基于本体的制造资源建模

　　1　基于本体的制造资源分类

　　语义Web[5]作为下一代智能网络,得到许多学者的关注。本体是概念模型的明确规范说明[6]。本体是语义的核心,本体来源于哲学领域,是关于事物存在及其本质和规律的学说。制造资源通常是指完成产品生命周期的所有生产活动的软硬件元素即人、财、物的总和,包括了设计、制造、维护等相关活动过程中涉及到所有元素。

　　本体的建立通常要包括以下几个步骤: (1)明确领域,找出领域中重要的概念。(2)自上而下或者自下而上建立本体概念框架。(3)明确各种概念之间的关系。(4)本体的检验。字典就是一种本体,下面利用WordNet字典和机械领域专家建议的方法完成领域本体的建立。WordNet是美国国家科学实验室和普林斯顿大学共同负责开发的英文字典。

　　参考WordNet中的企业有关概念,结合机械领域专家经验可以得到比较完备的制造资源上层本体树(见图1)。制造资源本体树分为六个大类: (1)财务资源:企业运作的各种财务状况,包括固定资产、流动资金、负债率等; (2)技术资源:各种工艺技术、行业标准。设计图纸等; (3)设备资源:机床资源、非机床、工装、量具等; (4)人力资源:工程技术人才、工人技师、管理人才等; (5)软件资源:各种CAD系统、财务系统、ERP系统等; (6)物流资源:汽车货运、火车托运等。事物可以归结为类、属性和属性值,类可以分为子类和实例,子类继承父类的属性。资源各个基本概念具有不同的属性和属性值,制造资源属性。由于不同资源的属性不同,现在以机床为例建立其属性本体树,包括基本信息、功能信息、状态信息(图2)。

　　2　组合粒度信息表示方法

　　动态联盟是网络化制造的必然结果,动态联盟构成了虚拟企业,其资源构成形式如图3所示。

　　基于动态联盟制造资源建模有其自身的特点。对于单个企业而言,制造信息资源必须在企业内部全局统一,企业内部必须建立相对粒度较小的制造资源模型以适应企业内部对信息的需求,资源模型必须面向多应用系统;对于虚拟企业而言,资源信息必须满足网络化制造的特点,一方面动态联盟通常对企业制造资源的模型要求粒度较大,并不关心企业很多细节性信息,另一方面单个企业内部的一些敏感信息也不希望被其他企业访问。利用基于XML的OWL文件格式特点,提出同时面向企业内部和动态联盟的组合粒度信息表示方法如图4。

　　粒度组合原理:引用实体,实体的根本作用是为一段文本信息内容创建一个别名,这样就可以在XML文档中可以引用一次或多次这个别名,XML解析器程序将把XML文档中出现的别名引用转变为其对应的文本信息内容。在DTD中,使用格式定义别名。当系统只需要机床基本信息的时候,只需访问机床基本信息OWL文件片段;当系统需要整个机床属性就可以访问机床属性OWL片段,该片段可以调用其他3个属性片段。这样信息可以组合成不同的粒度,并且可以对部分信息实施屏蔽,例如财务数据等敏感信息。利用著名的本体开发工具protégé可以描述资源本体。限于篇幅,下面仅提供了一段描述刀具本体的部分片段。