支持高铁机车MRO知识表示的XBOM本体建模研究

摘要

21世纪以来，世界制造业发生着巨大的转变和结构调整，制造业服务化的转变趋势越来越明显，在《中国制造2025》规划中也特别强调将发展服务型制造业作为制造业发展的一项重要任务。其中MRO服务是制造业服务化的重点，在物联网、大数据技术的高速发展的背景下，发展基于语义Web的MRO知识管理等技术和服务不仅是大势所趋，更是我国制造企业创新经营模式、扩展盈利空间、迈向高端价值链的必经之路。高铁机车是中国制造重点发展领域，是创新驱动、智能转型的典型代表，对国民经济的发展起着举足轻重的作用。高铁机车具有投资大、结构复杂、运行强度大、连续运行可靠性要求高、故障停机损失大等特点，因此，如何提供高效的MRO服务保证高铁机车良好运行对高铁机车MRO知识集成和表示提出更高的要求。
　　首先，本文在分析高铁机车MRO业务流程特点和知识需求基础上，设计了一种复合维修BOM模型，在降低数据冗余度的前提下实现对海量的高铁机车MRO知识的组织。其次，本文建立了高铁机车XBOM映射数学模型，描述了维修BOM的演化过程和映射方式，实现了面向高铁机车全生命周期MRO相关知识的获取，以此消除MRO信息孤岛，保证了高铁机车结构数据以及其它MRO数据一致性。最后本文引入本体，设计了高铁机车XBOM本体建模方案，该方案包含一个全局本体和五个面向MRO服务的局部本体，并详细描述了其中的XBOM的全局本体、结构本体、维修计划本体的概念模型。
　　在企业应用实例分析阶段，本文以某型高铁机车为例，构建了的复合维修BOM模型和面向维修BOM的XBOM映射数学模型，验证了该复合维修BOM的实用性和XBOM映射数学模型的有效性。在此基础上，本文使用protégé4.1软件构建了支持MRO知识语义表示的高铁机车XBOM本体模型，为充分利用企业MRO知识，支持MRO服务，提高MRO效率奠定基础。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景与意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 问题提出

1．1．3 研究意义

1．2 论文研究内容和体系结构

1．2．1 论文研究内容

1．2．2 论文体系结构

2 理论综述

2．1 MRO理论综述

2．1．1 MRO的定义及其应用

2．1．2 MRO技术研究现状

2．2 BOM理论综述

2．2．1 XBOM概述

2．2．2 维修BOM概述

2．2．3 维修BOM的研究现状

2．3 基于本体的知识表示

2．3．1 本体的定义

2．3．2 本体的建模元语

2．3．3 本体的建模原则与方法

2．3．4 基于Web的本体表示语言和工具

3 支持MRO知识组织的高铁机车维修BOM模型

3．1 高铁机车XBOM与MRO的关系分析

3．1．1 XBOM对MRO知识集成的支持分析

3．1．2 XBOM对MRO服务流程的支持分析

3．2 高铁机车维修BOM参数信息分析

3．2．1 维修BOM参数信息分类

3．2．2 维修BOM参数信息特点

3．3 高铁机车维修BOM集成建模

4 支持MRO知识获取的高铁机车XBOM映射数学模型

4．1 面向高铁机车维修BOM的XBOM演化过程

4．2 XBOM映射的数学模型

4．2．1 树结构映射数学模型

4．2．2 节点特性映射数学模型

4．2．3 结构与特性协同映射数学模型

4．2．4 XBOM映射知识库的建立

4．3 维修BOM转化算法

4．3．1 工程BOM向主构型BOM的转化算法

4．3．2 履历BOM向实例BOM的转化算法

5 支持MRO知识语义表示的高铁机车XBOM本体建模技术

5．1 高铁机车XBOM本体模型框架设计

5．2 高铁机车XBOM本体全局本体设计

5．2．1 高铁机车全局本体需求分析

5．2．2 全局本体类和关系的定义

5．3 高铁机车结构本体设计

5．3．1 高铁机车结构本体需求分析

5．3．2 结构本体类、关系和规则的定义

5．4 高铁机车维修计划本体设计

5．4．1 高铁机车维修计划本体需求分析

5．4．2 维修计划本体类、关系和规则的定义

6 企业应用实例验证

6．1 中车青岛四方机车车辆股份有限公司MRO管理现状分析

6．2 支持高铁机车MRO知识集成的XBOM映射实例验证

6．3 基于protégé软件的某型高铁机车XBOM本体建模

6．3．1 高铁机车XBOM全局本体OWL语言实现

6．3．2 高铁机车结构本体OWL语言实现

6．3．3 高铁机车维修计划本体protégé建模过程

结论与展望

结论

展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