场调查、质量了解、产品面向哪种顾客等。 步骤 2:确定总体目标和总任务。在掌握产品

用管控系统集成通用标准 S P 9 5进行产品信息的建模。文献[ 5]提出了适合分布式协同设计的产品数据模型以及异地产品数据整合方案，构造了基于

XML We b n￣务的P DM系统，解决了异地协作企业收稿日期：2 0 1 3 - 0 9—2 2

需求的基础上，确定产品开发的总目标和总任

务。

基金项目：国家科技支撑计划项目 ( 2 0 1 3 B A F 0 2 B 0 1 );江西省科技支撑计划项目 ( 2叭2 3 B B E 5 0 0 9 5 );江西省教育厅科研项目 ( G J J 1 3 5 1 8 ) 作者简介：王有远 ( 1 9 6 5一 ),男，教授，博士，研究方向为制造业信息化、数字化设计与制造、精益设计与制造、知

识工程与知识管理等。 第3 6卷第3期 2 0 1 4 - 0 3 (上) [ 1 0 5 1