CN113591964B - 一种基于仿真知识模型文件的数据融合系统及方法 - Google Patents

一种基于仿真知识模型文件的数据融合系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于仿真知识模型文件的数据融合系统及方法，仿真知识模型文件包括几何文件夹、行为文件夹和语义文件，基于仿真知识模型文件的数据融合系统包括智能工厂仿真平台、语义建模模块、通用模型解析模块、第三方软件格式解析模块、可视化模块、属性编辑模块、行为编辑模块和几何编辑模块，基于仿真知识模型文件的数据融合系统，包括语义建模，在智能工厂仿真平台上输入其他三维建模软件创建的三维模型，通过调用通用模型解析模块和第三方软件格式解析模块，生成智能工厂仿真平台下的几何模型及非几何信息，转换成仿真知识模型文件，方便不同平台统一信息表达、可以解决工业知识碎片化问题，提升智能工厂设计仿真效率。

Description

一种基于仿真知识模型文件的数据融合系统及方法
技术领域
本发明涉及智能制造技术领域，具体涉及一种基于仿真知识模型文件的数据融合系统及方法。
背景技术
数字孪生(DT，Digital Twin)技术已在智能工厂设计仿真中得到广泛推广和应用，也是实现全生命周期管理的必要手段。但是目前智能工厂设计仿真的模型和信息等均有不同的文件格式和描述方式表达，不同的平台之间、平台本身的模型间以及上下游之间等各个发明均因没有统一的交互形式，所以很难实现信息的共享和知识重用，这已经成为了行业信息化协同的瓶颈，严重阻碍了行业的信息化发展。
发明内容
根据现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于仿真知识模型文件的数据融合系统及方法，方便了不同平台统一信息表达、解决了工业知识碎片化问题，提升了智能工厂设计仿真效率。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种仿真知识模型文件，其特征在于：包括几何文件夹、行为文件夹和语义文件；
所述几何文件夹包括Project文件、Mesh文件、Brep文件、Material文件以及物理实体应具备的物理属性，其中，所述Project文件用于管理其他文件内容；所述Mesh文件用于三维轻量化显示的网格信息；所述Brep文件用于描述网格的几何拓扑信息；所述Material文件用于描述Mesh文件的材质信息；所述物理实体所应具备的物理信息用于附着在几何信息上；
所述行为文件夹包括三维模型的物理行为、逆向运动学、机械手臂行为和流动行为，所述物理行为、逆向运动学、机械手臂行为和流动行为均通过运行脚本实现，其中，所述物理行为用于赋予物理特性给元件，所述物理行为可细分为物理实体、线缆物理属性和物理路径；所述逆向运动学可细分为六轴型运动学、三角运动学、笛卡尔运动学和四轴运动学；所述机械手臂行为能够赋予机械运动行为给元件，所述机械手臂行为可细分为伺服控制器、机械手臂控制器、工具容器和基座标容器；所述流动行为包括物料流、信息流和能量流，所述流动行为用于描述制造系统流；
所述语义文件为共享概念模型的明确形式化规范说明，对所包括的几何、物理、行为和规则进行统一描述和管理。
进一步地，所述语义文件为网络语义文件，所述语义文件通过网络语义描述语言，所述语义文件通过运动模块的几何为中心集成物理模型、行为模型和规则模型，所述语义文件对所包括的网格、Brep、公共特征、系统特征、生产线仿真专用名称、规则定义标准和物理属性描述进行统一描述，并构建映射机制以供转换使用。
进一步地，所述语义文件定义几何、物理、行为的统一数据交互协议，所述语义文件用于仿真知识模型能够转成智能工厂仿真平台能直接解析并呈现的内容，同时能支持对仿真知识模型文件进行反向修改和更新。
一种基于仿真知识模型文件的数据融合系统，包括：智能工厂仿真平台、语义建模模块、通用模型解析模块、第三方软件格式解析模块、可视化模块、属性编辑模块、行为编辑模块和几何编辑模块；
