针对传统的三维检索方式存在的(1)难以准确获取设计人员的检索意图(2)检索到的三维实体模型缺少可重用的产品设计知识的两个问题,本文以MBD的设计规范为基础,针对产品三维模型与语义知识关联关系展开了深入的研究;对从低层次形状检索信息构建高层次语义信息进行了深刻的剖析;探索了 MBD技术与基于语义的三维模型检索技术之间的联系;利用MBD的设计规范,提出了一种产品三维模型进行自动标记方法,并对其进行了验证;以上方法为MBD模型的高层语义检索与设计重用研究打下了基础。本文重点内容如下:(1)构建了一种基于特征的层次式MBD模型本体。总结分析了领域本体的构建原则,并依照此原则构建了基于特征的层次式MBD模型本体。它以几何结构本体层作为基础,以公共特征本体作为桥梁,以PMI信息本体层作为分层语义网络的顶层。公共特征本体层建模的主要是以STEP国际标准作为依据,对基于过程的实体形状建模元素进行构建,同时在这个基础上针对MBD模型语义检索的需求进行了扩充和修改,达到有效支持MBD模型检索的需求。(2)构建了层次式MBD模型本体与高层语义之间的映射机制。首先针对基于特征的层次式MBD模型本体中的公共特征本体层与PMI信息本体层进行了归一化处理,定义了本体元与序列集,并引入了加权海明距离,采用蚁群算法计算出长度最短的Hamiltonian圈,以此为标准序列,构建了序列集与MBD模型间的一一对应关系,实现了 MBD模型与高层语义之间的映射机制。(3)提出一种MBD模型自动语义标注方法。该方法结合层次式MBD模型本体与高层语义之间的映射机制,在融合关键信息的基础上建立零件模型的属性面邻接图;将本体元信息融入顶点属性并结合属性邻接图的邻接矩阵重构图的顶点序列;通过动态编码结合距离匹配的方式求出最大公共子图,得出MBD模型之间的相似度,最后利用聚类法实现对MBD模型的自动语义标注,基于这个方法,本文进行了一些小规模的实验,取得了良好的效果。其结果显示,本方法可以实现自动语义标注且具有较高的准确率。(4)开发了多模式的MBD模型重用原型系统。基于本文的上述研究成果,针对于常用机械零件开发了一个多模式的MBD模型重用原型系统,分为基于模型的重用与基于语义的重用。本文提出的MBD模型的相似度算法为基于模型的重用提供了技术支持,而基于层次式MBD模型本体与高层语义之间构建的映射机制所提出的MBD模型自动语义标注方法,为基于语义的重用功能提供了可能性。本文通过实例验证了多模式的MBD模型重用原型系统的有效性。