CN103970900A - 基于工业现场的多维交叉数据柔性管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于工业现场的多维交叉数据柔性管理方法及系统，首先架构软硬件运行环境；构建数据源层；构建可拓展配置层；然后构建数据映射层，构建维度节点层；构建数据接口层；最后构建展示管理层和模块构建层；本发明采用一种基于工业现场的多维交叉数据柔性管理平台设计方法，其特点是以多维交叉型数据为对象，构建起应对多维数据的多维度信息管理系统，旨在构建以数据多维度到系统多维度的架构模型，以数据多点到模块架构多点的灵活性特点解决现有环境下的变化趋势。本发明改变了传统信息管理系统的僵硬结构，解决了传统信息管理系统开发周期长，应对变化性需求能力差，数据特征提取过程复杂化，数据对象多维特点不明晰，再开发成本高的缺点。

Description

基于工业现场的多维交叉数据柔性管理方法及系统

技术领域

本发明涉及IT领域及系统领域的软件开发领域，特别涉及一种基于工业现场的多维交叉数据柔性管理方法及系统。

背景技术

信息管理系统是由任何计算机设备或其他信息处理手段组成并用于管理信息的系统。随着信息管理系统的深入应用，目前各种管理类工作对信息系统的依赖性越来越高。现有的大型企业和面对庞大系统对象的信息管理系统，包括大型工业生产流程公司、拥有复杂业务流程的公司和拥有复杂客户信息公司，在定制信息化管理系统时，通常在处理原始数据并没有对数据进行规划，数据对象所呈现的多维度特点，仅以单纯的原始形态存储在数据库中，呈现给使用者时仅是把数据进行分类，或者把具有专业知识的数据以数据的多维度特点呈现在信息管理系统中，把这一部分信息以固定模式交付给使用者。在面对业务流程对多变，周期小的生产变革的市场需求和生产动力需求，以上固定定制信息管理系统并不能满足频率越来越高的变化特点。而且以单一性的以数据多维特点构建的信息系统，仅是单边性的把数据进行了多维构架，从整体上来讲仍然是以用户到数据的一对多的系统架构模型，不能充分利用数据的全部资源。并且，在大部分企业中信息管理系统的固定化的构建，不符合企业柔性管理与刚性管理的特点，缺乏灵活性和扩展性。

随着基于互联网的应用的不断延伸，以信息化为特点的管理软件得到大规模的开发和使用，在随着产业结构变化和产品结构变化越来越快的今天，信息管理系统的也面临着要求开发周期缩短，需满足快速变化的硬性需求，用户结构不定的三个难题。特别是面对多维数据特点的信息管理系统，维度跨度越大，交叉性越高，信息管理软件的架构越困难，开发周期越长，面对需求改变的能力越差。

因此需要一种基于工业现场的多维交叉数据柔性管理方法及系统。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于工业现场的多维交叉数据柔性管理方法及系统。

本发明的目的之一是提出一种基于工业现场的多维交叉数据柔性管理方法；本发明的目的之二是提出一种基于工业现场的多维交叉数据柔性管理系统。

本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的基于工业现场的多维交叉数据柔性管理方法，包括以下步骤：

Step1：架构硬件平台和软件运行环境；

Step2：构建数据源层，配置数据源层的基本数据，所述基本数据包括数据结构，数据层级和数据类型；

Step3：构建用于存放基于数据源层的附属信息配置表的可拓展配置层；

Step4：构建用于存放原始数据和用户结构特征形成的映射表的数据映射层，所述数据映射层根据数据源层和可拓展配置层的基本信息，通过数据源层的基本数据配置，构成数据源层到可拓展配置层的映射算法；

Step5：构建用于存储节点搜索表单的节点搜索层和用于处理维度节点的维度节点层；

Step6：构建用于存储数据库操作指令映射的数据接口层；

Step7：构建用于用户界面操作的展示管理层和模块构建层；所述模块构建层用于根据原始数据维度和系统配置数据维度来创建供用户使用的功能模块。

进一步，所述步骤Step5中的维度节点层的建立采用以下步骤：根据数据映射层的原始数据映射，遍历每一个映射关系，并根据映射关系的逻辑连接情况存储数据，设置维度节点和关联节点。

