1.3.3　详细设计中的数据建模

20世纪上半叶，模型在工程设计中得到了广泛的应用，数学模型几乎涵盖了工程产品的方方面面。从设计的物理表示和图形模型开始，然后是模拟模型，或者使用一种事物来表示另一种事物。设计问题可以用不同的方式建模和表示，以帮助设计师工作。产品数据信息的符号模型是由符号关联约束下的一组符号组成的。设计过程模型是设计过程的抽象表达，可以清晰地表示设计数据和知识，描述设计变量及其转换关系。随着传感器和数据存储技术的发展，产品数据呈现出大容量、多类型、多采样率的新特点，给建模和应用带来了困难。数据挖掘和数据库技术为数据驱动建模方法在产品设计中的开发和应用提供了强有力的技术支持。产品建模中的数据描述了基于需求创建产品解决方案（如候选设计和制造过程）的原因和方式的基本原理。当更改需求或识别新需求时，设计人员可以使用产品数据修改现有的解决方案或创建新的解决方案。在产品数据的各个方面，产品设计数据在基于计算机的产品开发系统的开发中起产品建模的关键作用。近年来，数据建模已经成为学术界和工业界的研究热点，在建模语言和建模方法上都取得了重大发展。

根据产品高度分布和可重构的特点，数据驱动的建模语言可以分为本体建模语言和面向对象的建模语言。本体建模语言用于构造语义丰富的产品模型，使用最广泛的本体语言是本体网络语言（OWL），它通过提供额外的词汇和形式语义来提高Web内容的机器解释能力。OWL用于应用程序需要处理文档中包含的信息，可以用来清楚地表示词汇表中术语的含义及这些术语之间的关系。面向对象的建模语言采用面向对象的编程思想，包括实例化、继承、封装和多态性等，对产品数据进行建模。它们包括许多流行的建模语言，如在面向对象的设计和分析中常用的统一建模语言、STEP中用来表示产品数据的EXPRESS及其图形表示格式EXPRESS-G.Szykman等。

基于本体的产品建模是一种非常流行的建模方法。通过基于产品功能的建模，可以在提供设计功能的同时确定合适的产品。功能建模提供了一种抽象但直接的方式来理解和表示整个产品功能。功能建模还可以战略性地指导设计活动，如问题分解、物理建模、产品体系结构、概念生成和团队组织。通过基于产生式规则的建模方法，可以在新的需求出现时识别出合适的产品进行设计。