元模型驱动的产品生命周期管理系统的设计与实现_pdm-plm_产品创新数字化(plm)_292

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1、元模型驱动的产品生命周期管理系统的设计与实现_PDM/PLM_产品创新数字化(PLM)0引言   传统的应用系统集成模式是在信息、过程和服务等层次上实现的。面向信息的集成用来解决企业内应用和系统间的数据共享与交换，具体的实现方式有数据复制、数据联邦和基于接口的信息集成方式等；面向过程的集成(实现业务过程逻辑和应用逻辑相分离)是通过工作流引擎对企业内业务流程模式的执行，实现业务应用数据和信息在不同应用、子过程或执行任务的人员之间流动；面向服务的集成是为实现企业间具有松散耦合关系的不同应用间互操作提出的一种动态集成方式。但上述不同层次上的集成方法缺乏统一模式，集成工作量大、集成效率低。

2、以产品生命周期管理(ProductLifecycleManagement，PLM)系统为代表的集成应用系统的发展，对集成方法提出了新的要求。   信息系统实质上是现实系统在信息空间的影射，通过建立现实系统组成部分(或要素)及其相互关系在信息系统中的影射关系，将现实系统组成部分(或要素)及其相互关系转换为信息系统的对象(实体)及其相互关系，构造出信息模型。基于元模型的应用系统集成方法提高了用户构造大规模应用系统的能力。元模型驱动的开发模式减少了业务模型发生更改时，对组件内部逻辑和外部接口进行修改的工作量，并方便地实现应用开发从一种平台到另外一种平台的切换，这种元模型驱动的开发方法已引

3、起业界关注。在标准方面，对象管理组织(ObjectManagementGroup，OMG)开展了模型驱动体系结构(ModelDrivenArchitecture，MDA)的定义工作；在实践上，一些应用系统的研究和开发引人了MDA机制。   本文研究采用元模型作为PLM系统进行集成的方法，在元模型的基础上构造应用，并对元模型进行解析，使不同应用系统能在元模型层次上交换数据信息。在统一模型的基础上，进一步实现元模型到开发环境的映射和转换，建立元模型驱动的开发方法。1系统总体结构   PLM以产品的整个生命周期过程为主线，在产品数据管理(ProductDataManagement，PDM

4、)的基础上，融合协同产品商务(CollaborativeProductCommerce，CPC)中的协同工作模式和协同工具，并有效集成企业中的各种应用系统，从而成为支持企业运行的统一的集成平台。在此平台上，PLM提供企业间的应用集成方法，通过企业集成门户(EnterpriseIntegratedPortal，EIP)支持企业之间开展信息交互和电子商务活动。   元模型驱动的PLM体系结构(如图1)以元模型(metamodel)为核心，使PLM系统具有更好的开放性和集成性。支持PLM系统的元模型表示需要解决的关键问题有：具有规范语义的元模型、图形化建模环境、存储模型信息的知识库、对知

5、识库的访问和管理和通用模型与应用系统数据模型的映射等。其中，知识库及相应的元模型是统一数据模型的核心，元模型与知识库通过各种接口与前、后端应用系统进行交互。             图1元模型驱动的PLM体系结构   支持PLM系统的元模型采用统一建模语言(UnifiedModelingLanguage，UML)进行构造。大量的模型最终存放在知识库中，表示模型的数据格式采用可扩展标记语言(eXtensibleMarkupLanguage，XML)。因此，UML建模环境下构造的图形化数据模型需要转换成字节流格式。转换过程中采用数据流交换格式(Stream一basedModelInte

6、r-changeFormat，SMIF)实现基于XML的元数交换(XML—basedMetadataInterchange，XMI)的功能，目的是建立不同知识库、中间件、工具之间的标准交换机制。转换的实现需要XML文档类型定义(DocumentTypeDefinition，DTD)生成规则和XMLdocument生成规则两方面的支持，前者针对编码元数据生成XMLDTD，后者把元数据解释成与XML兼容的格式。DTD与XML分离的优点在于DTD可以存储在本地，数据交换只需传递XML文件。   模型管理与应用主要包括：①对模型的访问和调用；②应用系统模型与元模型的交互。对模型的管理和应用

7、，关系到PLM系统能否集成在统一的元模型下，因此，各类管理工具和接口转换工具是必不可少的。PLM在开发时会选择一种具体的开发技术，实际可供选择的开发平台有很多，主流的包括J2EE/公共对象请求代理体系结构(CommonObjectRequestBrokerArichitecture，CORBA)/Webservices/.Net等，这些开发平台体系结构各不相同，在模型到接口的转换过程中，需要针对每种开发平台分别提供模型转换服务。如针对Webserv-ices，从模型中