《维修拆装过程中的语义互操作实现》-工学论文，计算机论文-论文范文参考-科学狗论文网

标题

维修拆装过程中的语义互操作实现

范文

王庆庆

摘要：针对现有维修拆装过程模型在不同系统或不同平台下进交互操作时，容易产生语义异构的问题，提出实现维修拆装过程语义互操作的方法，即构建民航领域内维修拆装过程领域本体，然后在本体基础上，结合UML类图方法，开发维修拆装过程模型。该模型为不同系统环境、开发系统、开发人员提供相同的概念和语义，消除语义异构问题。最后通过关系丰富度、层次丰富度及属性丰富度验证模型的可行性。

关键词：本体； UML类图；过程模型；模型验证

中图分类号：TP391.9 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2017）06-01-04

Implementation of semantic interoperability in the process of maintenance disassembly

Wang Qingqing

（College of Electronic Information and Automation， Civil Aviation University of China， Tianjin 300300， China）

Abstract： Aiming at the problem of semantic heterogeneity in the process of interaction between the existing maintenance disassembly process models in different systems or different platforms， puts forward some methods for realizing the maintenance and disassembly process of semantic interoperability， namely the construction of the maintenance and disassembly process domain ontology in the field of civil aviation， and then based on the ontology， combined with the UML class diagram method， develops a maintenance and assembly process model. The model provides the same concepts and semantics for different system environments， development systems， and developers. Finally， the feasibility of the model is verified by the relationship richness， hierarchical richness and attribute richness.

Key words： ontology； UML class diagram； process model； model verification

0 引言

民航维修拆装过程是指，处于服役阶段的飞机在发生故障时，机务人员根据故障信息，快速定位故障件，利用拆装工具和设备，按照一定的方法、步骤，将故障件从飞机上移除并安装备件，使飞机恢复正常运行的过程。虚拟维修拆装过程是指，借助计算机仿真技术将实际维修过程映射到虚拟环境中，使培训学员在虚拟环境下进行训练。这种训练方式弥补了模型训练缺乏系统性的缺点，增强了训练的深度，提高了训练的效率与细腻性。

以往的拆装过程模型的交互层面只停留在语法级别的交互，而这里交换信息的双方都能够接受对方信息，具有接收能力，而信息接收完毕后，不能正确读懂信息的语义，会产生语义冲突、语义歧义等问题。本文将语义互操作技术应用于维修拆装过程。

语义互操作的问题研究主要集中在数据库整合、数字图书馆、情报检索及本体与知识表示等领域，并取得了显著的成果[1-2]。如Harmony国際数字图书馆项目（Harmony international digital library project4），利用开发的通用本体模型，规范数字图书馆领域通用词汇表，将元数据与本体技术结合，通过元数据之间的语义映射来实现语义互操作。该模型能实现不同领域的互操作，在实际应用中得到了良好验证，够实现语义互操作的功能。法国学者Mohamed He Karray和Brigitte等人将语义互操作技术用于工业维修过程中去[3]。工业维修过程由许多维修子系统和工具组成，每个系统中的模型各不相同，使得整个维修系统冗余且杂乱。工业维修平台不得不将这些系统加以整合，由于模型之间对维修拆装有各自的定义，使得各个系统之间在交互操作时存在理解偏差。这些研究为本文研究提供了理论参考。

1 维修拆装过程的语义互操作

1.1 语义互操作实现的关键问题研究

维修拆装过程模型进行交互时，如果采用自然语言去描述拆装实体，不同的拆装过程模型就可能解读出不同的信息含义，双方不能准确理解对方信息，产生语义歧义问题。除此以外，由于拆装过程涉及到的概念知识没有明确定义，会造成同一概念出现不同的定义，造成维修拆装知识利用率低、共享性差的问题。所以，实现语义互操作的关键问题可以分为二大部分：语义部分和互操作部分。语义部分指如何将语义的进行形式化的表达，使拆装过程处于相同语义下；互操作部分指采用怎样的方法消除语义异构问题。

1.1.1 语义形式化

语义形式化是模型之间实现语义互操作的基础。语义形式化是指，将拆装过程中的知识语义用模型的形式抽象表达出来，翻译成计算机可读的信息。一般，用于表达语义形式化的方法有两种，一种是基于元数据的方法，元数据是结构化的编码数据，用于描述并抽象有关实体的信息特征[4]。另一种是本体的方法，本体是对共享概念的形式化说明，构建领域本体可以实现用机器可读的方式描述领域概念，在模型组件之间达成对信息组织的结构的共同理解与认识，实现领域知识的共享和重用[5]。在本文研究中，选用本体的方法去实现语义的形式化。

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