化学工业一直在国民经济中占有重要的地位,在化工领域中,仿真和建模发挥着重要的作用。传统仿真建模通常依赖具体的仿真环境而不具有复用性,本体建模理论的引入一定程度上缓解了这个问题。本体建模采用领域本体承载领域知识,采用模型本体设计概念模型,采用本体映射实现领域本体和模型本体的互连,这种设计结构使得模型脱离具体的仿真环境而实现复用。传统本体映射依赖于查询,不利于扩展和复用,研究一种易复用、易扩展的本体映射方法具有现实意义。同时,化工企业在对生产物流进行仿真的同时,对能流也有迫切的扩展需求,这就需要对物流领域本体建模框架进行重新定义。本文以上述问题作为切入点,对本体映射方法做出了改进,并提出了集成物流与能流的本体建模框架。首先,本文介绍了化工企业中传统仿真建模方法复用性和扩展性差的特点,进而引入了本体建模方法。在论述本体建模框架的优越性的同时,也针对现有框架中本体映射方法的不足进行了改进,基于本体语言的特点和本体语义的逻辑提取了启发式规则,同时基于词汇的相似性匹配算法量化了相似度的计算方式。之后将启发式规则引入生产过程本体建模过程中,将领域本体自动化地映射到模型本体,最后用炼油厂仿真案例验证了方法的正确性。其次,论述了化工企业在保证生产的同时也有能耗监控的需求,对本体建模框架进行了扩展。针对两种不同的扩展需求分别设计了两种不同的扩展方式:按物料节点统计总能耗,按物料节点统计能源介质产耗。对于第一种扩展方式,设计了生产单元能耗侧线,伴随生产过程统计能耗。对于第二种扩展方式,引入了能流系统,在对能量系统本体抽象的基础上,设计了物料与能源产耗模型。然后,对领域本体和模型本体分别进行了扩展设计,从本体语义层面扩展了领域本体的概念和结构,对能流过程和耦合关系做出了抽象概括,使之能够对能流系统进行抽象表达。对于模型本体,扩展能流系统的同时,也对能耗模型进行了集成,扩展后的模型相较于传统模型具有能耗核算的能力。接下来,针对炼油厂生产过程和蒸汽动力系统对模型进行了实例化设计,通过应用本体映射和本体翻译的相关方法,建立了炼油过程能耗监控系统和能源产耗报表,并基于能耗结果对生产过程调度优化方案进行了引申。最后,文章总结了现有的研究工作内容,并对未来具有潜在意义的研究方向和领域进行了展望与思考。