所述智能工厂仿真平台用于承载三维模型进行仿真，并将其他模块加载进来实现模块间信息交互；
所述语义建模模块用于构件语义网络，提供概念、关系和实例等编辑功能，从几何、物理、行为和规则4个方面构建每个智能工厂生产制造关键要素的知识模型框架；
所述通用模型解析模块以OCC为引擎，将所读取的网格格式模型内容转换成智能工厂仿真平台所能支持的仿真知识模型文件；
所述第三方软件格式解析模块，以Solidworks几何内核为基础，对第三方软件所支持的格式进行解析，并将所读取的内容转换成智能工厂仿真平台所能支持的仿真知识模型文件；
所述可视化模块用于呈现智能工厂仿真平台上的三维模型运行，进行三维可视化浏览和仿真运行，依据可视化模块结合属性编辑模块、行为编辑模块和几何编辑模块则可在对场景中可视化模型进行属性和行为编辑；
所述属性编辑模块用于物理属性和规则属性的编辑；
所述行为编辑模块用于对智能工厂仿真平台上的三维模型的各类行为的脚本编辑；
所述几何编辑模块用于在智能工厂仿真平台上生成基础几何和进行几何操作。
进一步地，所述智能工厂仿真平台的数据输出端连接语义建模模块的数据输入端以提供统一语义描述，所述通用模型解析模块的数据输出端、第三方软件格式解析模块的数据输出端均与所述智能工厂仿真平台的信息交互端口相连。
进一步地，所述语义网络根据语义的定义，按照智能工厂的人机料构建本体结构，将本体所有的分类设为人机料中各个要素，建立一个统一用的语义模型，制造过程的所有信息由子类和实体确定，其中实例元由几何模型、物理模型、行为模型和规则模型组成。
进一步地，所述通用模型解析模块和第三方软件格式解析模块通过构建的B-rep、公共特征、系统特征语义本体实现异构格式与智能工厂仿真平台所呈现格式的对应关系，实现第三方格式和通用模型格式转换成智能工厂仿真平台所能三维呈现的信息。
一种基于仿真知识模型文件的数据融合方法，包括：
步骤1、语义建模，对智能工厂生产制造关键要素分类，对智能工厂生产制造关键要素进行顶层设计，在语义建模模块中建立各关键要素之间的关联关系，并从几何、物理、行为和规则4个方面构建每个智能工厂生产制造关键要素的知识模型框架；
步骤2、在智能工厂仿真平台上输入其他三维建模软件创建的三维模型，智能工厂仿真平台依据输入的三维模型，通过调用通用模型解析模块和第三方软件格式解析模块，生成智能工厂仿真平台下的几何模型及非几何信息；
步骤3、将几何模型及非几何信息转换成智能工厂仿真平台所能支持的仿真知识模型文件；
步骤4、将仿真知识模型文件读取至设计智能工厂仿真平台中；
步骤5、以运动链为依据，在智能工厂仿真平台中通过属性编辑模块、行为编辑模块和几何编辑模块，以运动模块为主体将其他三维建模软件创建的三维模型的物理、行为和规则模型信息进行输入，并通过语义建模模块进行关联和统一标准化管理，并在可视化模块进行刷新重现。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
1.本发明所述的一种仿真知识模型文件，根据三维模型在智能工厂设计仿真要求，对不同软件平台下的信息进行统一描述，文件包含模型几何信息、物理信息、行为信息和规则信息，基于统一语义、三维可视化的三维模型文件格式，实现在设计仿真平台的快速布局与运动仿真。
2.本发明所述的基于仿真知识模型文件的数据融合系统和融合方法，基于仿真知识模型文件，对不同平台的三维模型，进行语义统一描述，实现信息重用。
3.本发明所述的基于仿真知识模型文件的数据融合系统和融合方法，基于统一语义、三维可视化的信息模型，进行全生命周期的深度利用和精细化管理，将在全生命周期过程所产生的碎片化知识进行有效组织和管理重用，充分利用仿真知识模型的多用性、通用性和便捷性，使智能工厂的设计仿真整体高效、便捷、低成本。
附图说明
图1为智能工厂仿真平台的示意图。
图2为智能工厂仿真平台输入其他三维建模软件创建的三维模型后的状态显示图。
图3为数据融合框架图。
图4为SolidWorks特征本体部分层次图。
图5为多维模型关联图。
图6为多维模型在设计仿真平台呈现图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
