本体及其在机械工程中的应用综述

1、本体及其在机械工程中的应用综述本体及其在机械工程中的应用综述一、前言本体在经历了10多年的开展之后，已经实现了语言、环境构建和方法论，现已经构建了理论框架和技术体系，在各行业中广泛应用。二、本体的根本概念在信息科学中，作为一种知识表示方法，本体ntlgy包括了研究领域内对象的名称、对象属性和互相关系的逻辑描绘，提供了领域内知识表示和交流的词聚集合和集合中各个对象的关系集合。采用这种方法表示知识的本体，是基于一定的目的人为设计的标准说明，这与它所建模的世界有着明显的区别。本体开展至今，其应用范围已经远远超出了传统人工智能和知识工程的范围，这主要是由于本体具有以下显著的优点：1、异构系统互操作，在

2、异构主体之间对交流的构造化信息达成共识，这是本体开发的一个主要目的；2、通过本体复用、映射和集成等方式实现领域知识复用，这是本体研究的主要动力之一；3、明确的领域认定，利用本体表示方法描绘领域认定，当领域发生变化时，对应的领域认定的改变也相比照拟容易；4、分析领域知识，建立领域本体，实现领域知识的应用和管理；5、将领域知识与操作性知识相别离。三、知识工程中本体的含义在知识工程领域，研究人员给出了面向人工智能的明确的本体定义，其中，最重要的一个是Gru-her在1993年采用人工智能界公认的概念模型为根底给出的：本体是概念模型的明确的标准说明。随后Studer在参考了Gruber和Brst的定义

3、的根底上提出了本体是共享概念模型的明确的形式化标准说明。本体定义的核心内容本文由论文联盟.Ll.搜集整理是概念模型，即研究领域内存在的对象、概念及其他实体以及它们之间的关系是研究领域的一个抽象的、简化的视图，每一个知识库、知识库系统或知识程度的主体，都或明确或隐含的依托于某些概念模型。分类法taxny是对科学分类的普遍规律的研究，是按照一定的思想观点，以科学分类为根底，结合领域内容和特点，将领域知识分门别类以术语的形式组成分类表。本体与分类法相比，主要有两个区别：本体具有更为丰富的内部构造并且反映了某种程度的共识。理论上，可以通过5种类型的构件来形式化描绘一个本体：概念、关系、函数、公理和实例

4、。这里的概念可泛指阐述的任何事物，如任务、功能、行为、策略和推理过程等等，有时为表达方便，概念也称为类。关系用来表示领域中概念之间的互相作用，元关系形式化定义为个集合的笛卡儿乘积的子集：R：。函数是一类特殊的关系，在这种关系中，前n一1个元素可以惟一决定第n个元素，函数的形式化定义为：F：2G一一。公理用来表示领域中永真的陈述，实例表示领域中的详细元素即对象。四、本体构建的规那么本体构建方法概述出于对各自问题领域和详细工程的考虑，构造本体的过程各不一样。目前没有一个标准的本体构造方法，最有影响的是Gruber在1995年提出的5条规那么：1、明晰：本体必须有效地说明所定义的术语的含义。定义应该

5、是客观的，与背景独立的。当定义可以用逻辑公理表达时，它应该是形式化的，应该尽力用逻辑公理表达。定义应该尽可能的完好。所有定义应该用自然语言加以说明。2、一致：本体应该是前后一致的，也就是说，它应该支持与其定义相一致的推理。它所定义的公理以及用自然语言进展说明的文档都应该具有一致性。假如从一组公理中推导出来的一个句子与一个非形式化的定义或者实例矛盾，那么这个本体是不一致的。3、可扩展性：本体的可扩展性是指，本体提供一个共享的词汇，这个共享的词汇应该为可意料到的任务提供概念基矗它应该可以支持在已有的概念根底上定义新的术语，以满足特殊的需求，而无须修改已有的概念定义。也就是说，人们应该可以在不改变原

6、有定义的前提下，以这组存在的词汇为根底定义新的术语。4、编码偏好程度最小inialendingbias：本体应该处于知识的层次，而与特定的符号级编码无关。本体的表示形式的选择不应该只考虑表示上或者实现上的方便。概念的描绘不应该依赖于某一种特殊的符号层的表示方法，不能依赖于某种确定的语言，因为实际的系统可能采用不同的知识表示方法。5、本体承诺最小，inialntlgialitent：本体承诺应该最小，只要可以满足特定的知识共享需求即可。也就是说，本体应该对所模拟的事物产生尽可能少的推断，而让共享者自由地按照他们的需要去专门化和实例化这个本体。Gruber还指出，由于本体承诺是以词汇的使用为根底的

7、，因此可以通过定义承诺最弱的公理以及只定义应用所需的根本词汇来保证。五、基于本体的产品信息模型来自华盛顿大学的Sudarsan和U的Fenves作为美国国家标准与技术研究院theNatinalInstitutefStandardsandTehnlgy，NIST的访问学者，与NIST的Srira等人一起，为支持产品生命周期管理PrdutLifeyleanageent，PL各个方面的信息需求，以本体为表示工具，开发了一种产品信息模型框架口。该框架以NIST的核心产品模型theNISTrePrdutdel，P及其3个扩展版本：开放式装配模型penAsseblydel，A、设计分析集成模型Desige

8、AnalytiIntergrateddel，DAI和产品族进化模型PFE作为基矗A定义了系统级的概念模型和相关的层次化装配关系；DAI定义了产品的主模型以及一系列抽象功能模型和两个主模型与功能模型之间的变换，每一个功能模型对应于产品的某一个领域特性，两个变换分别为理想化和映射；PFE表示产品族及其组件，与产品族进化相关联的设计原理。开发产品信息模型框架的目的在于：从产品的概念设计阶段开场，在其全生命周期的整个过程中捕捉产品、设计原理、装配、公差等信息；便于下一代AD/AE/A系统的语义互操作；捕捉产品和产品族的进化。该框架提供了产品信息和设计原理的细粒度描绘，因此PL系统可以方便地直接访问框架中的数据。产品信息模型框架作为产品在设计过程各个方面的信息库，可以为PL及其辅助系统提供一种单一的、一致的信息交换协议，支持Ax及其他相关系统之间直接互操作和无缝的信息集成。该框架具有以下特点：1、以形式化语义为根底，通过采用适宜的本体就能进展自动推理；2、具有概括性，它描绘的是概念实体制品和特征，而不是针对详细的某种产品发动机、泵等；3、提供了产品全方位的丰富信息；4、致力于促进新的应用和过程的开发，防止由于环境中信息的不齐备阻碍新应用的实现；5、框架