[发明专利]一种面向连杆机构的知识本体构建及其装配序列生成方法

说明书

本发明涉及一种面向连杆机构的知识本体构建及其装配序列生成方法，属于产品装配序列自动化生成技术领域。建立基于连杆机构设计数据的OntoSTEP本体模型，发现连杆机构特征知识；同时获取装配元素关键词及连杆机构装配领域相关经验知识，建立连杆机构装配序列生成的非几何本体属性，基于装配元素关键词和本体属性得到连杆机构装配元素语义框架，并将连杆机构特征知识及连杆机构装配领域相关经验知识转化为SWRL规则库；基于OntoSTEP本体模型和连杆机构装配元素语义框架进行实例化得到知识本体并将SWRL规则库置入知识本体中，指导完成连杆机构的装配序列生成。所述方法解决了连杆机构装配序列生成过程中知识表达效果不好的问题，提高了装配效率，缩短了生产周期。

技术领域

本发明具体涉及一种面向连杆机构的知识本体构建及其装配序列生成方法，属于产品装配序列自动化生成技术领域。

背景技术

装配序列生成是产品组装的基本组成部分，也是数字化装配过程中的重要环节之一，是指对零件装配顺序不断组合和寻优，最后得出一个最优或者近似最优的产品装配序列方案的过程。

目前，面向装配序列生成，学术界提出了多种方法，如基于优先关系的方法、基于知识的方法、基于割集的方法以及基于启发式算法的方法等等。上述方法有如下缺点：基于优先关系方法生成效率较低，基于知识的方法在装配知识获取和表达上比较困难，基于割集的方法以及基于启发式算法的方法难以考虑以及表达装配顺序过程中涉及到的复杂知识等。

随着现代工业发展，装配序列的生成方法开始向多种方法相结合的方向发展。装配序列生成的核心对象是产品几何模型、产品几何模型数据覆盖了产品整个生命周期中应用而全面定义的产品所有数据元素，它包含了丰富的面向装配的产品特征知识，另一方面，本体被定义为“共享概念模型的形式化规范说明”，可以实现真正意义上的语义表示和知识重用，因此，基于连杆机构设计数据，建立连杆机构知识本体，在装配知识的指导下，完成连杆机构的装配序列生成。

发明内容

本发明的目的在于针对现有连杆机构装配过程中存在知识利用率低甚至未考虑到知识的技术缺陷，提出了一种面向连杆机构的知识本体构建及其装配序列生成方法，涉及的本体模型是基于Protégé软件平台建立的，包括OntoSTEP本体模型的建立与改进、连杆机构装配元素语义框架的建立以及SWRL规则库的建立，进行本体合并得到连杆机构知识本体。

本发明的核心思想为：以连杆机构设计数据为输入，建立基于连杆机构设计数据的OntoSTEP本体模型，发现连杆机构特征知识；同时，根据连杆机构装配工艺文件，基于连杆机构装配领域概念，获取装配元素关键词及连杆机构装配领域相关经验知识，建立用于连杆机构装配序列生成的非几何本体属性，基于装配元素关键词和本体属性得到连杆机构装配元素语义框架，并将连杆机构特征知识及连杆机构装配领域相关经验知识转化为SWRL规则库；基于OntoSTEP本体模型和连杆机构装配元素语义框架进行实例化得到知识本体，并将SWRL规则库置入知识本体中，指导完成连杆机构的装配序列生成。

为达到上述目的，本发明是通过下述技术方案实现的：

所述知识本体构建及其装配序列生成方法，具体步骤如下：

步骤1、将连杆机构装配三维模型进行转化，得到OntoSTEP本体模型；

其中，连杆机构装配三维模型存储在STEP AP203格式文件中，该文件即STEPAP203格式保存的文件；

其中，OntoSTEP本体模型是基于三元组实体构成的；

步骤2、根据步骤1得到的OntoSTEP本体模型中三元组实体的属性关系，挖掘三元组实体间的隐性知识，区分出连杆机构中的装配单元实体，得到连杆机构所包含的零部件信息及连杆机构的层次结构树；