现有技术中，不同的平台之间、平台本身的模型间以及上下游之间等各个发明均因没有统一的交互形式，所以很难实现信息的共享和知识重用。
本申请通过提供一种仿真知识模型文件，基于仿真知识模型文件的数据融合系统和融合方法，可以对不同平台生成的三维模型进行处理，生成统一格式的仿真知识模型文件，且能将该仿真知识模型文件表示出来，并对该仿真知识模型文件进行修改、浏览和仿真运行，方便不同平台统一信息表达，解决了工业知识碎片化问题，提升了智能工厂设计仿真效率。
一种仿真知识模型文件，表示为KG，包括几何文件夹、行为文件夹和语义文件；
几何文件夹包括Project文件、Mesh文件、Brep文件、Material文件以及物理实体应具备的物理属性，其中，Project文件用于管理其他文件内容；Mesh文件用于三维轻量化显示的网格信息；Brep文件用于描述网格的几何拓扑信息；Material文件用于描述Mesh文件的材质信息；物理实体所应具备的物理信息用于附着在几何信息上；
行为文件夹包括三维模型的物理行为、逆向运动学、机械手臂行为和流动行为，物理行为、逆向运动学、机械手臂行为和流动行为均通过运行脚本实现，其中，物理行为用于赋予物理特性给元件，物理行为可细分为物理实体、线缆物理属性和物理路径；逆向运动学可细分为六轴型运动学、三角运动学、笛卡尔运动学和四轴运动学；机械手臂行为能够赋予机械运动行为给元件，机械手臂行为可细分为伺服控制器、机械手臂控制器、工具容器和基座标容器；流动行为包括物料流、信息流和能量流，流动行为用于描述制造系统流；
语义文件为共享概念模型的明确形式化规范说明，对所包括的几何、物理、行为和规则进行统一描述和管理。
语义文件为owl文件。
语义文件为网络语义文件，语义文件通过网络语义描述语言，语义文件通过运动模块的几何为中心集成物理模型、行为模型和规则模型，语义文件对所包括的网格、Brep、公共特征、系统特征、生产线仿真专用名称、规则定义标准和物理属性描述进行统一描述，并构建映射机制以供转换使用。
语义文件定义几何、物理、行为的统一数据交互协议，语义文件用于仿真知识模型能够转成智能工厂仿真平台能直接解析并呈现的内容，同时能支持对仿真知识模型文件进行反向修改和更新。
仿真知识模型文件可以根据三维模型在智能工厂设计仿真要求，对不同软件平台下的信息进行统一描述，文件包含模型几何信息、物理信息、行为信息和规则信息，基于统一语义、三维可视化的三维模型文件格式，实现在智能工厂仿真平台的快速布局与运动仿真。
一种基于仿真知识模型文件的数据融合系统，参照图3所示，包括：智能工厂仿真平台、语义建模模块、通用模型解析模块、第三方软件格式解析模块、可视化模块、属性编辑模块、行为编辑模块和几何编辑模块；
智能工厂仿真平台用于承载三维模型进行仿真，并将其他模块加载进来实现模块间信息交互；
语义建模模块用于构件语义网络，提供概念、关系和实例等编辑功能，从几何、物理、行为和规则4个方面构建每个智能工厂生产制造关键要素的知识模型框架；
通用模型解析模块以OCC为引擎，将所读取的网格格式模型内容转换成智能工厂仿真平台所能支持的仿真知识模型文件；
第三方软件格式解析模块，以Solidworks几何内核为基础，对第三方软件所支持的格式进行解析，并将所读取的内容转换成智能工厂仿真平台所能支持的仿真知识模型文件，第三方软件为CATIA、SolidWorks和Inventor等；
可视化模块用于呈现智能工厂仿真平台上的三维模型运行，进行三维可视化浏览和仿真运行，依据可视化模块结合属性编辑模块、行为编辑模块和几何编辑模块则可在对场景中可视化模型进行属性和行为编辑；
属性编辑模块用于物理属性和规则属性的编辑；
行为编辑模块用于对智能工厂仿真平台上的三维模型的各类行为的脚本编辑；
几何编辑模块用于在智能工厂仿真平台上生成基础几何和进行几何操作。
参照图1和图2所示，图1为智能工厂仿真平台打开后的初始状态，图2为智能工厂仿真平台输入其他三维建模软件创建的三维模型后的状态显示图，输出为三维模型可视化呈现。其中，图2中左上方树结构是行为编辑模块和属性编辑模块，左下方数据结构是几何编辑模块，通用模型解析模块和第三方软件格式解析模块是后台运行模块，用于三维模型解析加载。
