CN108959267A - 一种基于本体的产品功能语义建模表示及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于本体的产品功能语义建模表示，包括以下步骤：(1)通过OWL‑DL语言定义创建产品功能语义表示相关概念的本体概念，得到功能语义本体；(2)将功能基中的功能动词重定义为本体概念，并用OWL‑DL本体语言添加语义约束，实现对功能动词概念的语义扩充；(3)创建与功能语义本体一致的SysML元模型；(4)使用步骤(3)创建的SysML元模型进行功能定义模型和功能结构模型的创建。本发明提供的基于本体的产品功能语义建模表示可以消除功能表示的不确定性和二义性，提供计算机可理解的语义结构，为功能推理和自动功能分解等应用奠定基础。

Description

一种基于本体的产品功能语义建模表示及应用

技术领域

本发明涉及产品概念设计阶段的功能语义建模表示，特别涉及一种基于本体的产品功能语义建模表示及应用。

背景技术

在概念设计阶段，传统的产品功能表示一般使用动词+名词短语进行主观描述，难以提供丰富的语义驱动系统设计。功能表示的目的就是提供规范化的建模方法，帮助设计者将主观的设计意图转换为相对客观的功能描述，进而通过功能分解将设计任务系统化地细分为具体的子任务。

本体在信息科学领域是指“对概念化的显式说明”，通过提供形式化的语义表达和推理实现知识的共享和重用，本体描述了某个领域内概念与概念之间的相互关系；不同的本体语言提供不同的特征。在功能模型中包含本体化的功能语义，则使用SysML建模语言作为功能的可视化模型表示的实现形式。

目前己有的功能知识本体大多强调对领域术语的规范化，及术语概念之间的关系公理的定义，但概念本身的定义依然缺乏严格的语义条件约束。语义网技术基于本体知识表达，实现数据级的语义关联，能有效支持知识共享和重用。语义网标准使用网络本体语言(Web Ontology Language,OWL)作为语义形式化的解决方案。由于OWL基于描述逻辑(Description Logic,DL)，因此，将语义网技术引入到概念设计中，可以为功能知识定义结构化、可判定的语义。

目前主流的功能表示方式是用输入/输出流的状态转换体现功能的任务目的，而功能自身的语义往往只使用一个动词体现其行为类型。同时，对流的状态描述，也仅仅由名词描述其类型，而具体的状态属性则缺乏形式化的定义。因此导致以下问题：(1)功能表示缺乏计算机可理解的结构，浅层的流状态语义难以为知识推理提供足够的信息，阻碍了功能自动分解的实现。(2)功能的作用效果语义缺乏显示的表示机制，由动词概括的功能目的可能导致语义冲突和二义性，无法实现基于语义的功能知识检索。(3)缺乏有效支持自顶向下的概念设计过程中的功能建模及多视角、多解析度表示功能语义的工具。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于本体的产品功能语义建模表示，可以消除功能表示的不确定性和二义性，提供计算机可理解的语义结构，为功能推理和自动功能分解等应用奠定基础。

一种基于本体的产品功能语义建模表示，包括以下步骤：

(1)创建产品功能语义表示相关的本体概念，得到功能语义本体；

(2)将功能基中的功能动词重定义为本体概念，并用OWL-DL本体语言添加语义约束，实现对功能动词概念的语义扩充；

(3)创建与功能语义本体中各个概念一致的SysML元模型；

(4)使用步骤(3)创建的SysML元模型进行功能定义模型和功能结构模型的创建。

所述步骤(2)中将功能基中的功能动词重定义为本体概念的方法为：

(2-1)定义继承于功能Function的子概念：基本功能Basic Function；

(2-2)定义继承于基本功能Basic Function的子概念：单流变化功能Single FlowChange Function和多流变化功能Multi Flow Change Function；

(2-3)根据每个功能动词的定义中暗示的该功能所拥有的主要流的数目，将每个功能动词归纳为单流变化功能Single Flow Change Function和多流变化功能Multi FlowChange Function的子类，并定义其主输入流primary Input Flow和主输出流primary Output Flow的基数限制Cardinality Restrictions。

所述基本功能Basic Function的本体语义约束为：有且仅有小于2个的主输入流，有且仅有小于2个的主输出流，且只有单一效应的功能。

所述单流变化功能Single Flow Change Function为主输入流、主输出流数目均不大于1的基本功能；所述多流变化功能Multi Flow Change Function为不属于SingleFlow Change Function类型的基本功能，即经本体推断不属于Single Flow ChangeFunction的Basic Function实例的集合。