进一步，所述步骤Step5中的节点搜索层的建立采用以下步骤：对维度节点层传递来的节点信息进行分析，调用节点数据基础地址信息对节点关系进行解析，创建搜索地图，把地址信息存放在表单中。

进一步，所述步骤Step7中的展示管理层和模块构建层的建立采用以下步骤：模块构建层根据节点搜索层提供的维度节点地图和数据接口层提供的数据提取指令，对两者进行模块化封装，再根据展示管理层提供的展示接口，对功能模块进行调整；调用展示管理层的界面展示组件向上层，及展示管理层，有权限级别划分，对普通用户及管理者进行划分，对各类用户的可见数据进行了不同的界面需求划分。

进一步，所述步骤Step3中的可拓展配置层包括可拓展配置层接口、可拓展配置层允许权限配置、可拓展配置层客户角色控制。

本发明的目的之二是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的基于工业现场的多维交叉数据柔性管理系统，包括展示管理层、模块构建 层、数据接口层、数据指令层、节点搜索层、维度节点层、数据映射层、可拓展配置层、数据源层；

所述展示管理层为对外用户界面提供人机接口，所述展示管理层用于接收模块构建层提供的操作数据；所述展示管理层用于将用户操作数据反馈给可拓展配置层；

所述模块构建层，分别与数据接口层和节点搜索层连接，用于为展示管理层提供模块接口和数据；

所述数据接口层，用于接收数据指令层的操作数据，所述数据接口层根据模块构建层的所需要的数据类型，查找是否存在模块构建层所需要的接口子类，在匹配之后，如果在所拥有的列表中匹配到相符合的子类，则为模块构建层提供数据接口；如果没有匹配到相符合的子类，则向数据源层建立新子类请求；

所述节点搜索层分别与维度节点层和模块构建层连接，用于为模块构建层提供整个具有维度数据的节点地图，并根据模块构建层所提出的数据类型和形式的需求，对服务器中现存的维度节点地图进行搜索，如果查找到的唯独节点的信息，则对维度节点层提出请求，提取出节点数据相关信息；如果没有查找到相吻合的节点数据，则对维度节点层提出缺失请求；

所述数据映射层分别与维度节点层和可拓展配置层连接，用于存放为维度节点层提供原始映射关联内容的映射关联表单；

所述可拓展配置层用于存放展示管理层操作数据，为数据映射层提供操作数据；

所述数据源层分别与数据映射层和数据指令层连接，用于存储采集数据和操作数据。

进一步，所述节点搜索层的构建是根据维度节点层所划分的节点数据来创建地图，将维度节点所划分的唯独节点信息提供给节点搜索层，节点搜索层创建与维度节点层结构相吻合的表单，所述表单结构包括第一层级、第二层级和第三层级；所述第一层级为父类信息，采用规范化语言描述第一层级所拥有的信息内容和子类数量；所述第二层级为子类信息，采用规范化语言描述第二层级所拥有的信息类容和维度节点数；所述第三层级为节点内容信息，数据提取特征。

进一步，所述维度节点层根据数据映射层的多对多结构划分数据维度节点，根据数据信息和附属信息创建维度描述类，所述建维度描述类包括关系映射和数据地址。

本发明的有益效果在于：本发明采用一种基于工业现场的多维交叉数据柔性管理平台设计方法，其特点是以多维交叉型数据为对象，构建起应对多维数据的多维度信息管理系统，旨在构建以数据多维度到系统多维度的架构模型，以数据多点到模块架构多点的灵活性特点解决现有环境下的变化趋势。本发明改变了传统信息管理系统的僵硬结构，解决了传统信息管理系统开发周期长，应对变化性需求能力差，数据特征提取过程复杂化，数据对象多维特 点不明晰，再开发成本高的缺点。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明实施例提供的基于工业现场的多维交叉数据柔性管理架构图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

实施例1

本实施例提供了一种基于工业现场的多维交叉数据柔性管理方法，包括以下步骤：

Step1：架构硬件平台和软件运行环境；

Step2：构建数据源层，配置数据源层的基本数据，所述基本数据包括数据结构，数据层级和数据类型；

Step3：构建用于存放基于数据源层的附属信息配置表的可拓展配置层；

Step4：构建用于存放原始数据和用户结构特征形成的映射表的数据映射层，所述数据映射层根据数据源层和可拓展配置层的基本信息，通过数据源层的基本数据配置，构成数据源层到可拓展配置层的映射算法；

