基于語(yǔ)義的新產(chǎn)品設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)管理模型

郭 鋼 李光銳 湯華茂 董元發(fā)

重慶大學(xué)，重慶，400030

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，越來(lái)越多的主機(jī)制造企業(yè)將一些非核心業(yè)務(wù)（如零部件設(shè)計(jì)制造）外包給供應(yīng)商、設(shè)計(jì)公司去完成，而自己則專(zhuān)注于核心業(yè)務(wù)能力的提升。這種新產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)協(xié)同模式，在快速提升主機(jī)核心競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí)，促進(jìn)了由供應(yīng)商、專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)公司、高校、科研院所等社會(huì)資源構(gòu)成的設(shè)計(jì)服務(wù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為了實(shí)現(xiàn)主機(jī)企業(yè)與供應(yīng)商、設(shè)計(jì)公司間的設(shè)計(jì)服務(wù)關(guān)聯(lián)與協(xié)同，需要構(gòu)建一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同設(shè)計(jì)服務(wù)公共平臺(tái)，以平臺(tái)提供的懸賞設(shè)計(jì)服務(wù)、撮合設(shè)計(jì)服務(wù)、定向委托設(shè)計(jì)服務(wù)等新模式，支撐設(shè)計(jì)服務(wù)供需雙方在平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)服務(wù)的交互。

在設(shè)計(jì)服務(wù)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)是實(shí)現(xiàn)供需雙方任務(wù)協(xié)同的紐帶。作為設(shè)計(jì)服務(wù)的需求者和組織者，主機(jī)企業(yè)需要建立基于語(yǔ)義的設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)管理模型來(lái)對(duì)設(shè)計(jì)服務(wù)過(guò)程進(jìn)行有效管理。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)設(shè)計(jì)服務(wù)模式和任務(wù)管理模型進(jìn)行了研究：安毅生等［1］提出了基于模糊集理論的任務(wù)管理方法，以及表示與驗(yàn)證的對(duì)象化模糊Petri網(wǎng)；喬立紅等［2］建立了任務(wù)關(guān)系的時(shí)間約束網(wǎng)絡(luò)模型，給出了基于模型的線(xiàn)性化、實(shí)例化方法和檢測(cè)判據(jù)；周盛等［3］提出了基于活動(dòng)樹(shù)的任務(wù)分解模型，實(shí)現(xiàn)了模具設(shè)計(jì)任務(wù)的自動(dòng)管理；閆夢(mèng)龍等［4］提出了一種基于活動(dòng)狀態(tài)的分布式任務(wù)管理模型；Baxter等［5］提出了一種基于知識(shí)重用的產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案框架；Ma等［6］提出了一種可重構(gòu)的協(xié)同設(shè)計(jì)服務(wù)模式；Niu等［7］提出了多代理和基于工作流的Web服務(wù)管理模式；Sang等［8］提出了協(xié)同任務(wù)管理的協(xié)議設(shè)計(jì)框架。

針對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)計(jì)服務(wù)共性需求，本文重點(diǎn)研究設(shè)計(jì)服務(wù)模式、基于互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)服務(wù)公共平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)，以及基于語(yǔ)義的設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)管理模型。

1 網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)服務(wù)模式及任務(wù)特征

1.1 網(wǎng)上網(wǎng)下相結(jié)合的設(shè)計(jì)服務(wù)模式

由主機(jī)企業(yè)、設(shè)計(jì)服務(wù)商（供應(yīng)商、設(shè)計(jì)公司、高校）組成產(chǎn)品設(shè)計(jì)服務(wù)供需鏈，在主機(jī)企業(yè)的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，主機(jī)企業(yè)將零部件、工裝模具等設(shè)計(jì)任務(wù)在網(wǎng)上發(fā)布給已知的設(shè)計(jì)服務(wù)商（定向委托服務(wù)），或未知的設(shè)計(jì)服務(wù)商（懸賞征集服務(wù)），當(dāng)設(shè)計(jì)服務(wù)商從網(wǎng)上獲取任務(wù)并與主機(jī)企業(yè)簽訂合約后，設(shè)計(jì)服務(wù)商便按照主機(jī)企業(yè)要求的技術(shù)、質(zhì)量和時(shí)間進(jìn)度在網(wǎng)下進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)完成后，將設(shè)計(jì)結(jié)果在網(wǎng)上提交給主機(jī)企業(yè)，主機(jī)企業(yè)進(jìn)行評(píng)審，若滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，則與設(shè)計(jì)服務(wù)商進(jìn)行支付結(jié)算；若未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，則要求設(shè)計(jì)服務(wù)商修改，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止。在此過(guò)程中的技術(shù)交流與沖突協(xié)商，可利用網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)服務(wù)公共平臺(tái)提供的三維協(xié)同視頻會(huì)議解決。由此構(gòu)成的網(wǎng)上網(wǎng)下相結(jié)合的設(shè)計(jì)服務(wù)模式如圖1所示。

