机电产品知识模块本体的集成及应用研究

论文摘要

知识集成技术是制造业信息化中的关键技术之一。本体技术的出现,为知识提供了语义集成的基础,在这种背景下,各种本体建模方法应运而生,模块本体就是其中之一。模块本体是基于知识共享和重用的实际需求,利用本体内在的关联性,通过模块化处理,简化本体应用,集成相关本体,为帮助实现知识共享和重用提供技术支持。论文结合国家高技术研究发展专项基金资助项目“基于本体的面向业务协作的异构系统集成技术研究及应用(项目编号:2006AA04Z157)”、“企业间专利资源协同管理模式及其软件使能技术研究(项目编号:2007AA04Z101)”及国家科技支撑计划基金资助项目“家电行业(企业)的数字化综合集成技术开发与应用(项目编号:2006BAF01A02)”展开研究工作。本文从本体及模块本体的基本理论、方法和技术出发,针对机电类制造企业在知识管理过程中遇到的异构、低查询效率等问题,结合模块本体理论的思想,给出了机电产品知识模块本体的构建方法,重点对机电产品知识模块本体的构建、异构现象及映射、集成、查询与检索进行研究,并在某家电集团公司的信息化工程项目中进行了具体应用。论文主要内容如下:第一章阐述了论文的研究背景、本体与语义Web的关系和产品本体的研究现状;重点分析模块本体在机电产品知识管理中的需求;给出本论文拟解决的问题及意义、论文的主要研究内容及论文的整体框架和结构。第二章主要阐述机电产品知识模块本体的构建方法。对机电产品知识模块本体进行了定义,即机电产品知识模块本体是高度关联性的知识共享词汇及其概念模型的明确形式化规范说明;给出了机电产品知识模块本体的构建原则。重点对机电产品知识的模块划分、本体语言选择和本体构建过程进行了分析。以实例具体说明机电产品知识模块本体的构建过程。第三章主要对机电产品知识模块本体的异构及映射问题进行研究。重点对机电产品知识模块本体中的异构现象进行分析;给出了机电产品知识模块本体映射过程的基本模型;提出了基于结构—语义—特性的机电产品知识模块本体的映射算法来解决机电产品知识的异构问题。第四章在对已有本体集成方法进行比较的基础上,提出基于结构—语义—特性的机电产品知识模块本体集成方法,从结构、语义和特性三个层次对机电产品知识进行集成,并对集成过程的可满足性和一致性进行检验,验证其可行性。第五章对机电产品知识模块本体的查询和检索进行研究。提出用户需求驱动的机电产品知识模块本体查询和检索体系结构;给出了把企业外部用户需求转换成结构化的企业内部用户需求知识模块本体的过程;对机电产品知识模块本体的查询进行结构化描述,给出从机电产品知识模块本体数据模式到XML数据模式的转换方法。第六章根据机电产品知识模块本体的构建、映射、集成和查询等研究,以某家电企业集团公司的储水式电热水器为实例对本文的研究进行应用。第七章对全文工作进行了总结,并对后续研究工作进行了展望。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 图表目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 系统异构现象及其分类
• 1.3 本体的研究现状
• 1.3.1 本体技术简介
• 1.3.1.1 本体定义与分类
• 1.3.1.2 本体与语义Web的关系
• 1.3.1.3 本体映射的研究现状
• 1.3.1.4 本体查询和检索的研究现状
• 1.3.1.5 本体的应用现状
• 1.3.2 产品本体的研究现状
• 1.3.3 模块本体的研究现状
• 1.4 模块本体在产品知识管理中的需求
• 1.4.1 产品创新与开发的需求
• 1.4.2 模块本体在产品知识集成中的需求
• 1.5 论文拟解决的问题及研究意义
• 1.6 论文的主要内容与结构
• 1.7 本章小结
• 第二章 机电产品知识模块本体的构建
• 2.1 引言
• 2.2 机电产品知识模块本体的概念
• 2.2.1 机电产品知识模块本体的内涵及定义
• 2.2.1.1 机电产品知识模块本体的内涵
• 2.2.1.2 机电产品知识模块本体的定义
• 2.2.2 机电产品知识模块本体与其它本体的比较
• 2.3 机电产品知识模块本体构建的技术基础
• 2.3.1 机电产品知识模块本体构建的原则