所述步骤(2)中添加语义约束的方法为：将功能动词直接对应为一种确定的功能效应类型，或根据个别动词的定义对功能效应的属性值进行约束。

所述步骤(3)中创建与功能语义本体一致的SysML元模型的方法为：对SysML语言进行扩展，定义与功能语义本体中概念一致并包含相应属性字段的元模型。

所述步骤(4)中功能定义模型和功能结构模型的创建方法为：在SysML建模平台导入功能语义建模扩展包，在SysML建模平台上进行功能建模，包括定义功能的输入流和输出流语义和功能效应。

本发明还提供一种基于本体的产品功能语义建模表示的应用，所述基于本体的产品功能语义建模表示支持产品自顶向下的概念设计，通过SysML建模语言帮助设计者将主观的设计意图转化为规范化的功能模型表示。

本发明提出的基于本体的产品功能语义建模表示：首先使用本体形式化概念设计中功能知识，定义功能表示的相关概念及概念间的关系；其次，对于概念设计领域通用的“Functional Basis”(功能基)中的功能术语，在本体中进行重定义及基于OWL-DL语义扩充；将动词中隐含的功能作用效果语义转化为基于描述逻辑的表达，消除了使用纯文本描述功能任务导致的语义冲突和歧义；最后，基于SysML扩展出功能语义本体中概念的对应元模型，支持多视角多解析度的功能语义建模表示，实现功能的图形化建模表示，所创建的功能模型的语义表示特性、模型可追溯性及可推理性与其它功能表示相比具有突出的优势。

本发明提出的基于本体的产品功能语义建模表示通过基于本体的概念设计功能知识的形式化表示，支持功能语义的结构化；结构化的功能语义具备计算机可解释性，能够支持一致性检测、知识推理和语义检索，有助于功能自动分解与自动推理的实现；对功能动词进行本体语义扩充，将动词中隐含的功能作用效果语义转化为基于描述逻辑的表达，消除了使用纯文本描述功能任务导致的语义冲突和歧义。

附图说明

图1为实施例1中功能语义本体的核心概念定义；

图2为实施例1中“Function”本体概念定义；

图3为实施例1中“BasicFunction”本体概念定义；

图4为实施例1中“SingleFlowChangeFunction”本体概念定义；

图5为实施例1中“MultiFlowChangeFunction”本体概念定义；

图6为实施例1中流状态语义建模的SysML元模型；

图7为实施例1中功能语义建模的SysML元模型；

图8为实施例1中功能建模语言配置包定义图；

图9为实施例1中基于SysML的总功能语义建模；

图10为实施例1中基于SysML的功能分解树建模；

图11为实施例1中基于SysML的功能结构模型；

图12为实施例1中功能模型的本体语义推理；

图13为本发明提供的产品功能语义建模表示流程图。

具体实施方式

如图13所示，本发明提供的基于本体的产品功能语义建模表示，包括以下步骤：首先建立功能语义本体，通过OWL-DL(Web Ontology Language-Description Logic)语言定义表达功能语义的功能，流对象，流类型，流属性，功能效应等概念及概念间的关联；基于功能基词典中功能动词的定义为功能概念建立子类型，并通过添加功能效应和输入输出流的约束对这些子功能类型概念的语义进行定义；通过SysML扩展机制，建立于功能语义本体一致的元模型，因此设计者可以在SysML平台中对功能进行可视化建模。基于由OWL形式化的功能概念的语义逻辑，本体推理能实现对功能实例的类型推断或已指定类型的功能实例的语义一致性检测。

实施例1

步骤一：定义功能语义本体。

首先创建功能语义本体，实现功能语义和解决方案知识结构的形式化。该本体所涉及的主要概念如图1所示。

基于本体的知识表示，需要为领域知识定义形式化的本体概念(Concept)及概念间的关联关系。因此，领域内的具体知识可被实例化为本体对应概念中的个体(Individual，个体知识的具体内容通过其属性(Property)赋值。

在传统的功能表示中，通过动词+名词的形式描述功能对流的转换。其中，动词描述功能的行为，名词表示流所对应的类型或名称。在实际的概念设计过程中，往往根据系统需要的对流产生的作用和改变进行功能设计。因此，流在输入输出时的状态揭示了功能的行为目的。在科学本体中，认为实体在特定时刻的状态由其拥有的所有属性在该时刻的值共同确定。因此，流的状态语义可以通过对其属性的描述实现。根据对功能表示的分析，定义了功能语义表示的核心概念，如图1所示：

