基于塔形BOM架构的个性化产品生命周期数据协同方法及应用

技术领域

本发明属于数据集成领域技术，特别是一种基于塔形BOM架构的个性化产品生命周期数据协同方法及应用。

背景技术

“设计图纸”、“BOM清单”、“生产流程”、“采购信息”和“库存状态”等个性化产品生命周期中的关键数据在不同平台和业务主体间流转频繁，数据内容与格式千差万别，导致数据难以有效协同和共享，形成了信息孤岛，制约了个性化产品的服务效率。目前解决该问题的方法集中于开发基于中间件的数据集成方式、面向服务架构的数据平台和基于元模型的数据统一管理模式。中间件集成方式无法实现跨平台集成，并且随着业务的不断扩展，接口实现过程越来越困难。面向服务的架构对数据集成技术的开发忽略了对产品生命周期中过程性数据实时性和一致性的考虑，且缺乏统一数据标准导致不同功能平台连接困难。元模型方法对数据统一模型的搭建偏于理论且建模数据粒度往往大于工业界真实的数据资源粒度。因此，亟需构建一种贯穿个性化价值链闭环，且满足数据实时性、齐套性和复用性的数据集成共享方法来实现个性化产品生命周期数据的协同。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种基于塔形BOM架构的个性化产品生命周期数据协同方法，通过构建塔形BOM数据集成体系，构建塔形BOM数据集成体系下的数据标准和表单连接关系，构建映射规则库对映射规则进行存储和管理，将映射规则封装成标准的适配器，通过适配器进行数据转换，以实现个性化产品生命周期多源异构数据的集成与共享。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

本发明一方面，提供一种基于塔形BOM架构的个性化产品生命周期数据协同方法，包括以下步骤:

对个性化产品的物料及其相关信息，从物料树结构关系和所处生命周期两个维度构建塔形BOM的数据集成体系；

构建塔形BOM数据集成体系下的数据标准和表单连接关系；

构建映射规则库，对映射规则进行存储和管理；

将映射规则封装成标准的适配器；

通过适配器实现个性化产品生命周期多源异构数据的转换集成与共享。

优选地，根据物料树结构关系构建塔形BOM的数据集成体系，将产品的BOM划分为产品—模块—部件—零件四个层级，对个性化产品进行模块划分，包括通用模块和差异化模块；进一步对部件层级进行多层部件级划分，直到划分至不可再分的最小单元零件层级，对所有物料信息进行结构编码。

优选地，根据所处生命周期构建塔形BOM的数据集成体系，对个性化价值链全域信息进行提取，集成包括设计维、工艺维、采购维、制造维和售后维生命周期的五个关键维度的BOM信息。

优选地，构建塔形BOM体系下的数据标准是将塔形BOM体系分为主BOM表和五维BOM表，对各BOM表进行字段定义，定义字段的名称、数据类型、数据长度、描述和要求的统一数据规范。

优选地，主BOM表和五维BOM表之间通过设定的外键建立关联关系。

优选地，构建映射规则库中映射类型包括字段映射、数据类型映射、语义映射和值域映射；映射规则以元数据的形式存储在映射规则库中，映射规则以映射规则模板的形式描述，模板包括源表字段、目标表字段、映射模式和映射规则函数公式。

优选地，映射规则库的构建过程为：按字段映射、数据类型映射、语义映射、值域映射的顺序依次判断各字段转换的异构类型，与映射规则库中已有的映射模板进行匹配，若一致，则生成相应的映射规则实例；若不一致，则对各字段转换的异构类型进行解析，创建新的映射模板并存储于映射规则库中，然后生成映射规则实例。其中语义映射和值域映射顺序可以互换。

优选地，将映射规则封装成标准的适配器，通过定义标准的适配器接口为上层数据交换提供统一的底层接口，新数据源的接入仅需增加适配器。

优选地，在通过适配器实现个性化产品生命周期多源异构数据的转换集成过程，针对源数据源中的每一个字段，自动调用相应的映射规则函数进行数据转化处理，最后输出统一数据表单。

本发明另一方面，提供了所述方法在汽车产品中的应用。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下有益效果：

1.本发明实现了个性化产品全生命周期多源异构数据的集成统一。创新性地提出了塔形BOM架构，将来自不同企业主体、不同生产业务系统的多源异构BOM数据集成为统一标准化的塔形BOM架构，确保产品全生命周期数据的标准性和一致性，实现了全价值域数据的集成管理。