具体地，智能工厂仿真平台的数据输出端连接语义建模模块的数据输入端以提供统一语义描述，通用模型解析模块的数据输出端、第三方软件格式解析模块的数据输出端均与智能工厂仿真平台的信息交互端口相连。
语义网络根据语义的定义，按照智能工厂的人机料构建本体结构，将本体所有的分类设为人机料中各个要素，建立一个统一用的语义模型，制造过程的所有信息由子类和实体确定。
通用模型解析模块识别step、brep、obj、stl和iges等格式的三维模型。
第三方软件格式解析模块对CATIA、SolidWorks和Inventor等第三方软件其所支持的格式进行解析。
语义网络根据语义的定义，按照智能工厂的人机料构建本体结构，将本体所有的分类设为人机料中各个要素，建立一个统一用的语义模型，制造过程的所有信息由子类和实体确定，其中实例元由几何模型、物理模型、行为模型和规则模型组成。
通用模型解析模块和第三方软件格式解析模块通过构建的B-rep、公共特征、系统特征语义本体实现异构格式与智能工厂仿真平台所呈现格式的对应关系，实现第三方格式和通用模型格式转换成智能工厂仿真平台所能三维呈现的信息。
一种基于仿真知识模型文件的数据融合方法，参照图3所示，包括：
步骤1、语义建模，对智能工厂生产制造关键要素分类，对智能工厂生产制造关键要素进行顶层设计，在语义建模模块中建立各关键要素之间的关联关系，并从几何、物理、行为和规则4个方面构建每个智能工厂生产制造关键要素的知识模型框架为语义建模，其中几何部分语义参照图4和图5所示。图4显示的是几何部分语义样例，用以说明几何语义可建立的内容，图5显示的是语义建立完成后在智能工厂仿真平台的图形可视化效果，让使用者能够清晰看到所见模型。
步骤2、在智能工厂仿真平台上输入其他三维建模软件创建的三维模型，智能工厂仿真平台依据输入的三维模型，通过调用通用模型解析模块和第三方软件格式解析模块，生成智能工厂仿真平台下的几何模型及非几何信息；
步骤3、将几何模型及非几何信息转换成智能工厂仿真平台所能支持的仿真知识模型文件；
步骤4、将仿真知识模型文件读取至设计智能工厂仿真平台中；
步骤5、以运动链为依据，在智能工厂仿真平台中通过属性编辑模块、行为编辑模块和几何编辑模块，以运动模块为主体将其他三维建模软件创建的三维模型的物理、行为和规则模型信息进行输入，并通过语义建模模块进行关联和统一标准化管理，并在可视化模块进行刷新重现，参照图2所示。图2显示的是三维模型在智能工厂仿真平台上的可视化效果，方便使用者进行可视化交互编辑相关信息。
在步骤1中，语义建模所建立的知识本体由一个4元组形式化描述为，O＝(Entity,VisualEntity,Attribute,Relation)，其中：
O表示关键要素知识本体，而其各个属性、子属性的概念与具体定义如下：
Entity为实体概念集，表示领域中关键要素的客观实体集合以及其组成的生产系统概念集合。
生产线制造本体可形式化描述为ProductionLine＝(Basic_Information,Process_Condition,Task_Informations)。其中，Basic_Information表示基本信息，包含布局结构，类型等基本信息；Process_Condtion表示制造过程信息，包含平衡率、能耗等；Task_Infromation表示任务状况，包含当前过程所用物料、物料消耗率等。
领域中关键要素的客观实体集合通过形式化表示为，Person为制造产品的工作人员类，包括操作工人、巡查人员和管理人员等子类；Machine为制造产品的生产设备类,包括工业机器人、检测设备和输送设备等子类；Material为制造产品所使用的物料类，包括玻璃、车身和座椅等子类；Approach为制造产品所使用的方法类，包括作业排序方法、机械使用方法和生产进度计划方法等子类；Environment为产品制造过程中所处的环境类，包括各类产品、物料和设备等布局方式、温度和湿度等子类。