功能Function及流对象Flow Object分别用于创建功能和流，它们的属性字段用于支持功能的输入输出流语义和流对象的状态语义表示，如图2所示。为了提取并直接表示隐含在输入输出流改变中的功能目的，Functional Effect概念用于显示地表示功能所提供的作用效果语义。

功能Function是对流从输入状态到输出状态改变的描述，流对象Flow Object用于描述存在于客观物理世界、并参与功能的实体。功能Function通过输入流has InputFlow和输出流has Out put Flow这两个属性与流对象Flow Object关联，以表达功能语义中包含的关于输入输出流的信息；所述输入流has Input Flow和输出流has Out put Flow分别泛化为对应的子属性：主输入流Primary Input Flow和辅输入流Auxilary InputFlow；主输出流Primary Output Flow和辅输出流Auxilary Output Flow；流对象FlowObject通过“has Value Property”与描述其状态信息的各种值属性Value Property或形状属性Shape Property相关联；其中，值属性通过“has Quantity Type和has Value字段指定该属性对应的物理量类型和具体值，流属性的定义支持流的详细状态语义描述，能够为功能分解提供足够的语义信息；流对象Flow Object的三个子类为信息流Signal Flow、物质流Material Flow和能量流Energy Flow；

其中，主要流是作为功能的作用目标，需要被改变状态的流；辅助流是在特定条件下(例如基于特定的实现方式)，为了功能的顺利执行起辅助作用的流。

功能Function通过功能效应has Functional Effect属性与反应其本质作用效果的功能效应Functional Effect关联，功能效应Functional Effect表示功能对流造成的可观察的作用效果，反映了功能的本质语义。功能效应Functional Effect的四个子概念为值改变Value Change、类型改变Type Change、形状改变Shape Change及关系改变RelationChange。功能效应间的属性关系如表1所示。

表1功能效应间的属性关系

由于功能目的是对流状态的改变，而流的状态由其类型和属性描述，因此对于单个流来说，其基本改变单元是流类型的变化和流属性的变化。物料流中的子类Solid，即固态流，拥有独特的形态属性，并可能会发生形态的改变。除了单个流自身的变化，一些功能将导致多个流之间关系的改变，如流的混合或单个流的分解。

通过对“功能基”中功能动词定义的语义理解，认为所提出的4种功能效应类型，覆盖了功能基中除了Signal大类对信号的作用之外所有功能动词隐含的作用类型。这使得用本体概念重定义功能基中的功能动词时，能够通过添加其功能效应属性增加其语义精确性，以消除自然语言导致的模糊性和二义性。

步骤二：将功能基中的功能动词重定义为本体概念，并用OWL-DL本体语言添加语义约束，实现对功能动词概念的语义扩充。

“功能基”中所定义的功能动词，是产品功能表示的通用词汇表。每个功能动词对应一种特定的功能类型，体现了对流的特定模式的作用。这些动词体现的是对流单个方面的无法基于任务目的(task-based)再继续分解的基本变化，体现了功能的“特异性”，即区分不同功能的目的。但这种纯文本的表达缺乏形式化的结构，难以显式表达功能的作用效果语义。同时，由于传统功能建模方法中描述功能类型的名词是由设计者主观选择的，可能在不同项目参与者间造成理解上的冲突和歧义。

为了帮助设计人员对功能进行差异化描述，保证对功能语义理解的一致性和准确性，将功能基中分层定义的功能动词重定义为BasicFunction的对应子概念。此外，基于OWL-DL的描述逻辑扩充这些概念的语义，即将动词术语的自然语言定义转换为对概念的输入输出流和功能效应属性的语义约束。对功能概念的语义细化，提供了将人类对功能认知转化为计算机可理解的语义结构表示的方法。同时，本体描述逻辑使得功能语义具备可判定性，有助于实现功能推理。

(1)建立基于功能的本体概念-基本功能“Basic Function”概念。

在本体中定义继承于“Function”的基本功能“Basic Function”概念，其本体语义约束如图3所示：有且仅有小于2个的主输入流，有且仅有小于2个的主输出流，且只有单一效应的功能。