2.本发明增加了个性化产品经验知识重用性。运用模块化思想，当新的客户需求产生时，通用的模块级BOM数据可以直接利用已有的知识积累，只对个性化的部分进行重设计，这样不仅可以快速生成产品BOM，而且能直接获取产品通用部分的设计、工艺等信息，减少从零开始的重复工作，增加了BOM的复用性。

3.本发明保障了产品物料齐套性。通过物料统一编码的层级关系清楚表达零部件之间的结构树关系，确保产品各层级零件的唯一标识性，为物料的准时完工生产和齐套供应提供保障，缩短交货期。

4.本发明提供了一种数据映射转化机制，通过构建映射规则模板，判断异构类型，生成映射规则实例等一系列过程实现多源异构数据的自动转换映射。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1是本发明实施例的基于塔形BOM架构的个性化产品生命周期数据协同方法流程图；

图2是本发明实施例的塔形BOM数据集成体系图；

图3是本发明实施例的BOM层级结构示意图；

图4是本发明实施例的映射规则库构建流程图；

图5是本发明实施例的映射机制原理图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

图1是本发明实施例的基于塔形BOM架构的个性化产品生命周期数据协同方法流程图。通过构建塔形BOM数据集成体系，构建塔形BOM数据集成体系下的数据标准和表单连接关系，构建映射规则库对映射规则进行存储和管理，将映射规则封装成标准的适配器，通过适配器进行数据转换，实现个性化产品生命周期多源异构数据的集成与共享。图2是本发明实施例的塔形BOM数据集成体系图。

本发明基于塔形BOM架构的个性化产品生命周期数据协同方法包括以下步骤：

步骤1，对个性化产品的物料及其相关信息，从物料树结构关系和所处生命周期两个维度构建塔形BOM的数据集成体系。

首先，从物料树结构关系构建塔形BOM的数据集成体系。将产品的BOM划分为产品—模块—部件—零件四个层级，对个性化产品进行模块划分，包括通用模块和差异化模块；进一步对部件层级进行多层部件级划分，直到划分至不可再分的最小单元零件层级，对所有物料信息进行结构编码。如图3所示，是本发明实施例的BOM层级结构示意图。

其次，从所处生命周期构建塔形BOM的数据集成体系。对个性化价值链全域信息进行提取，集成包括设计维、工艺维、采购维、制造维和售后维生命周期的五个关键维度的BOM信息。

步骤2，构建塔形BOM数据集成体系下的数据标准和表单连接关系。

将塔形BOM体系分为主BOM表和五维BOM表，对各BOM表进行字段定义，定义字段的名称、数据类型、数据长度、描述和要求的统一数据规范。主BOM表和五维BOM表之间通过设定的外键建立关联关系。

步骤3，构建映射规则库，对映射规则进行存储和管理。

构建的映射规则库中映射类型包括字段映射、数据类型映射、语义映射和值域映射。字段映射是建立表中字段在结构上的对应关系，形成T

映射规则以元数据的形式存储在映射规则库中，映射规则以映射规则模板的形式描述，模板包括源表字段、目标表字段、映射模式和映射规则函数公式。

映射规则库的构建过程为：按字段映射、数据类型映射、语义映射和值域映射的顺序依次判断各字段转换的异构类型，与映射规则库中已有的映射模板进行匹配，若一致，则生成相应的映射规则实例；若不一致，则对各字段转换的异构类型进行解析，创建新的映射模板并存储于映射规则库中，然后生成映射规则实例。其中语义映射和值域映射顺序可以互换。如图4所示，是本发明实施例的映射规则库构建流程图。

步骤4，将映射规则封装成标准的适配器。

将映射规则封装成标准的适配器，通过定义标准的适配器接口为上层数据交换提供统一的底层接口，新数据源的接入仅需增加适配器，其原理如图5所示。

步骤5，通过适配器实现个性化产品生命周期多源异构数据的转换集成与共享。

针对源数据源中的每一个字段，自动调用相应的映射规则函数进行数据转化处理，最后输出统一数据表单。

下面通过一个具体实施例来进一步说明本发明的实现过程。在此作为示范的优选实施例中，以“X型号汽车”为例说明整个应用流程。

根据步骤1的要求，首先为汽车产品从物料树结构关系和所处生命周期两个维度构建汽车产品的塔形BOM数据集成体系。

具体分为两个环节：环节一是将汽车的BOM划分为产品—模块—部件—零件四个层级。由于汽车产品的个性化定制特性，通过模块划分技术可以将汽车零部件划分成十大模块。其中，低压电源模块属于通用模块；发动机模块、传动模块、底盘模块、制动控制模块、转向控制模块、空调模块、驾驶辅助模块、车辆控制模块和车身模块为差异化模块。然后将模块划分成部件，例如将发动机模块划分为冷却机构、润滑机构、点火机构、机体及曲柄连杆机构、燃油供给机构和配气机构等部件。由于汽车个性化产品的复杂性，当其BOM结构不足以用四个层级划分时，可以对部件层级进行更深层、次深层和深层的进一步划分，形成多层部件级，直到划分到零件层级。机械设计领域将零件作为不可再分的最小单元，如螺丝钉和螺帽等。

