面向产品全生命周期管理系统的增量式聚合开发实施方法研究

    3.2 增量式聚合开发实施过程形式化描述

    可用形式化语言描述增量式聚合PLM系统开发实施过程，定义

ACP=<T，IPMM(△tn)，PLMS(△tn)>。 (1)

    式中：ACP表示增量式聚合PLM系统开发实施，是一个三元组；T为项目的开发实施周期，T={△t1，△t2，△t3，…，△tn-1，△tn，△tn+1，…}，表示开发实施周期由各个时间片段组成；IPMM(△tn)为某一时间片段的集成产品元模型。

IPMM(△tn)=<ProM(0，△tn)，PreM(0，△tn)，ResM(0，△tn)，OrgM(0，△tn)>，△tn∈T。 (2)

    式中：ProM(0，△tn)表示在开发实施周期某个时间片段，由各种对象元素构成的产品元模型视图；PreM(0，△tn)，RegM(0，△tn)，OrgM(0，△tn)分别表示相应的时间片段，由各种不同对象元素构成的过程模型元视图、组织元模型视图和资源元模型视图。PLMS(△tn)表示某一时间片段的软件系统，则

PLMS(△tn)=C(IPMM(△tn))。 (3)

    式中：C表示某一时间段基于IPMM(△tn)驱动的PLMS(△tn)的开发实施，经过一定周期T的增量式聚合，最终，PLM系统对IPMM实例-具体产品的全生命周期管理，可用矩阵A表示：

    式中：Pro×Phasei表示在生命周期Phasei阶段PLM系统对具体产品的产品模型视图元素的管理关系。同理，其他矩阵元素分别描述不同阶段PLM系统对具体产品不同视图相应阶段的管理。因此，矩阵列描述了在生命周期特定阶段PLM系统对具体产品不同视图的管理，矩阵行描述了PLM系统对具体产品的某一视图的全生命周期管理。

4 模型层次结构

    IPMM作为系统实现的驱动模型，不仅要满足一定的语义规范，还要满足一定的业务规范。使用基于统一建模语言(Unified Modeling Language，UML)的元建模机制，不仅能满足语义规范要求，还能满足PLM系统的业务规范。即使用这种建模机制建立的反映企业特征的IPMM可以根据客户需求而相异，但描述PLM业务规范的元模型是一致的。结合PLM业务特性和IPMM的建模需求，本文在对象管理组织(Object Management Group，OMG)四个建模层次的基础上进行了修改，建立了的面向PLM系统的四层模型层次结构，如表2所示。

表2 四层模型层次结构

    其中，PLM元模型(Pro duct Lifecycle Management Meta-Model，PLMM)使用的每种元素是通过UML元模型定义的，UML元模型由元对象机制(Meta Object Facility，MOF)构造的实例构成，PLMM是比IPMM更高层次的抽象，它定义了面向PLM的企业业务对象和数据对象的描述元素，以及元素之间的关系和交互行为等，为其实例IPMM在语法和语义上提供了简单、一致、通用的定义性说明。使用PLMM能避免直接建模的复杂性，同时保证IPMM的正确性和建模的效率。以下对PLMM的部分元素进行说明。

    零件主记录(Part Master Record，PMR)在产品模型中，部件和零件分别具有各自的PMR；模型主记录(Model Master Record，MMR)记载与零部件有关的二维、三维模型业务数据；文档主记录(Document Master Record，DoMR)描述与零部件有关的资料文件如订单、需求说明、NC文档，生产信息，采购信息等业务数据；工程图主记录(Draft Master Record，DrMR)描述与零部件有关的工程图业务数据。模型元数据(Model Meta-Data，MMD)描述与零件有关的模型属性；文档元数据(Document Meta-Data，DoMD)描述与零部件有关的文档属性；工程图元数据(Draft Meta-Data，DrMD)描述与零部件有关的工程图属性。

    集成产品模型(Integrated Product Model，IPM)是IPMM的实例，是受PLM系统管理的具体产品的所有相关信息。图4描述了各种模型的建立和使用过程，IPMM的建立受UML语义和PLMM业务规范的指导，通过模型转化导入MDA工具，由MDA工具实现PLM系统，同时IPMM又受PLM系统的管理，系统通过IPMM在产品形成过程中实例化出IPM，PLM系统在运行过程中的需求可以直接返回IPMM，对IPMM进行改进。

图4 元模型驱动的PLM系统实现过程