圖1 網(wǎng)上網(wǎng)下相結(jié)合的設(shè)計(jì)服務(wù)模式

1.2 網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)服務(wù)公共平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)

由于設(shè)計(jì)服務(wù)商分布在異地，主機(jī)企業(yè)要發(fā)布設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)和有效管理任務(wù)的執(zhí)行，需要一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)服務(wù)公共平臺(tái)，利用該公共平臺(tái)，設(shè)計(jì)服務(wù)的供需雙方可進(jìn)行任務(wù)發(fā)布與獲取、契約達(dá)成、任務(wù)執(zhí)行與過(guò)程協(xié)同、任務(wù)和技術(shù)沖突的實(shí)時(shí)消解、結(jié)果提交、評(píng)審與修改、結(jié)算與支付等。為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化，筆者構(gòu)建了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)服務(wù)公共平臺(tái)，該平臺(tái)采用云計(jì)算服務(wù)模式，提供IaaS（IT基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)）、PaaS（平臺(tái)即服務(wù)）、SaaS（軟件即服務(wù)）和RaaS（資源即服務(wù)）等信息服務(wù)模式，以及懸賞、撮合、定向等設(shè)計(jì)服務(wù)及交易模式，支撐產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)計(jì)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)服務(wù)公共平臺(tái)的N層體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1.3 設(shè)計(jì)服務(wù)類(lèi)型、特征屬性及管理模型

主機(jī)企業(yè)外包給供應(yīng)商或設(shè)計(jì)公司的設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)，一般有零部件設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)等。根據(jù)零部件之間、零部件與模具之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，本文將網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)定義為4種模型：?jiǎn)温?lián)任務(wù)、多聯(lián)任務(wù)、并聯(lián)任務(wù)和混聯(lián)任務(wù)，如圖3所示。

網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)的特征屬性分為5類(lèi)：

（1）任務(wù)時(shí)間特征屬性：任務(wù)開(kāi)始、結(jié)束時(shí)間、任務(wù)工期、緊前緊后、任務(wù)暫停、任務(wù)恢復(fù)、任務(wù)結(jié)束等。

（2）任務(wù)技術(shù)特征屬性：零部件協(xié)同開(kāi)發(fā)的功能指標(biāo)、性能指標(biāo)、幾何結(jié)構(gòu)、裝配關(guān)系等。

（3）任務(wù)的關(guān)聯(lián)特征屬性：任務(wù)間的單聯(lián)、多聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)關(guān)系等。

（4）任務(wù)—資源匹配特征屬性：任務(wù)與設(shè)計(jì)資源間的約束匹配、任務(wù)—設(shè)計(jì)資源間的無(wú)約束匹配等。

（5）任務(wù)協(xié)同特征屬性：各任務(wù)在時(shí)間、內(nèi)容上的協(xié)同關(guān)系等。

網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)管理模型，就是建立任務(wù)特征屬性表達(dá)形式、執(zhí)行管理和協(xié)同機(jī)制，并以知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)方式沉淀下來(lái)，以便重復(fù)使用。網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)管理模型如圖4所示，網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)類(lèi)型、特征屬性與協(xié)同機(jī)制表達(dá)如表1所示。表1中，Tstart表示開(kāi)始時(shí)間；Tend表示結(jié)束時(shí)間；Tduration表示工期；Tpause表示暫停時(shí)間；Ksimilarity代表相似度。

