面向产品生命周期数据的XML本源数据库的研究

论文摘要

产品数据的共享和交换是实现企业信息化的关键技术之一。当前,建立在关系数据库基础之上的产品数据存储和交换是人们实现上述目标的主要方法。但产品数据类型复杂且具有对象特征,同关系模式不匹配。因此,在关系数据库中实现时要进行关系数据和对象数据之间的模式转换,难以保证产品数据的一致性和完整性,并且在异构网络和跨地区的系统集成中不够灵活方便。进入21世纪,并行工程、虚拟企业、全球制造、绿色制造等新的制造理念将彻底改变传统的制造模式。为了适应新形势发展的需要,企业信息系统的集成对产品数据的共享和交换又提出了更高的要求。一方面,需要共享的数据将覆盖产品的全生命周期。另一方面,产品数据要求在异构网络、异构系统和不同企业间实现共享和交换。建立在关系数据库基础上的产品数据集成方案显然已不符合新的需要。 可扩展标记语言（XML）是W3C组织推荐的数据表示语言,受到了人们的广泛重视,已渐渐成为网络间数据交换的事实标准。XML技术为实现异构网络下产品数据的共享和交换提供了新的解决方案。伴随着XML技术产生的XML本源数据库（NXD）是一种新的数据库,尽管技术上还不成熟,但在存储XML数据和具有对象特征的产品数据方面具有非常大的优势。构建专门用于存储产品全生命周期数据的XML本源数据库,将有可能成为解决产品数据共享和交换问题的新办法。由于XML本源数据库刚刚产生不久,人们对它在产品数据存储方面的应用研究几乎没有见到。论文利用XML相关技术,围绕着建立以存储产品生命周期数据为目的的XML本源数据库进行了深入的研究。论文的研究不仅为产品数据共享和交换提出了新方法,而且为建立产品数据的国际XML标准提供启示和帮助。本论文的主要内容和创新为: （1）提出了建立面向产品生命周期数据的XML本源数据库（PLM-NXD）管理系统的思想。在对XML数据库和产品生命周期数据研究的基础上,首次提出了建立专门用于管理产品生命周期数据的特殊类型的NXD。PLM-NXD具有一般NXD管理XML数据的功能,同时又是专门为管理产品数据而设计的。对它的研究为产品数据的管理提供了一种新的解决方案。 （2）建立了产品生命周期数据的XML模式结构。XML是当前网络下数据交换的重要手段,统一的模式结构是利用XML技术实现网络下产品数据共享的基础。建立产品生命周期数据的XML模式不仅有利于PLM-NXD系统的建立,也保证了不同系统间产品XML数据的一致性,有利于实现产品数据的共享,有利于建立产品生命周期数据的国际XML标准。以构建的产品数据对象UML模式为基础,建立了产品生命周期数据的XML模式,包括:产品数据总XML模式、产品结构与文档数据的XML模式、项目数据XML模式、工作流数据XML模式、团队数据XML模式等。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 产品生命周期数据的管理
• 1.2.1 基本概念
• 1.2.2 产品数据管理中的数据库技术
• 1.2.3 基于XML的产品生命周期数据交换技术
• 1.3 产品数据在XML本源数据库中的存储
• 1.3.1 XML数据的存储
• 1.3.2 XML本源数据库
• 1.3.3 面向产品生命周期数据的NXD
• 1.4 相关问题的研究现状
• 1.4.1 产品生命周期数据的建模技术
• 1.4.2 NXD的关键技术
• 1.5 课题来源及本文的研究内容
• 1.5.1 课题来源
• 1.5.2 研究的意义
• 1.5.3 主要研究内容
• 1.6 论文结构
• 第二章 面向PLM的XML本源数据库：PLM-NXD
• 2.1 产品生命周期管理概述
• 2.1.1 PLM的概念
• 2.1.2 PLM的功能和结构
• 2.2 NXD简介
• 2.1.1 NXD定义
• 2.1.2 NXD的数据存储架构
