[发明专利]一种基于本体语义推理的自动功能原理分解方法

权利要求书

1.一种基于本体语义推理的自动功能原理分解方法，包括以下步骤：

(1)基于SysML语言定义基本功能任务语义的形式化表示，所述基本功能任务语义包括基本输入流，基本输出流和功能效应；

(2)定义工作原理的本体语义表示，所述工作原理包括结构化原理的实现过程知识；

(3)通过功能效应语义检索查找可行原理解决方案；

(4)基于体现原理实现过程知识，为功能生成支持子功能。

2.根据权利要求1所述的基于本体语义推理的自动功能原理分解方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述的功能效应包括四种类型：类型变化、值变化、形状变化和关系变化。

3.根据权利要求2所述的基于本体语义推理的自动功能原理分解方法，其特征在于，所述的四种类型的语义表示元模型的结构中：

对于类型变化，包括分别解释流对象在发生类型改变前流的类型及发生类型改变后流的类型；

对于值变化，包括发生改变的流对象的类型、发生值改变的属性类型、解释了属性值改变的趋势；

形状变化，包括分别表示发生形态改变前固体物料流的形态类型及发生形态改变后固体物料流的形态类型；

对于关系变化，包括表示关系约束的起始端对象的类型、表示关系所约束的目标端对象的类型、发生关系改变的关系约束类型和解释了关系的改变趋势。

4.根据权利要求1所述的基于本体语义推理的自动功能原理分解方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述的工作原理的本体语义结构包括：

适用流类型属性，描述了工作原理适用的需要被改变的流的类型；

提供功能类型属性，描述了工作原理能够提供的功能类型，在不同语义粒度和精确度上为功能提供了语义逻辑关联；

提供功能效应类型属性，描述了工作原理能够提供的功能效应，在不同语义粒度和精确度上为工作原则提供了语义逻辑关联；

工作原理实例属性，用于将工作原理实例与解释其科学或技术原理的领域知识联系起来；

参与者属性，表示参与工作原理实现的所有流对象，帮助在后续分解过程中区分和追踪这些参与者；

实现过程属性，对工作原理的实现过程知识和所有参与工作原理的执行的流的说明。

5.根据权利要求1所述的基于本体语义推理的自动功能原理分解方法，其特征在于，在步骤(2)中，与实现过程属性关联的概念为描述作为参与者的流对象的状态变化链，表示工作原理的实现过程知识。

6.根据权利要求5所述的基于本体语义推理的自动功能原理分解方法，其特征在于，所述的状态变化链的语义结构包括：

参与者属性，描述了当前步骤作为参与者的流对象集合；

约束状态属性，说明了当前步骤所约束的流对象及该对象需要达到的状态；

输出属性，说明这个步骤完成后获得的输出流对象；

下一状态链属性，告知了实现过程的下一状态变化链。

7.根据权利要求1所述的基于本体语义推理的自动功能原理分解方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述的通过功能效应语义检索查找可行原理解决方案，包括以下步骤：

(3-1)通过SWRL语言定义功能效应实例间的语义兼容匹配规则；

(3-2)定义支持三种不同语义精度查找工作原理的SPARQL模板；

(3-3)将基本功能任务语义填充到SPARQL模板，并根据基本功能任务语义与工作原理的功能效应语义兼容性，为基本功能任务查找可实现的工作原理解决方案。

8.根据权利要求7所述的基于本体语义推理的自动功能原理分解方法，其特征在于，在步骤(3-1)中，所述的语义兼容推理规则为：令功能要求的作用效果为E₁，工作原理能够提供的效应为E₂，若满足则认为E₁单向兼容于E₂。