环节二是对汽车个性化价值链全域信息进行提取，集成包括设计维、工艺维、采购维、制造维和售后维生命周期的五个关键维度的BOM信息。

根据步骤2的要求，构建汽车产品塔形BOM数据集成体系下的数据标准和表单连接关系。在此实施例中，塔形BOM模型的字段内容和定义由汽车厂商提供，主要包括业务系统中的对象、属性以及对象之间的关系等。

将塔形BOM体系分为主BOM表和五维BOM表，对各BOM表进行字段定义，定义字段的名称、数据类型、数据长度、描述和要求的统一数据规范。主BOM表通过设计ID、工艺ID、采购ID、制造ID和售后ID等外键分别和设计BOM表、工艺BOM表、采购BOM表、制造BOM表和售后BOM表建立关联关系；反过来，五维BOM表都通过“物料编码ID”这个外键和主BOM表建立连接。为解决BOM数据全生命周期的变更同步问题，在五维BOM表中加入“版本更新日期”这一属性，记录BOM的更新情况。限于篇幅表1只列出“X型号汽车”部分字段定义。

表1X型号汽车表部分字段定义

表2以X型号汽车为例给出了部分主BOM表示例。

表2主BOM表示例

表3～7是相应的部分设计BOM表、工艺BOM表、采购BOM表、制造BOM表和售后BOM表示例。

表3设计BOM表示例

表4工艺BOM表示例

表5采购BOM表示例

表6制造BOM表示例

表7售后BOM表示例

根据步骤3的要求，构建映射规则库，对映射规则进行存储和管理。

构建的映射规则库中映射类型包括字段映射、数据类型映射、语义映射和值域映射。例如，将源表的“物料ID”映射成目标表的“物料编码”，需要建立1:1的字段映射；将源表中的“联系方式”映射成目标表的“电话”、“地址”和“邮政编码”，需要建立1:n的字段映射；如果源表的“交货期”数据类型是字符型，目标表中是日期型，则建立数据类型映射进行转换；如果源表对某一零件的命名是“a”，在目标表中对该零件的命名是“A”，则建立语义映射进行转换；如果源表用“1，0”表示“运行状态”正常或不正常，目标表用“yes，no”表示，则建立值域映射进行转换。

现假设X型号汽车生产制造环节里某个字段为A，其值为a，在塔形BOM模型数据标准里对应的字段为B，其值为b。映射规则构建步骤如下：

①判断A和B字段是否一致，如果不一致，则按照映射规则库已有的模板生成字段映射函数F(A,B)＝＜A＞→＜B＞,如果一致，则转下一步步骤②；

②判断A和B的数据类型是否一致，如果不一致，则生成数据类型映射函数F(A,B)＝＜A(DataType)＞→＜B(DataType)＞,如果一致，则转下一步步骤③；

③判断字段A的取值a和字段B的取值b是否存在语义异构，如果是，则生成语义映射函数F(A,B)＝＜a＞→＜b＞，如果否，则转下一步步骤④；

④判断字段A的取值a和字段B的取值b是否在值域上存在差异，如果是，则构建不同值域表达和同一值域概念之间的映射表或构建匹配算法生成值域映射函数。其中步骤③和步骤④顺序可以互换。

以上为一个字段所有相关映射规则实例的构建过程，其他字段的映射规则实例构建流程类似。

根据步骤4的要求，将映射规则封装成标准的适配器，通过定义标准的适配器接口为上层数据交换提供统一的底层接口，新数据源的接入仅需增加适配器。

根据步骤5的要求，通过适配器实现个性化产品生命周期多源异构数据的转换集成与共享。针对源数据源中的每一个字段，自动调用相应的映射规则函数进行数据转化处理。直至所有数据完成映射和集成，输出统一数据表单。

从以上实施例可以看出，本发明方法能够有效地将来自不同企业主体、不同生产业务系统的多源异构BOM数据集成为统一标准化的塔形BOM架构，确保产品全生命周期数据的标准性和一致性，实现全价值域数据的集成管理。此外，本发明提供了一种数据映射转化机制，通过构建映射规则模板，判断异构类型，生成映射规则实例等一系列过程实现多源异构数据的自动转换映射。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。