Step5：构建用于存储节点搜索表单的节点搜索层和用于处理维度节点的维度节点层；

Step6：构建用于存储数据库操作指令映射的数据接口层；

Step7：构建用于用户界面操作的展示管理层和模块构建层；所述模块构建层用于根据原始数据维度和系统配置数据维度来创建供用户使用的功能模块。

所述步骤Step5中的维度节点层的建立采用以下步骤：根据数据映射层的原始数据映射，遍历每一个映射关系，并根据映射关系的逻辑连接情况存储数据，设置维度节点和关联节点。

所述步骤Step5中的节点搜索层的建立采用以下步骤：对维度节点层传递来的节点信息进行分析，调用节点数据基础地址信息对节点关系进行解析，创建搜索地图，把地址信息存放在表单中。

所述步骤Step7中的展示管理层和模块构建层的建立采用以下步骤：模块构建层根据节点搜索层提供的维度节点地图和数据接口层提供的数据提取指令，对两者进行模块化封装，再根据展示管理层提供的展示接口，对功能模块进行调整；调用展示管理层的界面展示组件 向上层，及展示管理层，有权限级别划分，对普通用户及管理者进行划分，对各类用户的可见数据进行了不同的界面需求划分。

所述步骤Step3中的可拓展配置层包括可拓展配置层接口、可拓展配置层允许权限配置、可拓展配置层客户角色控制。

本实施例还提供了一种基于工业现场的多维交叉数据柔性管理系统，包括展示管理层、模块构建层、数据接口层、数据指令层、节点搜索层、维度节点层、数据映射层、可拓展配置层、数据源层；

所述展示管理层为对外用户界面提供人机接口，所述展示管理层用于接收模块构建层提供的操作数据；所述展示管理层用于将用户操作数据反馈给可拓展配置层；

所述模块构建层，分别与数据接口层和节点搜索层连接，用于为展示管理层提供模块接口和数据；

所述数据接口层，用于接收数据指令层的操作数据，所述数据接口层根据模块构建层的所需要的数据类型，查找是否存在模块构建层所需要的接口子类，在匹配之后，如果在所拥有的列表中匹配到相符合的子类，则为模块构建层提供数据接口；如果没有匹配到相符合的子类，则向数据源层建立新子类请求；

所述节点搜索层分别与维度节点层和模块构建层连接，用于为模块构建层提供整个具有维度数据的节点地图，并根据模块构建层所提出的数据类型和形式的需求，对服务器中现存的维度节点地图进行搜索，如果查找到的唯独节点的信息，则对维度节点层提出请求，提取出节点数据相关信息；如果没有查找到相吻合的节点数据，则对维度节点层提出缺失请求；

所述数据映射层分别与维度节点层和可拓展配置层连接，用于存放为维度节点层提供原始映射关联内容的映射关联表单；

所述可拓展配置层用于存放展示管理层操作数据，为数据映射层提供操作数据；

所述数据源层分别与数据映射层和数据指令层连接，用于存储采集数据和操作数据。

所述节点搜索层的构建是根据维度节点层所划分的节点数据来创建地图，将维度节点所划分的唯独节点信息提供给节点搜索层，节点搜索层创建与维度节点层结构相吻合的表单，所述表单结构包括第一层级、第二层级和第三层级；所述第一层级为父类信息，采用规范化语言描述第一层级所拥有的信息内容和子类数量；所述第二层级为子类信息，采用规范化语言描述第二层级所拥有的信息类容和维度节点数；所述第三层级为节点内容信息，数据提取特征。

所述维度节点层根据数据映射层的多对多结构划分数据维度节点，根据数据信息和附属信息创建维度描述类，所述建维度描述类包括关系映射和数据地址。

实施例2

本实施例详细陈述基于工业现场的多维交叉数据柔性管理方法过程及系统：

图1为本发明实施例提供的基于工业现场的多维交叉数据柔性管理架构图，如图所示：本发明提供的基于工业现场的多维交叉数据柔性管理系统在层级上，包括展示管理层，模块构建层，数据接口层，数据指令层，节点搜索层、维度节点层、数据映射层、可拓展配置层、数据源层。各个层级里包含其工作内容，系统架构方法如下：