在此基础上，为Basic Function概念定义两个子类：单流变化功能“Single FlowChange Function”和多流变化功能“Multi Flow Change Function”，如图4和图5所示。前者约束了输入输出流数目不能大于1，而后者是经本体推断不属于Single Flow ChangeFunction的Basic Function实例的集合。

这两个子类的定义是为了在功能类型推理时，消除由于本体的“开放世界”特征造成的逻辑不确定性障碍。

(2)将功能基中的功能动词重定义为本体概念。

根据功能基中每个动词定义，将其定义为继承于“Single Flow ChangeFunction”或“Multi Flow Change Function”的概念，并添加对应语义约束。

将动词术语的自然语言定义转换为对概念的输入流、输出流和功能效应属性的语义约束；对功能概念的语义细化根据每个功能动词的定义中暗示的该功能所拥有的主要流的数目，将它们归纳为Single Flow Change Function或Multi Flow Change Function的子类，并定义其主输入流primary Input Flow和主输出流primary Out put Flow的基数限制Cardinality Restrictions。

功能基Functional Basis中所列8大类功能动词都可以直接对应为一种确定的功能效应类型，如“Branch”的自然语言定义可被转换为的本体语义约束为Branch类的实例有且仅有一个主要输入流并拥有超过两个的主要输出流，且对流的类型不做限制。如“Convert”的自然语言定义可被翻译的本体语义约束为Convert类的实例有且仅有一个主要输入流与一个主要输出流，且对流的类型不做限制。

由于只约束了作为功能的改变目标对象的主要输入输出流的数目和类型，因此，根据本体的开放世界准则，可根据对一个基本功能实例的不同实现方式添加需要的辅助输入输出流。

(3)对功能动词概念添加其表达的功能效应的语义约束。

功能基Functional Basis中所列8大类功能动词都可以直接对应为一种确定的功能效应类型，如Branch大类的功能效应是对流之间关系的解除即Relation Change，Convert的功能效应是Type Change。甚至根据个别动词的定义还能够对功能效应的属性值进行约束，如Channel中的功能效应是ValueChange且hasChangedProperty的值为Location，体现了对流的位置属性的改变。表2的示例给出了根据功能基中8大类功能动词的自然语言定义所翻译出的他们在本体中的等价类。

表2根据功能基中8大类功能动词的自然语言定义所定义的本体等

价类

完成Basic Function子概念的效应语义扩充后，其功能效应的语义与输入输出流数目和类型约束一起，可以作为判断一个功能个体(Individual是否属于某个基本功能类型，或检测功能个体与其类型的语义一致性的充分必要条件。因此，功能动词的本体概念重定义和语义扩充，能够支持对功能实例的语义推理。

步骤三：创建与功能语义本体中各个概念一致的SysML元模型。

使用本体形式化的表示功能知识，只是在概念层建立了功能的结构化语义；若不提供功能的可视化表示形式和工具，则无法有效支持概念设计阶段的功能建模操作，通过计算机执行的功能推理结果也无法以设计者能理解的形式进行展示。

SysML是构造系统设计模型的常用建模工具。其中的活动图是一种行为视图，用于描述系统功能行为的流程，但不支持基于流的功能结构描述。而块定义图和内部块图则通过建模元素《Block》支持流属性定义，创建块之间的层次关系和结构。但《Block》本身的语义是面向系统的物理构件，无法直接用于功能语义的表示。SysML提供了基于版型(Stereotype)的轻量级扩展机制，即在己定义的SysML元模型基础上构造新的模型元素。版型通过标记属性(Tag Value)扩展出不被基本元模型支持的语义，所扩展出的建模元素能够在任何支持SysML的建模工具上使用。基于以上分析，本章对功能语义本体中定义的概念，使用版型从SysML扩展出对应的建模元素，以支持功能的可视化模型表示。

