[發明專利]面向MES系統的工業設備數據的本體融合方法和系統

有效

• 申請號: 202011176479.6
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112163430B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 柴森春;王碩;王昭洋;李慧芳;姚分喜;張百海;崔靈果
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06F40/30
• 分類號: G06F40/30;G06F16/35;G06F16/36
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 張夢澤

本發明涉及一種面向MES系統的工業設備數據的本體融合方法和系統。所述本體融合方法和系統，采用相似度計算方法確定次體與主體中所有概念之間的相似度，并依據確定的相似度構造概念對。對于形成的概念對，利用屬性包含度計算方法確定其屬性包含度。根據概念對的相似度和屬性包含度，判斷概念對中的次體概念是否應當添加到主體當中。若應該添加，進一步判斷次體概念與概念對中的主體概念間的具體關系。若不應該添加，則進一步采用基于次體結構的概念拓展方法將次體概念添加到主體概念中，以確保可以最大程度保留融合本體中次體的概念，進而能夠在提高匹配正確率的同時，增加融合本體對原本體概念的保留度。

技術領域

本發明涉及數據融合技術領域，特別是涉及一種面向MES系統的工業設備數據的本體融合方法和系統。

背景技術

在MES系統中，工業設備數據存在著多種表達和存儲方式，包括用結構化二維表表達和存儲的方式、用半結構化的XML文件表達和存儲的方式、用非結構化的文檔和圖片表達和存儲的方式等。用不同方式表達和存儲的工業設備數據被稱為“異構數據”。為了建立工業設備數據的領域本體，首先需要將不同數據源的異構數據分別建立局部本體，再將不同的局部本體融合成為領域本體。本體融合過程中需要對屬性、概念進行匹配，現有的匹配方法主要分為兩種——基于相似度的匹配方法和基于數據的匹配方法。基于相似度的匹配方法主要依賴于概念和屬性的名稱的語義相似度。基于數據的匹配方法主要依賴于屬性在實例上的取值。

目前基于相似度的匹配方法對于名稱語義相似度較高的概念和屬性無法進行區分，進而會影響匹配的正確率，并且在進行融合時會丟棄一部分原本體的概念，對原本體概念的保留度較低。而基于數據的匹配方法對屬性數據的要求非常高，即使數據的格式或取值范圍稍有不同都可能會導致匹配失敗，并且其完全拋棄了概念和屬性的語義信息，在構建工業設備數據的本體時，即使工作在不同環境下的同一種設備，其數據的取值范圍也會不同，導致此方法會有大量應該被匹配的概念和屬性沒有被匹配，對原本體概念的保留度也較低。

因此提供一種既計算其語義相似度，又采用基于數據匹配的方法計算其數據相似度，從而能夠提高匹配的正確率和融合本體對原本體概念保留度的工業設備數據本體融合方法或系統，是本領域亟待解決的一個技術難題。

發明內容

本發明的目的是提供一種既能計算工業設備數據本體的語義相似度，又采用基于數據匹配的方法計算工業設備數據本體的數據相似度，從而能夠提高匹配的正確率和融合本體對原本體概念保留度的面向MES系統的工業設備數據的本體融合方法和系統。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種面向MES系統的工業設備數據的本體融合方法，包括：

獲取待融合的工業設備數據本體，并將所述待融合的工業設備數據本體劃分為主體和次體；

采用相似度計算法確定所述主體和所述次體中每一數據概念的相似度；所述相似度包括：數據屬性相似度、對象屬性相似度和概念語義相似度；

根據所述相似度構造概念對；所述概念對包括次體概念和主體概念；

采用屬性包含度計算方法確定所述概念對的屬性包含度；所述屬性包含度為所述概念對中相同屬性與不同屬性間的數量比；

根據所述相似度、所述屬性包含度，判斷是否將所述概念對中的所述次體概念添加到所述主體概念中，得到第一判斷結果；

若所述第一判斷結果為是，則確定所述概念對中的所述次體概念與所述概念對中的主體概念間的關系；

若所述第一判斷結果為否，則將所述次體概念存入未添加序列中，并采用基于次體結構的概念拓展方法將所述次體概念添加到所述主體概念中。

優選的，所述采用相似度計算法確定所述主體和所述次體中每一數據概念的相似度，具體包括：