Step1：架构硬件，即平台构架基础；软件运行环境；基础分布式数据源层的信息物理层链接；架构平台端工作列表数据库；服务提供端口自由连接机制。

Step2：构建数据源层的联结机制，创建原始数据和附属属性的存储表，构建成数据到附属描述信息的关联性表。

在数据源端架构服务，提供功能信息表，存储在平台端。建立在数据源端得服务可以由任意语言环境下的架构，如JAVA、C#，并为服务输送提供接口。

Step3：构建可拓展配置层，根据展示管理层对可拓展配置层的操作，在架构时考虑可拓展的接口设计，用户的选择和添加操作可直接影响可拓展配置层的接口，从而形成由上至下的闭环操作，已达到对整个系统的控制。

可拓展配置层允许权限配置，即把用户类别设为权限控制，并把权限分类列为配置表中的基本分类。

可拓展配置层允许客户角色分类，即把客户类别设为角色控制，并把角色分类列为配置表中的基本分类。

Step4：构建数据映射层，根据数据源层和可拓展配置层的基本信息，通过数据源层的基本数据配置，构成数据源层到可拓展配置层的映射算法，该映射算法可由可拓展配置层的附带信息进行管理操作，形成加强结构。

Step5：构建节点搜索层、维度节点层两个集成模块，维度节点层根据数据映射层的原始数据映射，遍历每一个映射关系的通路，并根据映射关系的逻辑连接情况，存储数据与数据及数据与配置之间连接可用的连接通路，创建最小颗粒度的维度节点，根据Apriori算法关联节点。

节点搜索层，该层对维度节点传递上来的节点信息进行分析，调用节点数据基础地址信息对节点关系进行解析，创建XML(Extensible Markup Language，可扩展标记语言)搜索地图，把基础的地址信息存放在XML表单中。

Step6：数据接口层，数据指令库为处理模块构建层提出的服务需求，对用户需求进行分析，并分析用户程序使用环境，创建数据接口。

数据接口层根据数据库提取指令，对数据源层进行指令操作。

Step7：构建展示管理层和模块构建层，模块构建层根据节点搜索层提供的维度节点地图和数据接口层提供的数据提取指令，对两者进行模块化封装，再根据展示管理层提供的展示接口，对功能模块进行调整。调用展示管理层的界面展示组件向上层，及展示管理层，有权限级别划分，对普通用户及管理者进行划分，对各类用户的可见数据进行了不同的界面需求划分。

本实施例还提供了一种基于工业现场的多维交叉数据柔性管理系统。该系统改变传统信息管理系统的僵硬结构，解决了传统信息管理系统开发周期长，应对变化性需求能力差，数据特征提取过程复杂化，数据对象多维特点不明晰，再开发成本高的缺点。具体包括以下部分：

展示管理层：用户界面显示，人机交互操作体现，人机界面组件存放，与可拓展配置层形成映射；

模块构建层：根据原始数据维度和系统配置数据维度创建功能模块；

数据接口层：提取节点搜索层的特征，和关键节点形成数据库操作指令映射；

数据指令库：根据数据类型存放类型化的数据操作指令，形成指令库；

节点搜索层：根据节点类型和内容，创建XML的节点搜索表单或者地图；

维度节点层：创建对象节点，处理维度节点；

数据映射层：根据原始存放数据和用户结构特征形成映射表

可拓展配置层：形成和存放不属于处理数据的相关附属信息的配置表；

数据源层：存储数据，读取数据；

人机接口为展示管理层的对外用户界面，通过模块构建层所提供的集成功能模块与可拓展配置曾的配置表形成人员，及附属信息构建成可供用户操作的操作模块，并且把用户及管理人员的操作信息反馈给可拓展配置层、服务器、数据库。

模块构建层，只面向于数据接口层和节点搜索层的操作，为上层的展示管理层提供模块接口和数据。该层主要是节点搜索层提供的数据维度搜索信息对数据接口层类型进行识别，查找可用和专属类型的数据接口，提取节点层的功能特征信息，组建数据接口，形成附带功能信息及健全数据接口通道的可用模块。

数据接口层，数据接口层仅面向数据指令层的操作，为模块构建层提供服务，数据接口层根据模块构建层的所需要的数据类型，查找是否存在上一层所需要的接口子类，在匹配之后，如果在所拥有的列表中匹配到相符合的子类，则为上一层提供数据接口，如果没有任何现有子类满足现有需求，则向下一层，即数据库指令层提出新子类请求。现有子类会在一定 周期内进行比对，排除冗余，删除十个周期中都不使用的子类。