2 基于語(yǔ)義的設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)管理模型

2.1 基于語(yǔ)義的設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)管理模型

新產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一次性工作，在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中要不斷地創(chuàng)建設(shè)計(jì)任務(wù)、分解設(shè)計(jì)任務(wù)，再外包設(shè)計(jì)任務(wù)、匹配設(shè)計(jì)服務(wù)資源和任務(wù)執(zhí)行管理等復(fù)雜過(guò)程。針對(duì)這一復(fù)雜過(guò)程，本文提出了基于語(yǔ)義的網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)管理模型，如圖5所示。

圖2 網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)服務(wù)公共平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)

圖3 網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)關(guān)聯(lián)模型

圖4 任務(wù)特征屬性描述與任務(wù)管理模型

基于語(yǔ)義的設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)管理模型的核心思想是：用語(yǔ)義元數(shù)據(jù)來(lái)描述設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)的特征屬性及任務(wù)之間的關(guān)系，使設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)的信息交互過(guò)程具有明確定義的語(yǔ)義，使人和機(jī)器都能共同理解，減少歧義；使用本體來(lái)組織設(shè)計(jì)服務(wù)項(xiàng)目，管理領(lǐng)域內(nèi)的共享知識(shí)和概念，并對(duì)已有的任務(wù)和資源進(jìn)行語(yǔ)義標(biāo)注；采用基于邏輯推理的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的智能查詢(xún)和有效利用，提高設(shè)計(jì)服務(wù)知識(shí)的重用和自動(dòng)化管理水平。

表1 網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)類(lèi)型、特征屬性與協(xié)同機(jī)制表達(dá)

圖5 基于語(yǔ)義的網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)管理模型

2.2 設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)本體的定義

本體的概念來(lái)源于哲學(xué)領(lǐng)域，是關(guān)于世界本身的存在及其本質(zhì)的問(wèn)題。在計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息系統(tǒng)中，本體是表達(dá)特殊知識(shí)領(lǐng)域的形式化語(yǔ)言，是對(duì)同一領(lǐng)域內(nèi)共享概念及其關(guān)系明確的形式化定義。所謂本體，Gruber指出“本體是概念模型的明確的規(guī)范說(shuō)明”。

定義1 任務(wù)本體：設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)本體是一個(gè)六元組OT＝（CT，RT，HT，F(xiàn)T，XT，IT），其中，CT表示任務(wù)及相關(guān)概念的集合；RT表示CT中概念之間的關(guān)系集合，定義為n維笛卡兒積的子集，RT?CT×CT，包括任務(wù)的串行、并行關(guān)系，任務(wù)與設(shè)計(jì)對(duì)象、設(shè)計(jì)資源、企業(yè)部及供應(yīng)商之間的關(guān)系等；HT表示關(guān)系的層次關(guān)系；FT、XT、IT分別表示函數(shù)集合、公理集合和概念的實(shí)例集合。

設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)的本體功能是捕獲設(shè)計(jì)服務(wù)管理領(lǐng)域的共有知識(shí)，確定該領(lǐng)域內(nèi)共同認(rèn)可的術(shù)語(yǔ)，給出這些術(shù)語(yǔ)及術(shù)語(yǔ)之間關(guān)系的明確的規(guī)范化的形式化說(shuō)明，以強(qiáng)化對(duì)這些知識(shí)的共同理解。

2.3 基于描述邏輯的形式化語(yǔ)義

本文采用描述邏輯SHOIN（D）對(duì)網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)進(jìn)行建模，并將任務(wù)模型轉(zhuǎn)換為OWL DL本體描述語(yǔ)言進(jìn)行描述，以實(shí)現(xiàn)基于語(yǔ)義的任務(wù)管理。描述邏輯是一種基于對(duì)象的知識(shí)表示的形式化，也叫概念表示語(yǔ)言或術(shù)語(yǔ)邏輯。它是一階謂詞邏輯的可判定子集，具有合適定義的語(yǔ)義，并且具有很強(qiáng)的表達(dá)能力。SHOIN（D）是在基本描述邏輯ALC的基礎(chǔ)上允許關(guān)系具有傳遞性（記為S），加入逆屬性構(gòu)詞R-（記為I），加入屬性包括公理R?S的（記為H）絕對(duì)數(shù)量約束≥nR和≤nR（記為N）和數(shù)據(jù)類(lèi)型屬性（記為D），以及允許通過(guò)個(gè)體的枚舉來(lái)定義的類(lèi)｛a｝（記為O）。ALC是最小命題封閉的描述邏輯。ALC語(yǔ)法遞歸定義如下：

