基于產品形態(tài)的生命周期數(shù)據(jù)閉環(huán)管理研究.pdf

1、制造業(yè)是國家的基礎性、前沿性、支柱性與戰(zhàn)略性的產業(yè)，競爭的焦點是產品創(chuàng)新和服務。但是，受數(shù)據(jù)獲取和處理機制的影響，多數(shù)企業(yè)不能建立產品全生命周期信息庫，無法真正實現(xiàn)產品數(shù)據(jù)的無縫集成，以及新數(shù)據(jù)的快速獲取和舊數(shù)據(jù)的高效復用，阻礙了產品創(chuàng)新和服務的發(fā)展。本文基于數(shù)據(jù)交換、元模型、數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)追蹤追溯等技術和理論，從產品數(shù)據(jù)獲取、生命周期統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型和產品數(shù)據(jù)閉環(huán)算法等方面進行了研究，建立了產品數(shù)據(jù)閉環(huán)管理模式，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的有效獲取、集成

2、、供給和復用，擴大了數(shù)據(jù)使用范圍，提升企業(yè)的產品數(shù)據(jù)管理能力和效率，支持產品創(chuàng)新和服務的發(fā)展。
　　 在數(shù)據(jù)獲取的研究中，分析了產品數(shù)據(jù)內容、形式和狀態(tài)以及BOL、MOL和EOL三個階段的數(shù)據(jù)特點，總結了四種數(shù)據(jù)獲取方式，建立了數(shù)據(jù)交換模式，形成了數(shù)據(jù)獲取框架。在數(shù)據(jù)分析的基礎上，為了消除數(shù)據(jù)交換中的異構性，利用XML技術，建立了產品數(shù)據(jù)交換模式:樹、隊列、哈希表和元數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)結構用來管理數(shù)據(jù)狀態(tài)格式和數(shù)據(jù)邏輯格式，共同支持結構

3、化數(shù)據(jù)和非結構化數(shù)據(jù)的交換。搭建了數(shù)據(jù)獲取框架，涵蓋數(shù)據(jù)存儲、管理、傳輸和獲取，支撐主動提交、被動提交、集成獲取和自動獲取四種獲取方式，為數(shù)據(jù)獲取提供了可行的方案。
　　 在產品數(shù)據(jù)模型研究中，提出了產品形態(tài)，建立了產品形態(tài)分治的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，給出了數(shù)據(jù)模型的定制機制。產品在其生命周期中經歷了模型產品、設計產品和物理產品三種形態(tài)，產品形態(tài)的數(shù)據(jù)特點及其演化規(guī)律是產品生命周期數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理的決定因素。利用面向對象和分治的思想、UML

4、技術和元數(shù)據(jù)技術，建立了產品生命周期統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，由模型產品數(shù)據(jù)模型、設計產品數(shù)據(jù)模型和物理產品數(shù)據(jù)模型組成，這三個模型分別由單一數(shù)據(jù)模型、“核心數(shù)據(jù)模型+階段規(guī)則過濾器”、“核心數(shù)據(jù)模型+階段專有數(shù)據(jù)模型”的形式實現(xiàn);底層產品形態(tài)對象間映射管理產品進化關系，集成三個產品形態(tài)模型為一個整體。消除了產品形態(tài)數(shù)據(jù)管理模式的差異，實現(xiàn)整個生命周期數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性，有利于控制版本向上蔓延。為了適應業(yè)務不斷發(fā)展的需要，基于

5、元模型理論，提出了產品數(shù)據(jù)模型的定制機制。分析了可定制數(shù)據(jù)模型的內涵，研究了數(shù)據(jù)模型定制的實現(xiàn)技術。該機制擴大了數(shù)據(jù)模型的適用范圍，減少了二次開發(fā)工作量，幫助產品生命周期數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)快速實施。
　　 在產品生命周期數(shù)據(jù)閉環(huán)管理模式研究中，建立產品形態(tài)進化樹，提出了跨產品形態(tài)的閉環(huán)管理模式，給出了數(shù)據(jù)追蹤追溯的算法，實現(xiàn)產品數(shù)據(jù)同源和借用管理。產品形態(tài)進化樹管理模型產品、設計產品到物理產品的進化過程，利用產品形態(tài)進化矩陣，描述產品

6、內部的結構和對象信息，產品之間的零部件映射信息和同源、借用信息。建立了涵蓋模型產品、設計產品和物理產品的數(shù)據(jù)閉環(huán)管理模式，提出產品形態(tài)間屬性和結構獨立映射機制，形成相應的映射規(guī)則。研究數(shù)據(jù)追蹤和追溯的算法，包括產品對象和結構分別追蹤和追溯的數(shù)學模型以及映射矩陣關聯(lián)模型。給出了同源矩陣和借用矩陣，實現(xiàn)了設計零部件的同源和借用管理，以及物理零部件的模型同源和設計同源管理，使產品生命周期數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)能自動為相關的業(yè)務提供數(shù)據(jù)支持。
　　

7、 基于上述研究，探討了設計產品和物理產品典型數(shù)據(jù)相互支持的方法。在數(shù)據(jù)閉環(huán)管理模式的支持下，同源物理產品故障數(shù)據(jù)反饋到設計產品，形成了海量故障樣本，通過統(tǒng)計分析，獲得每種故障模式的故障頻率等級、危害程度等級、可檢測性等級和風險優(yōu)先數(shù)，實現(xiàn)設計故障模式及影響分析，支持設計改進。該方案將故障實例數(shù)據(jù)和潛在故障模式數(shù)據(jù)有效融合，提高分析的客觀性和準確性，幫助提升產品的可靠性。同時討論了維修對象到設計數(shù)據(jù)源頭的追溯方法。
　　 最后，