VisualEntity为知识模型库的概念集，包含几何模型(GV)、物理模型(PV)、行为模型(BV)和规则模型(RV)4个子类，具体描述如下：
GV为描述物理实体三维几何模型，包含几何参数与关联关系等，可包含几何数据类、材质数据、顶点数据类等。
PV为物理实体所应具备的属性，包含识别属性、功能属性和物理属性，其中：识别属性是对虚拟模型的名称、空间位置和类型等基础信息进行描述；功能属性是对虚拟模型的基本功能、能力范围和能力特性等进行描述；物理属性是描述物理特性，包含线缆物理特性、连接关节物理特性等。
BV描述物理实体不同环境驱动下的实时响应及行为和几何模型的弱装配驱动行为，可包含弱装配关系驱动、规则驱动、物理驱动以及关键要素的物料流、能量流和信息流等行为。
RV为描述几何模型、物理模型和行为模型所需的规律规则，用以指导VisualEntity运行，可以包含行为规则、编码规则、事件规则等。
Attribute为属性概念集，用于描述客观实体的某些特性，包括产品特征、设备名称、生产工艺等概念且定义描述形式为“属性名称－属性值－属性类别”，记为<Name－Value－Type>。
Relation为概念间的关系集，用于表示本体中各个概念之间、各个属性之间、概念与属性之间的关联关系，包含组成关系、继承关系、等价关系、互斥关系、属性关系和实例关系，其中属性关系又可以分为对象属性关系与数据属性关系。
在步骤1中，语义建模定义过程包括：
步骤101、定义类以及层次结构，根据语义的定义，按照智能工厂关键要素概括本体结构，即本体所有的基本分类为关键要素，建立一个统一用的语义模型，制造过程的所有信息由子类和实体确定，之后根据上层本体和实际本体的关系确定父类和子类，将实际本体按照上层本体的语义进行归类；
步骤102、定义类的属性，在类层次划分后，定义概念属性特征主要分为连接类型属性和数据类型属性。通过关系模式提取以及相似属性关联可定义与数据源对应的类的属性和属性类型；
步骤103、定义属性的约束，为类的属性定义相应约束；
步骤104、完备性检查，为了确保各概念间的关系定义的正确性，需要对本体进行完备性检查，排除不合理的逻辑关系；
步骤105、创建实例，建立智能工厂要素的知识模型，在完成类和属性的定义后，需对概念词进行实例化，并为实例对应的属性进行赋值，存储在语义文件owl文件中。
基于仿真知识模型文件的数据融合系统和融合方法，基于仿真知识模型文件，对不同平台的三维模型，进行语义统一描述，实现信息重用，且基于统一语义、三维可视化的信息模型，进行全生命周期的深度利用和精细化管理，将在全生命周期过程所产生的碎片化知识进行有效组织和管理重用，充分利用仿真知识模型的多用性、通用性和便捷性，使智能工厂的设计仿真整体高效、便捷、低成本。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种基于仿真知识模型文件的数据融合系统，其特征在于，包括：智能工厂仿真平台、语义建模模块、通用模型解析模块、第三方软件格式解析模块、可视化模块、属性编辑模块、行为编辑模块、几何编辑模块和仿真知识模型文件，所述仿真知识模型文件包括几何文件夹、行为文件夹和语义文件；
所述几何文件夹包括Project文件、Mesh文件、Brep文件、Material文件以及物理实体应具备的物理属性，其中，所述Project文件用于管理其他文件内容；所述Mesh文件用于三维轻量化显示的网格信息；所述Brep文件用于描述网格的几何拓扑信息；所述Material文件用于描述Mesh文件的材质信息；所述物理实体所应具备的物理信息用于附着在几何信息上；
所述行为文件夹包括三维模型的物理行为、逆向运动学、机械手臂行为和流动行为，所述物理行为、逆向运动学、机械手臂行为和流动行为均通过运行脚本实现，其中，所述物理行为用于赋予物理特性给元件，所述物理行为细分为物理实体、线缆物理属性和物理路径；所述逆向运动学细分为六轴型运动学、三角运动学、笛卡尔运动学和四轴运动学；所述机械手臂行为能够赋予机械运动行为给元件，所述机械手臂行为细分为伺服控制器、机械手臂控制器、工具容器和基座标容器；所述流动行为包括物料流、信息流和能量流，所述流动行为用于描述制造系统流；