定義2 ALC語(yǔ)法：令NC為原子概念集，NR為原子關(guān)系集，則ALC概念描述定義為：

（2）如果C和D 是ALC概念，且R∈NR，則表達(dá)式┐C，C∩D，C∪D，?R.C 和?R.C 是ALC概念。

定義3 SHOIN（D）語(yǔ)義：語(yǔ)義是對(duì)概念描述內(nèi)容的語(yǔ)義解釋?zhuān)鏢HOIN（D）是對(duì)四元組I＝（ΔI，ΔD，·I，·D）的解釋?zhuān)渲笑、ΔD代表論域的對(duì)象和數(shù)據(jù)類(lèi)型的非空集合，ΔI∩ΔD＝?，·I、·D為解釋函數(shù)；設(shè)VC、VIP、VDP、VD、VI、VDV分別為可數(shù)且兩兩不相交的原子概念與對(duì)象屬性、數(shù)據(jù)類(lèi)型屬性、數(shù)據(jù)類(lèi)型、個(gè)體和數(shù)據(jù)類(lèi)型值，解釋函數(shù)·I和·D數(shù)將每個(gè)A∈VC映射為ΔI的子集，記作AI；將每個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)型D∈VD映射為ΔD的子集，記作DD；將每個(gè)對(duì)象屬性R∈VIP映射為ΔI×ΔI的子集，記作RI；將每個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)型屬性U∈VDP映射為ΔI×ΔD的子集，記作UI。

對(duì)定義2中由構(gòu)造算子構(gòu)成的概念，解釋函數(shù)賦于其定義的解釋為

2.4 設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)的語(yǔ)義元數(shù)據(jù)定義

2.4.1 時(shí)間特征屬性定義

令術(shù)語(yǔ)DTask表示設(shè)計(jì)任務(wù)，hasTime為時(shí)間特征屬性，則任務(wù)的開(kāi)始時(shí)間特征屬性定義如下：

任務(wù)的結(jié)束時(shí)間特征屬性定義如下：

任務(wù)的工期特征屬性定義如下：

2.4.2 技術(shù)特征屬性定義

將設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)的技術(shù)特征屬性分為功能參數(shù)、性能參數(shù)、幾何結(jié)構(gòu)、裝配尺寸、材料及公差等參數(shù)特征。

令hasTechParameter為技術(shù)特征屬性，則功能特征屬性hasFunction定義如下：

其中，F(xiàn)unction表示產(chǎn)品功能概念。

性能特征屬性hasPerformance定義如下：

其中，Performance表示產(chǎn)品性能。

2.4.3 關(guān)聯(lián)特征屬性定義

令HSTask、SCTask、MSTask分別表示主機(jī)廠(chǎng)、零部件供應(yīng)商及模具供應(yīng)的設(shè)計(jì)任務(wù)。

令hasSingleConn表示任務(wù)之間的單連關(guān)系，則

令hasMultiConn表示任務(wù)之間的多連關(guān)系，則

2.4.4 資源特征屬性定義

設(shè)計(jì)資源是指設(shè)計(jì)人員、供應(yīng)商及經(jīng)過(guò)勞動(dòng)創(chuàng)造的各種模型和信息（如產(chǎn)品三維模型、零部件二維圖紙、測(cè)試報(bào)告、評(píng)審報(bào)告、評(píng)價(jià)報(bào)告及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范等）。令hasResource表示任務(wù)的資源特征屬性，DResource表示設(shè)計(jì)資源，則

2.4.5 協(xié)同特征屬性定義

任務(wù)的協(xié)同特征屬性表現(xiàn)為任務(wù)之間的串行關(guān)系、并行關(guān)系及任務(wù)的緊前和緊后關(guān)系。

令 hasSerialTask、hasParallelTask、hasP-recedence和hasSuccessor分別表示串行任務(wù)、并行任務(wù)、緊前任務(wù)及緊后任務(wù)關(guān)系，則