对UML语言扩展得到SysML语言，对SysML语言进行扩展，定义与功能语义本体中概念一致并包含相应属性字段的元模型。

图6和图7分别展示了在SysML中定义的与流状态语义建模和基于输入/输出流的功能语义建模的相关建模元素。

在图6中，版型《Flow Object》对应于功能语义本体中“Flow Object”概念，它只能作用于元模型为类(class)或实例(Instance Specification)的模型元素上。因此，基于面向对象的思想，《Flow Object》为存在于客观世界中的物理流创建对应的模型表示。《FlowObject》的“Type”标记值对应于本体中的has Flow Type属性，用于表示流对象所属的类型，它的值是功能基中的流名词。物料流可能存在复杂的组成结构，如混合物由多种物质组成，装配机器的输出流是多个部件组装而成的物体，需要定义支持对此类物料流结构建模的方法。因此，《Flow Object》拥有标记属性“owned Component”和“owned Relation”，分别表示流对象的组成成分及组成成分之间的关系约束。由于流的组成成分也是一个《FlowObject》，可以拥有owned Component和owned Relation属性，能够支持对物料流结构的层次化建模表示。《RelationConstraint》表示关系约束的具体内容，其属性“source”和“target”分别是约束关联源流对象和目标流对象；relationType定义了几何约束类型或空间约束类型(如in/on)，“Value”是关系的定性或定量值，例如关系类型“angle”的度数值和“distance”的长度值。

此外，版型《F1ow Property》用于修饰流对象所拥有的流属性，以支持流状态语义的描述。《F1ow Property》的两个子版型《Value Property》和《Shape Property》，《ShapeProperty》用于描述固体物料流的抽象形状属性。

《Value Property》的拥有两个描述字段:属性的类型((Type)和状态值(Value)。当其类为物理量类型(QuantityType)时，将包含量纲(Dimension)和单位(Unit)两个标记值。基于国际单位制(International System of Quantities,IS Q)L24]所定义的7个基本量纲(Basic Dimension):长度L，质量M，时间T，电流I，热力学温度Q，物质的量N和光照强度J，在SysML定义对应的基本物理属性类型(Basic Quantity)和基本单位(Basic Unit)。而其它物理量类型则可以由这7个基本量复合而成。为属性赋予确定的类型，便于在后续设计过程中使用定性推理等方法推断流的状态变化。

在图7中，版型《Function》继承于SysML中的《Block》。《Function》拥有两类属性，输入流《Input Flow》和输出流<<Output Flow>>。它们都扩展于《FlowProperty>>，并分别对其方向属性添加“输入”(In)或“输出”(Out)的约束。定义每个《Input Flow》和《OutputFlow》时，需要指明该属性所关联的《Flow Object》。与功能语义本体中相关概念对应，《Input Flow》和《Output Flow》分别派生出版型《Primary Input Flow》和《AuxilaryInput Flow》，以及《Primary Output Flow》和《Auxilary Output Flow》。利用《Block》的图形符号，设计者可以在SysML的块定义图(Block Definition Diagram，BDD)中展示单个功能的输入输出流及功能效应定义。同时，由于《Function》还继承了《Block》的端口(Port)特性，因此能够使用SysML的内部块图(Internal Block Diagram，IBD)定义功能结构模型，使用端口作为功能之间流传递的接口。此外，从《Function》还派生出版型《OverallFunction》和《Basic Function》。前者用于修饰产品的总功能定义模型，后者用于表示已知明确功能效应的基本功能。

所有用于功能语义建模的元模型及模型库，被打包放置在函数建模语言FunctionModeling Language配置包，如图8所示。

其中，“Function profile”放置了用于功能实例建模的元模型，所有继承于基本功能的功能动词对应版型被封装在“Basic Function”配置包中。而“Flow Profile”则放置了用于流状态建模的元模型。“Flow Type Lib”、“Shape Type Lib”及“Property TypeLib”中，分别预定义了表示流类型，形状类型和物理量类型的可重用模型。在“PropertyType Lib”中基于国际标准单位定义了常用的物理量类型及对应的量纲和单位，实现了流的物理状态信息的规范表示。这些可重用模型库的创建，能够提高设计者的建模效率。在任意支持SysML的建模平台上配置FML包，就能基于本体化语义为功能建模。

步骤四：使用SysML元模型进行功能定义模型和功能结构模型的创建。

在SysML建模平台导入功能语义建模扩展包，则设计者可在该平台上进行功能建模，包括定义功能的输入输出流语义和功能效应。

图9给出了基于输入输出流详细状态语义的“胶水枪”设备的总功能定义模型，当设计师开始设计一款新的胶水枪时，其内部功能结构和每个功能的实现原理是未知的，因此只能通过输入输出胶体的状态为“黑盒”状态的产品的总功能建模。“以设备为中心”的胶水枪总功能定义如图9所示。《Overall Function》强调了该模型对总功能的定义。该功能的主输入流和主输出流分别是Glue_Stick(胶棒)和Used_Stick(被用掉的胶)，基于面向对象的思想，它们分别是前文所提到的Glue在输入及输出状态的对象实例；Glue_Stic和Used_Stick各自的质量、温度和位置属性值表明了流的状态信息；在概念设计初期，往往无法得知属性的具体定量值，故定性值被用来区分属性的输入输出状态；总功能及输入输出流状态的模型，不仅向人类用户提供了清晰的图形化表示，计算机通过跟踪《Flow Object》实例的属性改变，还能够推断出功能产生的作用效果。。