• 2.2.3 NXD的特点分析
• 2.3 PLM-NXD的概念
• 2.4 PLM-NXD的功能分析
• 2.5 PLM-NXD的应用
• 2.5.1 敏捷制造的数据库结构
• 2.5.2 企业间集成的数据交换方法
• 2.5.3 PLM-NXD应用于局部数据库
• 2.5.4 PLM-NXD应用于全局数据库
• 2.6 PLM-NXD同其它数据库比较
• 2.6.1 关系数据库
• 2.6.2 面向对象数据库
• 2.6.3 关系数据库和对象数据库的应用差异
• 2.6.4 对象数据库和XML本源数据库的联系
• 2.6.5 XML本源数据库的优势和发展前景
• 2.7 PLM-NXD的实现技术
• 2.8 本章小结
• 第三章 PLM-NXD数据管理技术
• 3.1 PLM-NXD数据模式
• 3.1.1 半结构化数据
• 3.1.2 对象交换模型OEM
• 3.1.3 XML数据的图表示法
• 3.1.4 PLM-NXD数据模型
• 3.2 PLM-NXD数据编码
• 3.2.1 编码方法综述
• 3.2.2 PLM-NXD的K倍遍历编码
• 3.3 PLM-NXD索引
• 3.3.1 索引方法综述
• 3.3.2 PLM-NXD索引体系结构
• 3.4 NXD的数据解析
• 3.4.1 SAX
• 3.4.2 DOM
• 3.4.3 StAX解析
• 3.5 本章小结
• 第四章 PLM-NXD查询技术
• 4.1 路径查询
• 4.1.1 基于路径的查询
• 4.1.2 正则路径表达式
• 4.2 XML查询语言
• 4.2.1 语义学描述
• 4.2.2 XPath
• 4.2.3 XQuery
• 4.3 PLM-NXD查询语言
• 4.3.1 扩展的XQuery
• 4.3.2 对象表达式
• 4.3.3 查询实例
• 4.4 本章小结
• 第五章 产品生命周期数据的XML模式
• 5.1 概述
• 5.2 XML的建模技术
• 5.2.1 DTD
• 5.2.2 XML模式
• 5.3 产品生命周期数据
• 5.4 产品生命周期数据的整体模式
• 5.4.1 产品数据的对象模式
• 5.4.2 产品数据的XML模式
• 5.5 产品结构与配置数据
• 5.5.1 BOM的结构
• 5.5.2 BOM的多视图
• 5.5.3 BOM的UML表示
• 5.5.4 BOM的XML模式
• 5.6 项目数据
• 5.6.1 项目的概念
• 5.6.2 项目的生命周期
• 5.6.3 项目管理的概念
• 5.6.4 项目管理系统
• 5.6.5 项目管理的数据模型
• 5.6.6 项目数据的UML表示
• 5.6.7 项目数据的XML模式
• 5.7 工作流数据
• 5.7.1 工作流的概念
• 5.7.2 工作流管理系统
• 5.7.3 作流的建模
• 5.7.4 工作流数据结构
• 5.7.5 工作流数据的UML表示
• 5.7.6 工作流数据的XML模式
• 5.8 团队数据
• 5.8.1 团队的概念
• 5.8.2 团队数据结构
• 5.8.3 团队数据的UML表示
• 5.8.4 团队数据的XML模式
• 5.9 本章小结
• 第六章 PLM-NXD实现
• 6.1 总体架构
• 6.2 产品结构与文档数据的存储
• 6.3 项目数据的存储
• 6.4 团队数据的存储
• 6.5 其它主要功能
• 6.6 存储实例
• 6.6.1 BOM数据的特点
• 6.6.2 关系数据库实现BOM的方法及特点
• 6.6.3 对象数据库实现BOM的方法及特点
• 6.6.4 PLM-NXD存储BOM的方法及特点
• 6.6.5 三种数据库存储BOM的比较
• 6.7 本章小结
• 第七章 结论和展望
• 7.1 论文总结
• 7.2 未来工作展望
• 参考文献
• 作者在读期间发表的学术论文