2.4.6 任務(wù)的輸入輸出特征屬性定義

設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)除了具有以上特征屬性外，還具有設(shè)計(jì)輸入和設(shè)計(jì)輸出特征屬性，令hasInput、hasOutput分別表示設(shè)計(jì)輸入和設(shè)計(jì)輸出，則

3 應(yīng)用實(shí)例

3.1 網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)服務(wù)公共平臺(tái)及應(yīng)用過(guò)程

基于語(yǔ)義的設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)管理模型在“網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)服務(wù)公共平臺(tái)”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“平臺(tái)”）上得到了成功應(yīng)用?！捌脚_(tái)”采用設(shè)計(jì)任務(wù)管理方式，對(duì)主機(jī)廠(chǎng)與供應(yīng)商之間的網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)進(jìn)行管理。主機(jī)廠(chǎng)通過(guò)“平臺(tái)”制定項(xiàng)目計(jì)劃、分解設(shè)計(jì)任務(wù)、發(fā)布設(shè)計(jì)任務(wù)、對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)執(zhí)行進(jìn)行監(jiān)控和管理。供應(yīng)商通過(guò)“平臺(tái)”進(jìn)行任務(wù)協(xié)商、接收任務(wù)、提交設(shè)計(jì)結(jié)果?！捌脚_(tái)”的主要功能及導(dǎo)航界面如圖6所示。

圖6 網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)服務(wù)公共平臺(tái)導(dǎo)航界面

由于不同設(shè)計(jì)任務(wù)的設(shè)計(jì)對(duì)象不一樣，設(shè)計(jì)任務(wù)具有不同的設(shè)計(jì)參數(shù)，“平臺(tái)”能夠很好地描述設(shè)計(jì)任務(wù)的共同屬性，但卻很難描述設(shè)計(jì)任務(wù)動(dòng)態(tài)變化的設(shè)計(jì)參數(shù)。同時(shí)，設(shè)計(jì)任務(wù)在分解及執(zhí)行過(guò)程中往往需要查詢(xún)和重用以往的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。因此，“平臺(tái)”的項(xiàng)目模塊采用基于語(yǔ)義的設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)管理模式以解決上述問(wèn)題。下面以某主機(jī)廠(chǎng)某款摩托車(chē)的前照燈設(shè)計(jì)服務(wù)為例進(jìn)行闡述。

3.1.1 設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)定義

將摩托車(chē)前照燈設(shè)計(jì)任務(wù)分解為前照燈外觀(guān)創(chuàng)意設(shè)計(jì)任務(wù)和前照燈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)。采用描述邏輯SHOIN（D）定義的設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)如下：

令任務(wù)HeadlampAspect表示主機(jī)廠(chǎng)承擔(dān)的前照燈外觀(guān)設(shè)計(jì)任務(wù)，任務(wù)HeadlampStruc表示某供應(yīng)商承擔(dān)的前照燈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)，其形式化描述如下：

若令a表示主機(jī)廠(chǎng)承擔(dān)的前照燈外觀(guān)設(shè)計(jì)任務(wù)，b表示供應(yīng)商承擔(dān)的前照燈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)，則

定義任務(wù)之間的單聯(lián)任務(wù)及并行任務(wù)關(guān)系為：

3.1.2 設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)描述

通過(guò)Protégé構(gòu)建設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)本體，對(duì)設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)進(jìn)行明確化、顯示化定義，設(shè)計(jì)服務(wù)本體的部分OWL DL描述如圖7所示。

圖7 基于OWL DL的設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)本體

3.1.3 設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)分解及語(yǔ)義標(biāo)注

基于語(yǔ)義的設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)分解就是利用設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)本體中已有的任務(wù)概念來(lái)構(gòu)建任務(wù)實(shí)例。本文通過(guò)OntoMat對(duì)“平臺(tái)”中的任務(wù)進(jìn)行語(yǔ)義標(biāo)注，擴(kuò)展設(shè)計(jì)任務(wù)屬性描述，將設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)管理的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)沉淀下來(lái)以便重用。設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)分解的OWL描述如圖8所示。

