产品信息共享的相关基本理论与关键技术研究

【摘要】： 网络技术的发展给制造业带来了深刻的革命,使网络化制造这一先进的制造模式得到了迅猛的发展。网络化制造强调企业各部门之间的协作和产品开发全生命周期内的信息共享,并以此达到缩短产品开发周期、降低产品开发成本、提高产品开发质量和增强企业市场竞争力的目的。由于产品信息具有分布性、动态性和异构性等显著特征,使得产品信息在统一、透明、无缝和高效共享方面面临着难题。与此同时,由于产品信息的共享与交换通过Internet来实现,而Internet是一个开放的网络,任何人、任何组织都可以自由加入,因此产品信息在共享过程中的安全也面临着严重的威胁。本文以解决上述问题为目标,依托国家自然科学基金等项目,按照“研究相关理论、突破关键技术和解决实际问题”的技术路线,对产品信息共享的相关理论和关键技术进行了深入研究,主要工作如下: (1)首先研究了产品信息共享的概念模型、控制模型、共享层次和产品信息库的构建理论以及产品信息共享的服务质量衡量指标。然后研究了产品信息建模的基本理论和相关关键技术,提出了一个基于STEP(Standard for theExchange of Product Model Data)的通用产品建模框架(Generic Product ModellingFramework,GPMF)。该框架可以为不同类型的产品提供一种通用、标准、中性的机制对产品开发过程的不同阶段的产品信息进行建模,使得不同的应用系统或程序可以对同一信息模型根据自身需求进行存取,是实现产品开发全生命周期内的产品信息共享的基础。 (2)基于GPMF框架,以注塑产品为例,建立了产品开发全生命周期内所有产品信息的集成数据模型,并根据一定的映射规则,将这些产品信息模型映射到数据库中,开发了一个关系型的产品信息数据库,实现了产品信息数据的统一存取与管理。以产品信息数据库为核心,设计开发了一个集中式产品信息共享原型系统,使得用户可以通过Internet/Intranet方便的对产品信息数据库的信息进行访问、搜索、编辑、修改和管理,从而实现了产品信息的共享。 (3)在分析了制造网格(Manufacturing Grid,MGrid)的内涵与基本理论的基础上,创建了包含分布式信息聚合层、网络层、协议层、信息管理层、网格服务中间件层、网格应用层、网格门户在内的侧重于产品信息共享的七层MGrid体系结构。基于MGrid体系,设计了一个分布式产品信息共享原型系统,该系统能提供一个高效的、动态的、安全的信息共享平台,实现不同地域、不同格式、不同内容的产品信息的无缝共享与交换。为了提高系统的性能,还研究了基于工作流的网格服务集成技术和分布式信息并行查询技术。 (4)在分析了产品信息安全共享所面临的问题的基础上,对保证产品信息安全共享的相关关键技术进行了研究,提出了一个产品信息共享的信息安全体系,该体系可以控制用户的登录操作、对登录产品信息共享系统的用户进行身份验证、根据用户所分配的权限严格控制用户的访问操作、对共享的产品信息的版权进行保护、并且对用户对产品信息数据库的操作进行安全审计。基于该信息安全体系和集中式产品信息共享原型系统,设计了一个产品信息安全共享原型系统。分别对原型系统的体系结构、逻辑结构和功能模块进行了设计,并给出了典型模块的运行实例,验证了系统的可行性。