技术摘要：
本发明公开了一种基于XML的工艺模型本体构建方法，包括步骤一、建立可弹性扩展的工艺模型信息框架；步骤二、对历史工艺文件和历史工艺模型处理为基于XML格式的模型信息，得到结构化工艺信息树；步骤三、将结构化工艺信息树生成基于语义网的本体实例；步骤四、利用XPATH  全部
背景技术：
模型驱动的虚拟研制技术能够快速的在数字空间不断的对产品制造所需的条件、 形貌、参数进行迭代设计和仿真，使得产品设计和工艺设计不断逼近实际生产情况。工艺是 产品研制生产的纽带和关键环节，工艺设计水平的高低不仅能够决定制造效率、成本、质 量，更决定了企业发展的核心竞争力。随着数字化技术的近年来数字化工艺技术得到长足 的发展，在制造企业或制造车间中，工艺准备、生产准备、制造过程、质量控制和检验检测信 息也基本达到紧密联系、互连互动。数字化工艺系统已从卡片式CAPP走向模型化、智能化、 集成化的数字化研制平台。其中模型化工艺设计及表达，能够有效消除不同工艺设计人员 用自然语言对事物描述的歧义，使得现场工作人员能够更直观理解设计意图，也能够为规 划和仿真进行准备。但模型信息无法直接利用，也无法取代工艺设计过程以及工艺知识的 应用，传统的将工艺知识分类条目化引用的方式，不但检索效率低且通常无法找到准确的 知识进行加工应用，语义网和本体能够基于图的方式更为灵活的对工艺知识进行应用，但 是存在着领域知识本体构建困难，模型信息无法有效利用，推理不准确等困难。 综上所述，迫切需要一种能够对工艺模型信息和结构化工艺进行有效利用沉淀为 工艺知识的方法，并能够在新工艺设计时提供有效支撑，推理工艺步骤，工装设备以及工艺 参数等内容，加快工艺的设计和可重用性，加快研制周期减少制造成本。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题为：针对工艺领域知识应用困难的现状，利用现有工艺 结构化工艺文档和工艺模型，构建“所有即所用”的工艺知识本体模型和实例，克服领域知 识本体无法构建完整的困难，提供了一种基于XML的工艺模型本体构建方法，用于在详细工 艺设计时系统自动推荐工艺参数和工艺知识，使得工艺知识的能够快速沉淀和应用。 本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一种基于XML的工艺模型本体构建 方法，包括如下步骤： 步骤一、建立可弹性扩展的工艺模型信息框架； 步骤二、对历史工艺文件和历史工艺模型处理为基于XML格式的模型信息，得到结 构化工艺信息树； 步骤三、将结构化工艺信息树生成基于语义网的本体实例； 步骤四、利用XPATH和SQARQL叠加的方式进行基于知识本体的语义查询、知识应用 和推理。 进一步的，所述步骤一中，可弹性扩展的工艺模型信息框架包括： 结构化工艺信息，包括设计对工艺的要求文档、工艺策划文件、工艺设计文件、成 5 CN 111581815 A 说　明　书 2/7 页 册或不成册文件； 基于MBD的设计模型模板内容，包括材料、附注、标注、重量、特征； 基于模型的工艺模型信息，包括模型的几何信息和非几何信息； 基于模型的现场工艺信息，包括现场检验记录、作业指导书、小票、协调单。 进一步的，所述步骤二，对历史工艺文件和历史工艺模型处理为基于XML格式的模 型信息，具体为：基于XML的模型信息转化，包括对工艺模型中几何和非几何信息和结构化 工艺信息进行提取和重用，获得MBD模型中非几何信息的内容和组织形式；对于几何信息采 用标准的STEP模型进行XML转化，所述结构化工艺信息包括工艺管理信息、制造资源信息、 机加和装配信息。 进一步的，所述步骤三，将结构化工艺信息树生成基于语义网的本体实例，具体步 骤为：将系统中所有结构化工艺文件和工艺模型文件的进行信息综合，完成相同节点的合 并，形成复杂的有向图结构，并且每个节点有是一段基于自然语言的文字描述，或者为细粒 度的结构化工艺参数。 进一步的，所述步骤四，利用XPATH和SQARQL的叠加的方式进行基于知识本体的语 义查询、知识应用和推理具体包括，利用XPATH技术对本体进行遍历，利用SQARQL对本体节 点进行细粒度的自然语言语义查询，对符合相似度的实体扩大到节点进行使用并通过 XPATH向有向图节点移动推荐其内容，通过对兄弟遍历和相似度评价推荐相似度高于阈值 的兄弟节点。 