所述语义文件为共享概念模型的明确形式化规范说明，对所包括的几何、物理、行为和规则进行统一描述和管理；
所述智能工厂仿真平台用于承载三维模型进行仿真，并将其他模块加载进来实现模块间信息交互；
所述语义建模模块用于构建语义网络，提供概念、关系和实例编辑功能，从几何、物理、行为和规则4个方面构建每个智能工厂生产制造关键要素的知识模型框架，构建每个智能工厂生产制造关键要素的知识模型框架为语义建模，语义建模所建立的知识本体由一个4元组形式化描述为，O=(Entity, VisualEntity, Attribute, Relation)，其中：
O表示关键要素知识本体，而其各个属性、子属性的概念与具体定义如下：
Entity为实体概念集，表示领域中关键要素的客观实体集合以及其组成的生产系统概念集合，生产线制造本体形式化描述为，其中，Basic_Information表示基本信息，包含布局结构，类型基本信息；Process_Condtion表示制造过程信息，包含平衡率、能耗；Task_Infromation表示任务状况，包含当前过程所用物料、物料消耗率；
领域中关键要素的客观实体集合通过形式化表示为，Person为制造产品的工作人员类；Machine为制造产品的生产设备类；Material为制造产品所使用的物料类；Approach为制造产品所使用的方法类；Environment为产品制造过程中所处的环境类；
VisualEntity为知识模型库的概念集，包含几何模型GV、物理模型PV、行为模型BV和规则模型RV4个子类，具体描述如下：
GV为描述物理实体三维几何模型，包含几何参数与关联关系；
PV为物理实体所应具备的属性，包含识别属性、功能属性和物理属性，其中：识别属性是对虚拟模型的名称、空间位置和类型基础信息进行描述; 功能属性是对虚拟模型的基本功能、能力范围和能力特性进行描述; 物理属性是描述物理特性，包含线缆物理特性、连接关节物理特性；
BV描述物理实体不同环境驱动下的实时响应及行为和几何模型的弱装配驱动行为，包含弱装配关系驱动、规则驱动、物理驱动以及关键要素的物料流、能量流和信息流行为；
RV为描述几何模型、物理模型和行为模型所需的规律规则，用以指导VisualEntity运行，包含行为规则、编码规则、事件规则；
Attribute为属性概念集，用于描述客观实体的某些特性，包括产品特征、设备名称、生产工艺；
Relation为概念间的关系集，用于表示本体中各个概念之间、各个属性之间、概念与属性之间的关联关系，包含组成关系、继承关系、等价关系、互斥关系、属性关系和实例关系，其中属性关系分为对象属性关系与数据属性关系；
所述通用模型解析模块以OCC为引擎，将所读取的网格格式模型内容转换成智能工厂仿真平台所能支持的仿真知识模型文件；
所述第三方软件格式解析模块，以Solidworks几何内核为基础，对第三方软件所支持的格式进行解析，并将所读取的内容转换成智能工厂仿真平台所能支持的仿真知识模型文件；
所述可视化模块用于呈现智能工厂仿真平台上的三维模型运行，进行三维可视化浏览和仿真运行，依据可视化模块结合属性编辑模块、行为编辑模块和几何编辑模块对场景中可视化模型进行属性和行为编辑；
所述属性编辑模块用于物理属性和规则属性的编辑；
所述行为编辑模块用于对智能工厂仿真平台上的三维模型的各类行为的脚本编辑；
所述几何编辑模块用于在智能工厂仿真平台上生成基础几何和进行几何操作。
2.根据权利要求1所述的基于仿真知识模型文件的数据融合系统，其特征在于：所述智能工厂仿真平台的数据输出端连接语义建模模块的数据输入端以提供统一语义描述，所述通用模型解析模块的数据输出端、第三方软件格式解析模块的数据输出端均与所述智能工厂仿真平台的信息交互端口相连。
3.根据权利要求1所述的基于仿真知识模型文件的数据融合系统，其特征在于：所述语义网络根据语义的定义，按照智能工厂的人机料构建本体结构，将本体所有的分类设为人机料中各个要素，建立一个统一用的语义模型，制造过程的所有信息由子类和实体确定，其中实例元由几何模型、物理模型、行为模型和规则模型组成。
