产品信息共享的相关基本理论与关键技术研究

发布时间：2020-07-14 04:32

【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。
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH164
【图文】：

网络模型,产品信息共享,信息资源,场所

企业内部的产品信息分布在不同的部门，这些信息产生于不同的制造系统。从全局产品信息共享的角度看，信息的地域概念己越来越模糊，而且信息本身也不具有某一部门的特性，因此产品信息共享具有良好的透明性。图2一1所示的是一个分布式信息共享网络模型[’ 02](MeshmodelforDistributedIn允rmationresource，MDI)o一个MDI是一个三元组MDI一仁，I，月。其中，L、I、F分别为场所集、信息资源集和变迁关系集。场所l信息资源实体ie共享信息资源实体sie迁移关系f图2一1分布式资源共享网络模型定义1场所(Location，L)是信息资源所处的位置，它可以是地点、部门，也可以是系统，L是场所的集合，即L二{l】

模式图,产品信息共享,集中控制,模式

武汉理工大学博士学位论文①集中式控制模式如图2一2(a)所示，集中式控制模式是对信息进行递阶控制的方式I’03，’04]。集中式控制模式将各被控制对象及其外部相关信息，都集中在一个控制中心，由中央控制器对任务和资源进行统一调度和分配。根据系统状态和控制任务的信息，控制中心产生控制信号，并将这些控制信号发送给各个受控对象。图2一3为典型的集中式产品信息共享模式【’”5]。集中式产品信息共享的特点是使用单一的产品信息库，对各个子系统产生的信息进行集中管理和控制。如图2一3所示，在产品开发全生命周期中，产品设计、工艺设计、制造、加工装配、采购、销售和服务等各个业务活动产生的有关产品数据都集中存放在一个产品信息库中，由 pDMS(ProductDataManagementSystem)系统统一管理。图2一3产品信息共享的集中控制模式②分布式控制模式如图2一2伪)所示

模式图,产品信息共享,分布式控制,模式

图2一4产品信息共享的分布式控制模式③集中分布式控制模式集中分布式控制模式是将集中式和分布式相结合的控制模式。如图2一2(c)所示，各子系统保持自治性，有自己的控制中心，通过中央控制器对它们进行总体协调，而子系统内部事务由其自己的控制中心来处理。这种有分有合的控制方式，既可以实现局部系统优化，又可以达到全局优化的目的。图2一5是在图2一4的基础上改进的产品信息共享模式，采用了集中分布式结构。制造企业的部门A、部门B和部门C组成一个产品开发团队，A为团队负责部门。每个部门均有本地的PDMS系统和认七b服务器，本地PDMS系统负责本部门的产品信息管理和控制，W七b服务器承担向外发布信息和数据通讯的任务。设在部门A的中央服务器对整个团队内的产品资源发布和更改起集中管理、转换和协调作用

【引证文献】