基于本体的概念设计产品信息检索研究

摘要

概念设计是决定产品开发效率、最终质量以及市场竞争力的关键因素，概念设计产品信息的重用可以提高产品的市场竞争力，因此，探索有效的概念设计产品信息的表达与检索技术，实现概念设计产品信息的共享与重用，能够提高产品设计的质量和开发效率。
　　 本体作为知识的一种良好载体，能够在语义和知识层面上描述概念体系，其主旨在于实现知识的共享与重用，并最终实现信息的自动处理和应用。本文以提高概念设计与后续设计阶段产品信息的共享与重用为目的，结合概念设计产品建模的研究成果，研究基于本体的概念设计产品信息模型；研究基于本体的概念设计产品信息检索技术，设计开发基于本体的概念设计产品信息检索原型系统，实现基于本体的概念设计产品信息的语义检索。本文的主要研究内容如下：
　　 (1)研究本体的概念、分类、描述语言、构建方法等，并重点研究本体描述语言OWL和形式化的语义查询语言SPARQL；
　　 (2)结合概念设计产品建模的研究成果，引入装配特征表达概念设计阶段机构间的装配信息，使装配信息能够被传递到后续详细设计阶段的零件结构信息中，为后续产品结构的详细设计提供较完整的信息；构建基于本体的概念设计产品信息模型，提高概念设计阶段与后续设计阶段的产品信息的共享与重用；以机械手的概念设计为例验证模型的有效性；使用本体描述语言OWL，描述概念设计产品信息的本体模型；
　　 (3)分析了基于本体的概念设计产品信息检索原型系统的设计思路和设计目标，描述了原型系统体系结构，介绍了原型系统的一般工作流程，并设计了原型系统的主要功能模块；
　　 (4)研究基于本体概念设计产品信息检索原型系统中的本体建模、本体的存储方式、语义匹配、语义扩展查询等关键技术；在概念设计产品信息表达和语义信息检索的基础上，使用Jena语义Web框架实现对用户查询的语义分析和语义扩展，构建基于本体的概念设计产品信息检索原型系统，从而实现对概念设计产品信息的共享与重用。