4.根据权利要求1所述的基于仿真知识模型文件的数据融合系统，其特征在于：所述通用模型解析模块和第三方软件格式解析模块通过构建的B-rep、公共特征、系统特征语义本体实现异构格式与智能工厂仿真平台所呈现格式的对应关系，实现第三方格式和通用模型格式转换成智能工厂仿真平台所能三维呈现的信息。
5.一种基于仿真知识模型文件的数据融合方法，采用权利要求1-4任一项所述的基于仿真知识模型文件的数据融合系统，其特征在于，包括：
步骤1、语义建模，对智能工厂生产制造关键要素分类，对智能工厂生产制造关键要素进行顶层设计，在语义建模模块中建立各关键要素之间的关联关系，并从几何、物理、行为和规则4个方面构建每个智能工厂生产制造关键要素的知识模型框架，构建每个智能工厂生产制造关键要素的知识模型框架为语义建模，语义建模所建立的知识本体由一个4元组形式化描述为，O=(Entity, VisualEntity, Attribute, Relation)，其中：
O表示关键要素知识本体，而其各个属性、子属性的概念与具体定义如下：
Entity为实体概念集，表示领域中关键要素的客观实体集合以及其组成的生产系统概念集合，生产线制造本体形式化描述为，其中，Basic_Information表示基本信息，包含布局结构，类型基本信息；Process_Condtion表示制造过程信息，包含平衡率、能耗；Task_Infromation表示任务状况，包含当前过程所用物料、物料消耗率；
领域中关键要素的客观实体集合通过形式化表示为，Person为制造产品的工作人员类；Machine为制造产品的生产设备类；Material为制造产品所使用的物料类；Approach为制造产品所使用的方法类；Environment为产品制造过程中所处的环境类；
VisualEntity为知识模型库的概念集，包含几何模型GV、物理模型PV、行为模型BV和规则模型RV4个子类，具体描述如下：
GV为描述物理实体三维几何模型，包含几何参数与关联关系；
PV为物理实体所应具备的属性，包含识别属性、功能属性和物理属性，其中：识别属性是对虚拟模型的名称、空间位置和类型基础信息进行描述; 功能属性是对虚拟模型的基本功能、能力范围和能力特性进行描述; 物理属性是描述物理特性，包含线缆物理特性、连接关节物理特性；
BV描述物理实体不同环境驱动下的实时响应及行为和几何模型的弱装配驱动行为，包含弱装配关系驱动、规则驱动、物理驱动以及关键要素的物料流、能量流和信息流行为；
RV为描述几何模型、物理模型和行为模型所需的规律规则，用以指导VisualEntity运行，包含行为规则、编码规则、事件规则；
Attribute为属性概念集，用于描述客观实体的某些特性，包括产品特征、设备名称、生产工艺；
Relation为概念间的关系集，用于表示本体中各个概念之间、各个属性之间、概念与属性之间的关联关系，包含组成关系、继承关系、等价关系、互斥关系、属性关系和实例关系，其中属性关系分为对象属性关系与数据属性关系；
步骤2、在智能工厂仿真平台上输入第三方三维建模软件创建的三维模型，第三方三维建模软件为CATIA、SolidWorks和Inventor，智能工厂仿真平台依据输入的三维模型，通过调用通用模型解析模块和第三方软件格式解析模块，生成智能工厂仿真平台下的几何模型及非几何信息；
步骤3、将几何模型及非几何信息转换成智能工厂仿真平台所能支持的仿真知识模型文件；
步骤4、将仿真知识模型文件读取至设计智能工厂仿真平台中；
步骤5、以运动链为依据，在智能工厂仿真平台中通过属性编辑模块、行为编辑模块和几何编辑模块，以运动模块为主体将第三方三维建模软件创建的三维模型的物理、行为和规则模型信息进行输入，并通过语义建模模块进行关联和统一标准化管理，并在可视化模块进行刷新重现。
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