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基于资源元模型的产品生命周期信息追踪方法研究

秦少君  
【摘要】:在制造业领域中,面向产品生命周期的信息追踪帮助企业追溯如加工原料、生产过程等产品历史信息,在产品发生质量问题时,支持查找、分析问题根源,提高产品的可靠性和安全性。同时,收集产品生命周期各个阶段的有用信息,确保其完整性和可追踪性,是挖掘、利用历史数据,从而得出产品制造优化策略的前提。因此,为制造业企业建立完备的产品生命周期信息收集、追踪机制已成为必然趋势。然而,传统制造企业缺乏系统的、有组织的产品生命周期信息管理体系,生命周期信息多分散于不同的子系统中,可能来自于多个数据源;此外,产品生命周期各个阶段的信息量不对称,涉及的产品信息属性不一致,需要统一的标准、模型支持信息的组织与收集。 针对以上问题,本文提出面向产品生命周期的信息模型,支持收集与组织产品生命周期信息,保证信息完备性、一致性和可追踪性。并在此基础上,结合Web服务技术,设计基于资源元模型的产品生命周期信息追踪方法。通过资源元模型的柔性配置与灵活控制,实现面向制造业的产品生命周期各阶段信息的集成与追踪。主要的研究工作包括: (1)基于资源元模型的产品生命周期信息追踪方法框架 框架分为三个层次,数据源连接层负责解析资源元模型中的数据源连接元数据,连接持久化着待集成与利用的产品生命周期信息的多个数据源,建立数据源与资源层的联系;资源元模型中间层基于面向产品生命周期的信息模型的设计,根据实际的应用需求,调用预定义的资源元模型操作集,将相关数据源元数据封装、配置为资源元文件,同时配置资源访问权限文件以控制资源访问权限;信息访问层将产品生命周期信息以REST资源服务的形式发布到网络环境中供外界使用,同时控制实现生命周期信息追踪的完整过程。 (2)面向产品生命周期的信息模型 根据制造业领域产品生命周期信息的特点,设计用于组织、集成生命周期信息的信息模型,由各个阶段的子模型构成。考虑产品生命周期中产生信息的关键业务操作,将其映射为信息模型上的操作集合,并基于此设计了各阶段的子模型转换规则,使子模型成为一个连续的整体。 (3)可配置资源元模型的映射机制 分析单一数据源中的元数据,设计数据源元数据到基本资源的映射方法;在此基础上,基于资源对象间关系,设计了一套面向多数据源的资源层上的操作方法,可根据应用需求,快速、柔性地配置复杂资源元模型,以灵活地在资源层面上组织产品生命周期信息。 (4)基于Web服务的资源访问控制及实现机制 设计在资源元模型控制下,将产品生命周期信息映射、组织为实例资源的方法。最终,封装REST资源服务操作,将产品生命周期信息以资源实例的形式返回到REST服务客户端,达到生命周期信息追踪的目的。 最后,根据本文所提出的方法,设计并实现了一个基于资源元模型的产品生命周期信息追踪系统。以某航天制造厂的产品制造流程为例,使用原型系统集成、追踪流程中产生的产品生命周期信息,对追踪方法的可行性进行了验证。


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