一种基于pdm的机械加工领域本体构建方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于知识管理与知识工程领域，涉及一种基于PDM的机械加工领域本体构 建方法。
【背景技术】
[0002] 自19世纪以来，社会经济类型正经历着从工业经济向知识经济的转变，知识正成 为生产力要素中最活跃、最重要的部分。对制造业来说，机械加工是制造的灵魂，因此机械 加工知识是制造企业最重要的知识资本。机械加工知识具有广泛性、隐含性、多样性和复杂 性等特点。其广泛性指涉及范围广，既包括企业内部的知识（如工艺方法、制造资源、工艺 参数、结构设计等），又包括外部的知识（如客户、供应商等）；隐含性指有很大一部分的机 械加工知识是工艺人员头脑中的技能、经验、诀窍等，很难以显性化的方法表达出来，必须 采用合适的知识挖掘工具来进行知识的深层次挖掘和发现；多样性指有文字、图形、符号、 公式等，表现形式多样；复杂性指机械加工知识存在广泛的多学科交叉，并且与企业具体的 应用情况密切相关。由于机械加工知识具有重要的作用和众多的特性，因此对它进行有效 的知识管理，实现机械加工知识的集成、共享和重用，发挥其巨大的作用就显得非常重要。
[0003] 然而就目前的制造企业而言，机械加工知识管理的状况并不理想，知识的语义异 构现象突出。语义异构是指对同一事物在解释上所存在差异，一般体现为同一事物在不同 领域中理解的不同。由于采用了不同的表示和推理机制，异构系统间的知识交互变得比较 困难，因此我们需要对知识的共享和重用进行有效的分析，消除这种由于系统建造者不同 而造成的领域术语理解上的差异。本发明主要针对语义异构的问题，提供一种面向机械加 工领域的本体构建方法，以消除知识系统间语义异构的问题，实现异构系统间的知识共享、 知识表达以及知识重用功能。
[0004] 目前本体成为了解决语义异构问题的重要手段。本体是通用意义上的术语定义 集，是关于种类和关系的术语表。这种术语表为不同的系统提供了共同的术语，实现了某 种程度上的知识共享和重用，同时为机器能够自动理解语义提供了最基本的支持。它发挥 的主要作用是：首先，本体分析澄清了领域知识的结构，识别领域术语的本质和联系，从而 为知识共享打下基础；其次，本体对领域知识进行了复用，因为避免了重复的领域知识的共 享；最后，本体采用语义明确、定义统一的术语使得知识共享成为可能。所以，将本体应用到 机械加工领域来进行机械加工知识的共享、重用以提高知识利用的效率是一个非常有意义 的方法。
[0005] 就机械加工领域而言，构建适合本领域和企业特点的本体，能够形式化地表达机 械加工领域各种术语以及术语之间的关系，从而将语义表达出来，在此基础上，我们能够 在相关的系统层面对信息结构和知识内容达成共同的认识，实现加工领域的知识共享和重 用，并进行不同系统之间的互操作，在各术语之间建立一个语义路径图，并在术语层次结构 的基础上实现语义检索的功能，提高知识发现的效率等等。由于机械加工领域本体有如此 重要的作用，那么对其进行完善的构建就显得非常必要。
[0006] 目前在本体构建领域还不存在统一的标准和方法，但已经有了一些被普遍接受的 方法，比如骨架法、IDEF5法、七步法、企业建模法、TOVE法等等，这些方法从不同的侧重点 总结了本体构建的思路与步骤，对于构建领域本体有着很大的意义。然而这些方法也存在 着一些不足之处。其一，可行性不高，这些方法过于重视本体构建的思想，缺少构建过程中 每一步的详细方法和技术，如"骨架法"中指出了要进行本体检验和本体建立，但是没有指 明本体建立的具体方法，即术语的搜索和提取方法、关系的提取与整理方法以及如何对本 体进行集成和检验等等；其二，针对性不强，由于不同领域的术语具有不同的特点，因而本 体构建的方法难以在不同的领域中保持一致，这些方法是普遍意义上的领域本体构建方 法，它可以面向所有不同的领域，然而相应的该方法对某一个具体领域的针对性就不强，因 此在本体构建的过程中对许多领域特性的考虑不是很全面，不能满足我们针对机械加工领 域进行本体构建的需要；其三，本土化程度低，上述方法绝大部分都是国外研宄机构提出 的，这些方法提出的背景和环境都是国外企业面临的实际状况，而国内外如今制造业的情 况大不相同，如果要应用到我国的企业上，可能会出现"水土不服"的问题，即不能与我国的 具体实际紧密地结合，低本土化的状况可能会导致构建过程中的许多问题。总的来说，现存 的各种本体构建方法并不适合我国制造企业进行机械加工领域本体的构建，我们需要一种 新的方法来完成这项工作。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是为了克服已有技术的缺陷，为了解决机械加工领域缺乏有针对性 并符合领域特点的本体构建方法的问题，提出一种基于PDM的机械加工领域本体构建方 法。
[0008] 本发明方法是通过下述技术方案实现的：
[0009] 一种基于PDM的机械加工领域本体构建方法，包括如下步骤：
[0010] 步骤一、定义本体的适用范围，通过适用范围构建该机械加工领域本体要解决的 问题和涉及到的知识范围；
[0011] 步骤二、构建顶级本体，针对步骤一中确立的本体适用范围，以PDM中的分类树为 基础，参考术语表，制定核心术语的集合，即仅包含最基本术语的小型本体树形结构，也是 机械加工领域本体最初始的内容；
[0012] 步骤三、将步骤二所述的顶级本体中的术语与PDM的数据库匹配，获取相关的材 料内容，通过术语对出现的频率及上下文关系，提取术语间的关系；
[0013] 步骤四、根据机械加工相关问题建立问题库，所述问题库包含问题发生的场景、所 属领域、产生的影响、产生的原因信息，问题按照PDM的分类树进行分类；
[0014] 步骤五、建立语境和术语库，对步骤三提取来的术语和语境根据PDM的分类树进 行分类，并记录术语的信息，包括术语的实例、术语的属性、术语间的关系；
[0015] 步骤六、分解顶级本体，将顶级本体分解成若干下级本体，每个下级本体包含领域 内的一个方面；
[0016] 步骤七、添加本体内容，将步骤五中生成的术语库与下级本体进行匹配，并将相应 的术语内容添加到下级本体中；
[0017] 步骤八、测试下级本体，使用已有的问题库测试下级本体；
[0018] 步骤九、集成下级本体，根据本体构建原则对已经通过测试的下级本体进行集成， 添加新的关系；
[0019] 步骤十、机械加工领域本体的应用，由知识工程平台开发人员，将建成的机械加工 领域本体应用到实际机械加工平台中，用于语义检索、推理；随着机械加工知识结构和实施 单位产品内容的变化不断更新，基于本体应用过程的反馈实现本体的进化，
[0020] 自此，就完成了 /实现了基于PDM的机械加工领域本体构建方法。
[0021] 本发明的有益效果：该方法有效地克服了上述方法可行性不高、针对性不强和本 地化程度低的三点不足，适合我国制造企业进行机械加工领域本体构建时使用，是一个面 向机械加工领域的系统而又具体的领域本体构建方法。
【附图说明】
[0022] 图1为基于PDM的机械加工领域本体构建流程图。
【具体实施方式】
[0023]1、基于PDM的机械加工领域本体构建原则
[0024] 明确性
[0025] 构建出的领域本体应该对所定义的术语给出明确