21世纪将是知识的竞争。知识、技术及信息的产生、扩散和利用在产业发展中起到了核心作用,企业的竞争力最终取决于知识、技术、创意和创新。因此现代企业迫切需要先进的知识管理平台,随之而来对产品知识的表达和推理机制提出了新的需求。 另一方面,由于面临分布动态的异构网络计算环境和复杂的计算内容,传统的产品信息表达方式和处理模式已无法适应现代企业的需求,企业产品知识交换和共享需要建立公共的、一致的产品语义信息模型以支持企业应用的语义互操作能力。 随着人工智能领域本体论研究的兴起,产品知识表达引入本体论的思想与方法已经成为热点,使得产品知识的表示得以由语法格式为中心转到以语义信息为中心。Semantic Web技术的出现为建立新的产品信息结构提供了实现平台。在本体论及语义Web技术的基础上研究下一代产品知识表达和推理方法是未来支持企业知识处理的重要研究课题。 本文以本体论为理论基础,以Semantic Web为平台,深入研究了表达产品知识的本体构建和应用方法,期望结合本体理论和Semantic Web技术解决企业中支持知识处理的产品信息的基础框架、产品知识表示和推理,以及产品数据的移植等问题,为本体论在产品数据领域的应用打下了理论基础,并且为产品数据在Semantic Web上的部署提供了导向性的意见。在理论研究的基础上,我们还实现了原型系统,验证了理论研究的结果。同时,初步展示了产品本体和Semantic Web语言的应用框架。 论文内容安排如下: 第一章是绪论。介绍研究的背景,包括产品制造在网络化环境下的发展趋势,支持产品知识表达的产品数据标准的发展情况;研究目前基于知识集成的产品系统的研究现状与动态,阐述研究动机和当前的研究热点。 第二章,产品本体基本理论研究。从本体定义入手,对本体概念进行辨析;并分析了STEP标准;针对产品本体创建中的概念混淆,从本体表达语言的规范使用与本体概念的元属性的约束两个方面提出了产品本体的方法论;本文还对本体的表达语言从表达能力和推理方面进行比较,提出要以描述逻辑为产品本体的抽象表达语言,以OWL为XML文档表达语言为基本工具;在上述研究的基础上,进一步提出以本体推理为核心的产品知识集成的基本方法。 第三章研究多本体推理的基本问题——本体映射。针对语义匹配的粒度,提出了一种综合的本体映射方法MSGM。MSGM根据本体对应图的分解子图进行本体概念的语义匹配,综合考虑了知识表达的不同粒度和不同侧面的信息。 第四,五章从单一本体推理方面,重点研究描述逻辑及其在产品知识方面的应用,提出了基于描述逻辑推理的产品知识表达推理机制。 第六章,由于STEP标准在目前产品领域得到广泛应用和重视,为了兼容性,我们研究了产品数据的语义移植问题,提出了产品移植的实施框架,以XML Schema和EXPRESS Schema为重点,分析了产品数据移植的具体过程。