基于XML Web Services的協(xié)同設(shè)計(jì)通信相關(guān)支持技術(shù)研究.pdf

1、隨著世界市場的競爭日劇激烈，現(xiàn)代企業(yè)的生存與發(fā)展面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)日益成為企業(yè)贏得競爭的關(guān)鍵因素，產(chǎn)品的用戶需求和市場需求越來越個性化、多樣化，在這種形式下，企業(yè)應(yīng)充分利用以Internet網(wǎng)絡(luò)為核心的信息技術(shù)，用新的設(shè)計(jì)和制造模式來提升自己的市場競爭力，實(shí)現(xiàn)對分布的信息資源的快速調(diào)集和利用，形成基于網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)內(nèi)部或者企業(yè)之間團(tuán)隊(duì)化協(xié)同設(shè)計(jì)、制造模式。以Internet為基礎(chǔ)，越來越多的異地企業(yè)、設(shè)計(jì)資源、設(shè)計(jì)人員開始組織

2、起來，進(jìn)行合作及共享數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)。同時，越來越多的企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時，要求其供應(yīng)商也參與產(chǎn)品的開發(fā)，供應(yīng)商、合作伙伴能在第一時間得到一致的產(chǎn)品信息，并利用這些信息展開實(shí)時的協(xié)同開發(fā)：包括協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)，進(jìn)行干涉檢查，模擬運(yùn)動仿真，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程評審，交流設(shè)計(jì)思想等，有利于減少工程變更、削減成本及加速上市時間。 但是，現(xiàn)有企業(yè)間計(jì)算機(jī)軟、硬件信息平臺大多為異構(gòu)平臺，協(xié)同過程中涉及的大量產(chǎn)品信息由不同應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用軟件或同一

3、應(yīng)用領(lǐng)域的不同應(yīng)用軟件產(chǎn)生，因此，只有使用一種通用的數(shù)據(jù)描述方式，遵循統(tǒng)一的普遍支持的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，使來自不同信息源的異構(gòu)異類信息能夠動態(tài)結(jié)合，并以一種統(tǒng)一的、可互換的方式表達(dá)，才能實(shí)現(xiàn)異構(gòu)大量信息的共享和交換。目前已有的較成熟的分布式網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)，大多只實(shí)現(xiàn)了局域網(wǎng)內(nèi)完整數(shù)據(jù)交換，對于廣域網(wǎng)結(jié)構(gòu)和跨平臺情況下的數(shù)據(jù)交換問題解決得不是很完善，設(shè)計(jì)研究相對來說較少。 XMLWebServices技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)的發(fā)展提供

4、了廣闊的應(yīng)用前景。目前，采用WebServices進(jìn)行產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)制造的研究在國外的研究處于初步階段，國內(nèi)也比較少，還沒有形成完整的理論。例如，目前有不少的協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)提供自己的客戶端桌面工具與服務(wù)器端連接，客戶端需要安裝客戶端程序，這對異構(gòu)環(huán)境下的分布式系統(tǒng)來說，并不是一種好的選擇。如果能利用XMLWebServices技術(shù)來改善跨平臺協(xié)同設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)交互，將具有重要意義。 協(xié)同設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)多個設(shè)計(jì)主體之間的協(xié)作，所以多個用戶之間的

5、數(shù)據(jù)交換與傳輸是非常頻繁的。對于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，如何保障大量異構(gòu)信息在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行安全高效的數(shù)據(jù)交換及協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)信息的動態(tài)共享，并以一種統(tǒng)一的、可互換的方式表達(dá)，通信是關(guān)鍵因素。SOAP協(xié)議(SimpleObjectAccessProtocol，簡單對象存取協(xié)議)提供了這樣一個普遍支持的標(biāo)準(zhǔn)，允許在不同平臺上、以不同語言編寫的各種程序以基于該標(biāo)準(zhǔn)的方式相互通信，同時提供盡可能最大的伸縮性。SOAP的詳細(xì)定義是“SOAP是一種基于XML的、用于在

6、Web上交換結(jié)構(gòu)化和類型信息的簡單的輕量協(xié)議”。與之前的CORBA和DCE相比，SOAP方法要簡單得多，因此要實(shí)現(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)兼容的SOAP，障礙也要少得多?，F(xiàn)在，多數(shù)大的軟件公司都提供SOAP實(shí)現(xiàn)方案。如Borland公司從Delphi6.0版本開始，就已經(jīng)提供了內(nèi)置的SOAP支持，微軟提供了SOAPSDK，同時未來的.Net平臺將會提供更多的支持。IBM則提供了基于Java的SOAP實(shí)現(xiàn)。 協(xié)同設(shè)計(jì)信息安全性的保障主要包括傳輸中信

7、息安全保障和數(shù)據(jù)存取安全保障。SOAP協(xié)議中，已經(jīng)有了相應(yīng)的SOAP規(guī)范定義傳輸中信息的安全性問題，為調(diào)用Web服務(wù)提供額外的安全保護(hù)功能。WS-Security規(guī)范定義了一套完整的加密系統(tǒng)，而WS-License規(guī)范定義了相應(yīng)的技術(shù)，以保證調(diào)用者的身份標(biāo)識，并確保只有授權(quán)用戶才可以使用Web服務(wù)。數(shù)據(jù)存取安全性方面的研究目前主要有數(shù)字水印、訪問控制等方式。在一種強(qiáng)健的身份驗(yàn)證機(jī)制已經(jīng)被建立的情況下，我們目前工作的重點(diǎn)是清楚的說出一種訪