• 2.3.2 机电产品知识模块的划分
• 2.3.2.1 机电产品知识模块划分的思想
• 2.3.2.2 机电产品知识模块与机电产品结构模块的关系
• 2.3.2.3 机电产品结构模块与机电产品知识模块本体的比较
• 2.3.2.4 机电产品知识的模块划分原则
• 2.3.2.5 机电产品知识模块划分过程
• 2.3.3 机电产品知识模块的正规化处理
• 2.3.4 机电产品知识模块本体的描述语言选择
• 2.3.5 机电产品知识模块本体的进化
• 2.4 机电产品知识模块本体的构建过程及方法
• 2.5 机电产品知识模块本体的构建实例
• 2.6 本章小结
• 第三章 机电产品知识模块本体的异构问题及映射研究
• 3.1 引言
• 3.2 机电产品知识模块本体中的异构问题
• 3.3 机电产品知识模块本体的映射确定
• 3.3.1 机电产品知识模块本体的映射与集成的关系
• 3.3.2 机电产品知识模块本体的映射过程
• 3.4 机电产品知识模块本体映射方法
• 3.4.1 机电产品知识模块本体结构相似度计算
• 3.4.2 机电产品知识模块本体语义相似度计算
• 3.4.2.1 概念相似度计算
• 3.4.2.2 语义相似度计算
• 3.4.3 机电产品知识模块本体中的特性相似度计算
• 3.4.4 机电产品知识模块本体的结构-语义-特性相似度计算
• 3.4.5 机电产品知识模块本体的映射实现
• 3.5 机电产品知识模块本体映射实现实例
• 3.5.1 预处理
• 3.5.2 映射发现结果分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 机电产品知识模块本体的集成技术研究
• 4.1 引言
• 4.2 机电产品知识模块本体的集成技术基础
• 4.2.1 机电产品知识模块本体集成概述
• 4.2.2 机电产品知识模块本体集成的方法
• 4.2.3 机电产品知识模块本体集成推理
• 4.3 机电产品知识模块本体的集成
• 4.3.1 机电产品知识模块本体的关系桥规则定义
• 4.3.2 机电产品知识模块本体的集成规则
• 4.3.3 机电产品知识模块本体的集成过程
• 4.4 机电产品知识模块本体的集成推理过程
• 4.5 机电产品知识模块本体的集成实现实例
• 4.5.1 机电产品知识模块本体的集成实例
• 4.5.2 机电产品知识模块本体的集成推理实例
• 4.6 本章小结
• 第五章 用户需求驱动的机电产品知识模块本体查询和检索
• 5.1 引言
• 5.2 用户需求驱动的机电产品知识模块本体查询和检索结构
• 5.3 用户需求到用户需求本体的转换
• 5.4 机电产品知识模块本体查询的形式化描述
• 5.5 机电产品知识模块本体的查询转换
• 5.5.1 机电产品知识模块本体的模式转换
• 5.5.2 查询重写算法假设
• 5.5.3 机电产品知识模块本体到XML的查询转换
• 5.6 机电产品知识模块本体查询实例
• 5.6.1 查询过程实例
• 5.6.2 查询转换实例
• 5.7 本章小节
• 第六章 机电产品知识模块本体集成实现及应用
• 6.1 引言
• 6.2 机电产品知识模块本体集成的实现
• 6.2.1 机电产品知识模块本体集成系统的体系结构
• 6.2.2 机电产品知识模块本体集成系统的Web服务实现
• 6.2.3 开发平台的选择
• 6.3 机电产品知识模块本体在海尔电热水器中的应用
• 6.3.1 企业应用背景
• 6.3.2 应用实例描述
• 6.3.3 储水式电热水器知识模块本体集成系统构建过程
• 6.3.3.1 电热水器产品的分类
• 6.3.3.2 电热水器知识的结构确定
• 6.3.3.3 储水式电热水器知识的模块划分
• 6.3.3.4 储水式电热水器知识模块本体的构建
• 6.3.3.5 储水式电热水器知识模块本体的集成实现
• 6.3.4 企业应用
• 6.4 本章小节
• 第七章 总结与展望
• 7.1 全文总结与创新点
• 7.2 进一步研究与展望
• 参考文献
• 附录 机电产品知识模块本体的OWL简要描述
• 攻读博士学位期间参加的科研项目和发表（录用）的学术论文
• 参加的科研项目
• 发表（录用）的学术论文