圖8 基于OWL DL描述的任務(wù)分解

3.1.4 設(shè)計(jì)服務(wù)資源配置及語(yǔ)義查詢(xún)

設(shè)計(jì)服務(wù)資源配置是指將合適的設(shè)計(jì)資源分配給合適的設(shè)計(jì)任務(wù)，以最小的資源耗費(fèi)設(shè)計(jì)出最合適的產(chǎn)品。設(shè)計(jì)服務(wù)資源配置涉及設(shè)計(jì)人員、供應(yīng)商及產(chǎn)品模型等的查詢(xún)與匹配。因此，“平臺(tái)”中將資源配置及查詢(xún)轉(zhuǎn)換為基于描述邏輯的推理。如為某設(shè)計(jì)任務(wù)T≡DTask∩?hasObject.P選擇合適供應(yīng)商的程序?yàn)椋菏紫柔槍?duì)其任務(wù)選擇合適對(duì)象，然后將對(duì)象條件轉(zhuǎn)化為本體知識(shí)庫(kù)中已有的查詢(xún)實(shí)例a，使得a：S成立，S的定義為：

本文通過(guò)SPARQL對(duì)設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)本體進(jìn)行查詢(xún)，查詢(xún)過(guò)程如圖9所示。

圖9 基于SPARQL的資源配置查詢(xún)

3.2 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理

“平臺(tái)”采用EJB技術(shù)，以 Weblogic為中間件，使用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，基于三層體系技術(shù)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)。其中，基于語(yǔ)義的網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)管理模塊采用Protégé構(gòu)建設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)本體，通過(guò)OntoMat對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行語(yǔ)義標(biāo)注，以Pellet 2.0為推理機(jī)，通過(guò)SPARQL查詢(xún)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)基于語(yǔ)義的查詢(xún)及推理，實(shí)現(xiàn)原理如圖10所示。

圖10 基于語(yǔ)義的設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)管理實(shí)現(xiàn)原理

4 結(jié)束語(yǔ)

基于語(yǔ)義的網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)管理模型，旨在建立新產(chǎn)品設(shè)計(jì)服務(wù)模式、設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)管理模型，開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)服務(wù)公共平臺(tái)，并采用語(yǔ)義元數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)特征屬性及任務(wù)與任務(wù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行描述，將任務(wù)分解、任務(wù)分配及任務(wù)管理的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)明確化、顯示化，從而提高已有設(shè)計(jì)服務(wù)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的利用效率，提高網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)服務(wù)任務(wù)的管理水平。

［1］安毅生，李人厚，趙祥模.協(xié)同設(shè)計(jì)中任務(wù)管理的不確定性表示與驗(yàn)證［J］.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2010，16（8）：1597-1606.

［2］喬立紅，王超.多級(jí)協(xié)同項(xiàng)目執(zhí)行中的資源沖突檢測(cè)與管理［J］.北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，34（11）：1266-1271.

［3］周盛，李建軍，胡沙.基于SOA的業(yè)務(wù)流程管理在模具協(xié)同設(shè)計(jì)任務(wù)管理中的應(yīng)用［J］.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2009，5（5）：248-250.

［4］閆夢(mèng)龍，楊禎貞，高勇，等.基于活動(dòng)狀態(tài)的分布式任務(wù)管理模型［J］.北京大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009，45（6）：1019-1024.

［5］Baxter D，Roy R，Doultsinou A，et al.A Knowledge Management Framework to Support Productservice Systems Design［J］.International Journal of Computer Integrated Manufacturing，2009，22（12）：1173-1188.

［6］Ma J，Li H，Xiao Y，et al.Research on Reconfigurable Collaborative Design Service Model and Its Application［C］／／2010 2nd IEEE International Conference on Information Management and Engineering.Chengdu，China：IEEE Computer Society，2010：645-649.

［7］Niu W，Dou Q，Xu H，et al.Multi-agent and Workflow-based Web Service Management Model［C］／／6th IFIP International Conference on Intelligent Information Processing. United Kingdom：Springer New York，2010：26-34.

［8］Sang K H，Shimon Y N.Design and Application of Task Administration Protocols for Collaborative Production and Service Systems［J］.International Journal of Production Economics，2012，135（1）：177-189.