31、机械对象设计与制造中的元数据和本体论

机械对象设计与制造中的元数据和本体论

1. 引言

在知识工程（KBE）领域，为支持复杂机械对象设计和制造的专家开发决策支持系统是一个重要目标。本文旨在提供一种方法，将知识管理与机械领域常用的CAD/CAM、有限元分析等学科和方法相结合。

知识工程应用工具虽能自动化重复工程任务、降低成本，但收集、表示和形式化必要知识需付出巨大努力。在机械领域，存在三种主要知识：
- 功能知识 ：与对象各部分执行的功能表示相关。
- 程序知识 ：涉及对象设计步骤的顺序表示。
- 经验知识 ：源于公司在该领域的分层知识和专业人员的经验，但未被形式化。

2. 动机与背景

开发支持复杂产品设计和制造的有效软件系统已成为重要研究领域。在机械行业，人们常面临复杂的配置问题，需使最终产品满足市场需求并在价格、质量等方面优于竞争对手。

复杂机械产品由众多组件构成，设计人员通常使用CAD工具，如CATIA、Autocad等。然而，这些工具虽适合从几何角度检查组件组合，但无法从功能角度支持专家监控项目，而功能角度的考虑更依赖设计师的经验和知识。

在该领域，可识别出三种主要信息和知识类型：
- 几何信息 ：产品模型的几何表示，通常为CAD模型。
- 设计过程文档信息/知识 ：包括标准、手册和建议。
- 推理规则和外部程序应用信息/知识 ：如计算、模拟等。