制造业信息化中异构数据集成探究

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1、制造业信息化中异构数据集成探究摘要：针对制造业信息化中存在的多种异构数据源问题,提出了一种基于XML的异构数据源集成系统框架，深入研究了关系数据库与XML的数据转换方式及数据查询处理等关键技术的实现。关键词：信息化；异构；数据集成；XML中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号:1009-3044(2012)28-6659-03随着信息化技术在制造业中的广泛应用，制造业信息化技术的发展趋势变为管理数字化、设计数字化、生产过程数字化、制造装备数字化，其信息化的建设已由单元系统应用逐步转向集成化应用。产品数据管理(product

2、datamanagement,PDM)技术基本上解决了企业内部CAD/CAPP/CAM等系统的集成问题，但在动态联盟环境下，要实现企业之间不同应用系统的动态集成和产品协同设计，需要建立一个支持公共数据模型的异构数据源集成系统。异构数据源集成系统可以为用户屏蔽已有的各种异构数据系统不同的访问方法，给用户提供一个访问多种异构数据源的公共接口和一个集成处理多种数据源的信息交互处理平台口］。随着计算机技术不断地发展，新的数据类型也不断出现，异构数据集成的研究工作也在不断地推进。目前，国内外很多专家在异构数据集成方面已开展了相关研究。BE

3、A公司推出BEAWebLogicEnterprisePlatform集成平台,支持将各种应用扩展和集成为端到端的业务流程[2]，微软推出了BizTakServer应用集成平台[3],东南大学研究的Versatile[4]在虚拟数据集成方面取得了很大的成果，赵毅提出了一种基于XML的数据集成系统框架XDIFrame[5],刘辉提出基于PDM系统的CAD集成系统的集成框架⑹，解决了PDM与CAD数据同时更新。从国内外的研究成果可以看出，不同数据集成模型追求的集成目标不尽相同，立足具体的应用领域，开发适合其业务需求的数据集成模型，为异

4、构数据集成的标准的形成具有重要的意义。在实现制造业信息化异构数据集成方面，成熟的中间集成平台软件还较少。本文提出了一种应用于制造业信息化中的异构数据集成模型，采用XMLSchema模型作为集成系统框架，可以集成制造业流水线上包括关系数据库系统、Web信息系统、文件系统等多种异构数据。1基于XML的异构数据集成模型为消除数据源在数据模式上的差异，采用中间件模式来表示不同信息源的数据，不需改变原始数据的存储和管理。利用XML作为数据交换的中间模式，可以屏蔽后台的多种数据源及用简洁的方式描述复杂数据，改善软件的互通性。基于XML中间件

5、的异构数据集成模型采用XMLSchema描述每个局部数据源的模式信息及全局模式信息，使用自顶向下逐步分解细化的查询方式对各关系型数据源进行数据查询，利用XQuery、SOAP等XML技术对异构数据的不同格式进行集成，实现多个客户端通过统一接口进行通信。整个体系结构分三层：应用层、集成中间件层、数据服务层。1）应用层：提供用户接口，根据具体的应用和用户计算环境，使用专用的客户端或Web浏览器对应用服务层进行数据访问，并且可以把集成中间层返回的XML格式数据转化为相应的显示格式展示给用户。不管应用是B/S还是C/S模式，只要遵循接口

6、层的接口规范，就可以透明而有效地操作底层各类数据源。2）集成中间件层：该层位于应用层和数据服务层之间，是实现异构数据集成的关键，向上为系统提供统一的数据模式和数据访问通用接口，向下协调各独立数据库的信息查询，同时还可进行数据与XML格式的转换，将数据存储到XML数据空间，并且维持XML数据空间与各异构数据源间的映射关系。3）数据服务层：是系统数据的提供者，数据源包括各种结构化数据源如关系数据库和面向对象数据库，半结构化数据源XML文档等信息。2制造业信息化中异构数据集成框架制造业信息化中的数据集成主要包括两种：一种是CAD/CA

7、M/CAPP系统之间的几何数据集成，此类数据可以通过国际标准或行业标准等来实现，且早已解决，另一种是非图形数据集成，如零部件属性及之相关联的其它文档数据[7]。根据基于XML的异构数据集成模型，结合制造行业异构数据环境，制造业信息化中异构数据集成框架如图1所示。其结构采用中间件架构，由数据资源层、集成数据层和应用层组成。图1制造业信息化异构数据集成框架1）集成数据层：位于应用程序（应用层）与数据资源层之间，是实现异构数据集成的关键，主要负责数据集成与查询处理。其中包装器负责和各数据源交互，中介器将全局查询映射到每一个局部模块，查

8、询处理器主要负责接受用户的查询请求，先把基于全局视图的查询转化为对各个局部视图的子查询，再将子查询交给每个包装器执行，最后把查询结并整合反馈给用户。集成管理器一方面负责对分布局部数据的增、删管理操作，通过全局映射管理每一个数据源,实现数据集成管理，另一方面负责局