8、問控制策略，特別是對于立體產(chǎn)品模型的信息共享與交換。身份驗(yàn)證和訪問控制服務(wù)是不同的。身份驗(yàn)證一般用來確定用戶身份的正確性，訪問控制是有訪問權(quán)限的用戶對系統(tǒng)資源、計(jì)劃、過程、或者其它系統(tǒng)有限訪問的過程。有關(guān)訪問控制的很多資料描述了如何訪問和控制的高水平策略，和執(zhí)行那些策略的低水平機(jī)制。如以格為基礎(chǔ)的強(qiáng)制性的訪問控制(DAC，LBAC，和MAC)?；诮巧脑L問控制(RBAC)在協(xié)同設(shè)計(jì)中的應(yīng)用目前來講，還是一個較新的研究領(lǐng)域。 本

9、研究中，我們針對以上提出的對協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)異構(gòu)數(shù)據(jù)交換平滑、實(shí)施簡單、通信順暢、安全等需求和現(xiàn)有協(xié)同設(shè)計(jì)的相關(guān)研究成果及存在的問題，將XMLWebServices技術(shù)應(yīng)用到協(xié)同設(shè)計(jì)中，從三個通信相關(guān)支持技術(shù)方面展開研究，提出了一個Internet框架下基于XMLWebServices的協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)。論文主要側(cè)重于理論研究，同時結(jié)合了部分系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)來論述。主要工作如下： 1.根據(jù)廣域網(wǎng)內(nèi)設(shè)計(jì)各方平臺異構(gòu)的特點(diǎn)，本研究中，我們利用XM

10、L的靈活性，提出了把協(xié)同數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為XML格式存儲和交互(客戶端與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端)，按照產(chǎn)品的特征模型建立設(shè)計(jì)資源數(shù)據(jù)庫的思想。該思想使用XML作為數(shù)據(jù)庫接口，能最大限度地減少對數(shù)據(jù)的操作，縮短數(shù)據(jù)交付時間，從而解決異構(gòu)平臺數(shù)據(jù)平滑交換的復(fù)雜性問題。為了保證更好的協(xié)同性，同時增加了XSLT技術(shù)的使用，用于不同語言的轉(zhuǎn)換，可更好的解決協(xié)同性問題。 2.提出并構(gòu)建了一個基于XMLWebServices技術(shù)的Web服務(wù)平臺。 針

11、對Internet環(huán)境下跨平臺協(xié)同設(shè)計(jì)的廣泛市場需求前景，本研究中，我們以微軟的Microsoft.NET為平臺，構(gòu)造了基于XMLWebServices的XMLWeb服務(wù)器，向應(yīng)用程序提供所需的服務(wù)。這樣，利用Web服務(wù)技術(shù)，所有參與的企業(yè)均可通過定義一組正式的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品信息和合法Web資源的訪問，擴(kuò)大了協(xié)同用戶和信息共享范圍。通過實(shí)例演示了客戶端應(yīng)用程序如何實(shí)現(xiàn)異步調(diào)用多個服務(wù)，及服務(wù)失敗時采取的策略。 23.提出了一個

12、改進(jìn)的基于角色-模型的存取控制機(jī)制。 對異構(gòu)企業(yè)之間的通信而言，信息共享僅是圍繞某一產(chǎn)品設(shè)計(jì)項(xiàng)目組建的暫時性聯(lián)系，同時又可能存在激烈的競爭，因此對于協(xié)同中的企業(yè)而言保障產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息的安全性是十分重要的。本研究中我們主要對對設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的安全存取展開研究。采取基于角色-模型的存取控制機(jī)制，對不同級別的用戶采取不同的權(quán)限。通過協(xié)同設(shè)計(jì)中的合理的存取控制策略，由多組織合作引起的安全性就會大大提高。我們認(rèn)為，該方法具有通用性，在支持標(biāo)準(zhǔn)SQ

13、L的關(guān)系數(shù)據(jù)庫中均可實(shí)現(xiàn)，也適用于其他系統(tǒng)的權(quán)限管理。 我們認(rèn)為，該系統(tǒng)將異地異構(gòu)企業(yè)間協(xié)同工作的特點(diǎn)和XMLWebServices的特點(diǎn)結(jié)合起來，建立了Internet環(huán)境下的企業(yè)間協(xié)同工作框架，為在異地企業(yè)間協(xié)同設(shè)計(jì)建立了一個簡單易實(shí)現(xiàn)、跨應(yīng)用和可重用的服務(wù)環(huán)境，使協(xié)同設(shè)計(jì)的異構(gòu)各方能夠?qū)υO(shè)計(jì)流程進(jìn)行科學(xué)管理，不僅能夠進(jìn)行較為安全、實(shí)時的產(chǎn)品共享，還支持協(xié)同設(shè)計(jì)制造中復(fù)雜的事務(wù)處理和邏輯運(yùn)算，順利完成產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)任務(wù)。