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随着计算机技术的广泛应用,产品的设计、制造和管理在一定程度上达到了自动化、智能化水平,但产品的装配设计是相对落后的,在产品的开发过程中出现了与其他环节不能有效共享产品信息的问题,同时激烈竞争的商业环境更需要企业之间加强合作,也就是说企业之间需要在异构的环境中交换和共享产品信息,但如何实现异构CAD系统之间产品信息的传递和共享是一个亟待解决的问题。针对该问题,本文汲取了OntoSTEP的最新研究成果,并结合MFI技术在本体组织和管理上的广泛应用,构建了基于OntoSTEP的装配关系本体知识库。具体来说,本文完成的主要工作如下: 第一,构建了基于 OntoSTEP的装配表示参考本体。依据 MFI框架对参考本体的定义,首先分析核心产品模型(CPM)/开放装配模型(OAM)的内容和结构,并根据EXPRESS模型向OWL模型转换的方法将 CPM/OAM模型转换为装配表示的 OWL模型,然后设计ArtifactAssociation、AssemblyFeatureAssociationRepresentation、sameAs等SWRL规则,最后将转换后的装配表示OWL模型与OntoSTEP模型进行集成形成参考本体。该参考本体是后续构建装配关系本地本体的基础。 第二,构建了基于参考本体的装配关系本地本体。依据 MFI框架对本地本体的定义,以参考本体中的OAM模型为基础扩展装配关系模型,增加产品信息中的空间关系和自由度,并将装配特征细分为匹配特征、连接特征和形状特征,同时还增加相关的匹配约束条件,设计相应的belongTo、inter-featureAssociation、assembly/joining以及六种空间关系相对应的自由度等SWRL规则,最后以连接器装配体为例验证该本地本体的可行性和有效性。 第三,开发了基于 OntoSTEP的装配关系知识库原型系统。该系统采用Service/Client结构,即服务器和客户端。其中,服务器采用OWL API解析在Protégé4.1环境下构建的装配关系本体 OWL文件;客户端采用 MFC类库和OpenGL开发包在Visual C++6.0环境下开发三维模型绘制系统。并采用Socket技术实现客户端和服务器之间的通信,从而完成整个装配关系知识库系统的开发。最后通过分析工程实例,以验证知识库系统的可行性和有效性。 本文得到了国家自然科学基金“面向产品几何规范的知识表示与测量认证研究”(No.61163041)及广西可信软件重点实验室基金“基于本体的公差指标表示技术”(No. kx201310)的资助。