进一步的，所述对于几何信息采用标准的STEP模型进行XML转化，具体包括如下步 骤： 步骤2.1：按照工艺文件编号，排序工艺系统现有AO/FO文件； 步骤2.2：按照AO/FO编号，对照工艺模型文件，利用MBD非几何信息抽取工具抽取 非几何信息并存成“.xml”文件； 步骤2.3：解析AO/FO文件，生成基于XML的工艺文件； 步骤2.4：转化工艺模型文件为STEP文件； 步骤2.5：解压STEP文件，找到其信息描述文件“.xml”； 步骤2.6：叠加STEP文件信息和AO/FO文件，转化为新的工艺信息模型描述文件 “newP.xml”； 步骤2.7：将新的工艺信息模型描述文件，转化为树形信息模型； 步骤2.8：将树形信息模型另存为新的具有几何模型关联约束的AO/FO文件“编号- newaofo.xml”； 步骤2.9：重复步骤2.2-步骤2.8，将系统现有结构化工艺文件和工艺模型都转化 为树形信息模型，即结构化工艺信息树。 进一步的，其中，所述结构化工艺信息树利用语义网生成方法，将系统中所有结构 化工艺文件和工艺模型文件的进行信息综合，完成相同节点的合并，形成复杂的有向图结 构，并且每个节点是一段基于自然语言的文字描述，或为细粒度的结构化工艺参数，包括步 骤如下： 步骤3.1：排序“编号-newaofo.xml”工艺文件，建立有向图，初始为空； 步骤3.2：按照编号读取第一个“编号-newaofo.xml”工艺文件，并将树形信息树赋 6 CN 111581815 A 说　明　书 3/7 页 予有向图，设置指针“P”指向树形有向图的根节点； 步骤3.3：读取下一个“编号-newaofo.xml”工艺文件，设置指针“P1”指向树形节点 根节点； 步骤3.4：判断“P”和“P1”是否为同类型的标签，若是则继续执行，若不是则跳至步 骤3.13； 步骤3.5：对比“P”和“P1”的值； 步骤3.6：判断是否相同，若不同向下执行，若相同跳至步骤3.11； 步骤3.7：若不同，将“P1”赋值为“P”的兄弟节点“P2”，并为“P”“P2”建立新的父亲 节点“P-parent”值为“root”； 步骤3.8：“P”和“P1”同时进行广度遍历； 步骤3.9：判断“P”和“P1”是否为同类型的标签，若是则继续执行，若不是则跳至步 骤3.13； 步骤3.10：若“P”先遍历完毕，则“P”停留在最后的叶子节点，否则“P”回溯到“P”的 根节点，重复步骤3.3-3.10； 步骤3.11：若“P”和“P1”值相同，将“P1”值置为“same”“, P”和“P1”同时向左儿子节 点移动，进行广度遍历； 步骤3.12：重复步骤3.4-3.12； 步骤3.13：若“P”和“P1”是为不同类型的标签，为“P”建立兄弟标签，赋值“P1”标 签，重复步骤3.4-3.13； 步骤3.14：重复步骤3.4-步骤3.14，直至步骤3.3工艺文件所有节点遍历完毕； 步骤3.15：重复步骤3.2-步骤3.15，将系统现有结构化工艺文件和工艺模型都转 化为基于图的语义网本体； 步骤3.16：使用图数据库，存储该本体实例。 进一步的，所述XPATH和SQARQL的叠加语义查询和推理方法，利用XPATH对本体进 行遍历，利用SQARQL对本体节点进行细粒度的自然语言语义查询，对符合相似度的实体扩 大到节点进行使用并通过XPATH向有向图儿子节点移动推荐其内容，通过对兄弟遍历和相 似度评价推荐相似度高于阈值的兄弟节点；包括步骤如下： 步骤4.1：输入的XPATH查询语句，进行深度优先查询； 步骤4.2：当查询到该节点时，使用SQARQL对节点内的值进行基于自然语义的查 询； 步骤4.3：SQARQL完成相似度评价并返回值； 步骤4.4：对符合相似度的实体扩大到节点进行使用并通过XPATH向有向图儿子节 点移动推荐其内容； 步骤4.5：通过对兄弟遍历和相似度评价推荐似度高于阈值的兄弟节点； 步骤4.6：重复步骤4.2-4.5，完成遍历； 步骤4.7：将查询结果进行推荐。 本发明的应用能够达到以下几点有益效果： (1)工艺知识涉及到工厂方方面面和整体工业水平，目前市场缺乏对工艺知识有 效管理的工具，更无法很好的沉淀和利用工艺知识。基于本体的工艺知识推理为工艺知识 7 CN 111581815 A 说　明　书 4/7 页 应用提供一条新的途径，但是工艺领域知识本体无法有效构建完整，本发明利用现有工艺 结构化工艺文档和工艺模型，构建“所有即所用”的工艺知识本体模型和实例，突破了工艺 本体构建完整性和有效性的瓶颈，为工艺知识应用提供了新的途径。 (2)本发明所建立的工艺知识都为现有工艺文件所组成，具有良好的用户适用性 和现场有效性。 (3)本发明所使用技术效率高，能够帮助大多数没有很好工艺知识应用基础的制 造厂快速建立工艺知识沉淀和应用环境，使得工艺设计更加智能和准确。 附图说明 图1为本发明的总体方法流程图； 图2为本发明的基于XML的弹性工艺模型信息框架示意； 图3为本发明的MBD模型工程注释信息示意； 图4为本发明的基于XML的工艺文件示意图； 图5为本发明的XPATH和SQARQL的叠加语义查询示意图； 图6(a)为本发明的三维CAPP工序内容实现的界面示意图； 图6(b)为本发明的三维CAPP工序流程实现的界面示意图。