图10给出了对总功能分解后，体现子功能间的层次关系的功能分解树模型示例：总功能被分解为三个基本功能：Supply GS(提供胶棒)，Heat GS(增加温度)和SeparateGlue(分离胶滴)。这三个子功能都拥有特定的功能效应语义，指出对胶体单个方面的作用效果。对separate Glue进一步细化，通过对胶施加线性力，在力的驱动下移除一些胶体并移动到另一个位置来实现胶的分离，则可分解出两个支持子功能：施加线性力ApplyLinear Force及移除胶体Extrude Glue。

图11显示将各个子功能用流关联起来，生成的功能结构模型示例：它是以流为焦点的视图，隐藏了所有功能内在效应语义的细节，同时强调了子功能间输入输出流的流动方向和具体的流状态信息。所创建的功能模型由于包含本体语义，因此能够支持本体推理。

图12显示的基于单个功能实例语义，对功能所属类型的推断：SubFunctionl的功能效应是去除Dirt和Rice之间的“Mixed With”关系约束的Relation Change，即分离米和杂质。因此，这个子功能任务的主输入流是Dirty Rice，主输出流是分离后的Rice和Dirt。而Sub Function2的主输入流是Rice，主输出流是Cooked Rice，功能效应是基于定性推理确定的Value Change，提高Particulate的温度。根据两个子功能任务的输入输出流类型及功能效应，可以使用本体语义推理确定它们的功能类型。Sub Function1的类型被推断为Branch，而Sub Function2的类型被推断为Increment。

Claims (8)

1.一种基于本体的产品功能语义建模表示，包括以下步骤：

(1)创建产品功能语义表示相关的本体概念，得到功能语义本体；

(2)将功能基中的功能动词重定义为本体概念，并用OWL-DL本体语言添加语义约束，实现对功能动词概念的语义扩充；

(3)创建与功能语义本体中各个概念一致的SysML元模型；

(4)使用步骤(3)创建的SysML元模型进行功能定义模型和功能结构模型的创建。

2.根据权利要求1所述的基于本体的产品功能语义建模表示，其特征在于，所述步骤(2)中将功能基中的功能动词重定义为本体概念的方法为：

(2-1)定义继承于功能的子概念：基本功能；

(2-2)定义继承于基本功能的子概念：单流变化功能和多流变化功能；

(2-3)根据每个功能动词的定义中暗示的该功能所拥有的主要流的数目，将每个功能动词归纳为单流变化功能和多流变化功能的子类，并定义其主输入流和主输出流的基数限制。

3.根据权利要求2所述的基于本体的产品功能语义建模表示，其特征在于，所述基本功能的本体语义约束为：有且仅有小于2个的主输入流，有且仅有小于2个的主输出流，且只有单一效应的功能。

4.根据权利要求2所述的基于本体的产品功能语义建模表示，其特征在于，所述单流变化功能为主输入流、主输出流数目均不大于1的基本功能；所述多流变化功能为不属于单流变化功能类型的基本功能。

5.根据权利要求1所述的基于本体的产品功能语义建模表示，其特征在于，所述步骤(2)中添加语义约束的方法为：将功能动词直接对应为一种确定的功能效应类型，或根据个别动词的定义对功能效应的属性值进行约束。

6.根据权利要求1所述的基于本体的产品功能语义建模表示，其特征在于，所述步骤(3)中创建与功能语义本体一致的SysML元模型的方法为：对SysML语言进行扩展，定义与功能语义本体中概念一致并包含相应属性字段的元模型。

7.根据权利要求1所述的基于本体的产品功能语义建模表示，其特征在于，所述步骤(4)中功能定义模型和功能结构模型的创建方法为：在SysML建模平台导入功能语义建模扩展包，在SysML建模平台上进行功能建模，包括定义功能的输入流和输出流语义、和功能效应。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的基于本体的产品功能语义建模表示的应用，其特征在于，所述基于本体的产品功能语义建模表示支持产品自顶向下的概念设计，通过SysML建模语言帮助设计者将主观的设计意图转化为规范化的功能模型表示。