节点搜索层，该层为整个系统的核心层级之一，节点搜索层只面向维度节点层和模块构建层的操作，为模块构建层提供整个具有维度数据的节点地图，并根据模块构建层所提出的数据类型和形式的需求，对服务器中现存的维度节点地图进行搜索，如果查找到的唯独节点的信息，这对下一层，即维度节点层提出请求，提取出节点数据相关信息。如果没有查找到相吻合的节点数据，则对维度节点层提出缺失请求。节点搜索层的构建是根据维度节点层所划分的节点数据来创建地图，是一个被动过程，维度节点所划分的唯独节点信息会主动提供给节点搜索层，节点搜索层被动创建与维度节点层结构相吻合的XML表单，表单结构主要分为三级，第一层级：所属父类信息概述，以规范化语言描述该父类所拥有的信息内容，所拥有的子类数量；第二层级：所属子类概述，以规范化语言描述该子类所拥有的信息类容，所拥有的维度节点数；第三层级：节点内容描述，数据提取特征。以上三级为XML表单内容，三个层级皆可自由拓展添加。该系统内也称该表单为数据地图。

维度节点层，该层为整个系统的核心层之一，该层面对节点搜索层进行节点信息提供，根据数据映射层的多对多结构划分数据维度节点，构建大概机制如下：根据数据信息和附属信息(包括用户集群信息和客户信息)创建维度描述类，一个类为一个维度，根据维度信息填充数据映射表中的映射地址，在一个维度中创建维度节点，节点信息为映射表中的一对一得关联关系，根据多对多的所有情况分别创建一一对应的节点内容，节点实际内容为关系映射和数据地址。

数据映射层，该层面对维度节点层的操作，根据可拓展配置层提供附属信息，存放多对多的映射关联表单，存放内容不涉及单点到单点的关联性描述，只负责数据与其属性的一对多关系链表，一对多关系可无限延展，可为多层级复杂结构，为上层，即维度节点层提供原始的映射关联表内容，根据附属信息关联数据，并存放数据地址或者指针。

可拓展配置层：存放附属信息，可由最顶层，即展示管理层直接操作，根据操作结果，转化为配置表单，为数据映射层提供服务。

数据源层，存储服务应用及其使用的数据服务器提供基本的平台架构在连接平台端实现，数据的并行交互。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.基于工业现场的多维交叉数据柔性管理方法，其特征在于：包括以下步骤：

Step1：架构硬件平台和软件运行环境；

Step2：构建数据源层，配置数据源层的基本数据，所述基本数据包括数据结构，数据层级和数据类型；

Step3：构建用于存放基于数据源层的附属信息配置表的可拓展配置层；

Step4：构建用于存放原始数据和用户结构特征形成的映射表的数据映射层，所述数据映射层根据数据源层和可拓展配置层的基本信息，通过数据源层的基本数据配置，构成数据源层到可拓展配置层的映射算法；

Step5：构建用于存储节点搜索表单的节点搜索层和用于处理维度节点的维度节点层；

Step6：构建用于存储数据库操作指令映射的数据接口层；

Step7：构建用于用户界面操作的展示管理层和模块构建层；所述模块构建层用于根据原始数据维度和系统配置数据维度来创建供用户使用的功能模块。

2.根据权利要求1所述的基于工业现场的多维交叉数据柔性管理方法，其特征在于：所述步骤Step5中的维度节点层的建立采用以下步骤：根据数据映射层的原始数据映射，遍历每一个映射关系，并根据映射关系的逻辑连接情况存储数据，设置维度节点和关联节点。

3.根据权利要求1所述的基于工业现场的多维交叉数据柔性管理方法，其特征在于：所述步骤Step5中的节点搜索层的建立采用以下步骤：对维度节点层传递来的节点信息进行分析，调用节点数据基础地址信息对节点关系进行解析，创建搜索地图，把地址信息存放在表单中。

4.根据权利要求1所述的基于工业现场的多维交叉数据柔性管理方法，其特征在于：所述步骤Step7中的展示管理层和模块构建层的建立采用以下步骤：模块构建层根据节点搜索层提供的维度节点地图和数据接口层提供的数据提取指令，对两者进行模块化封装，再根据展示管理层提供的展示接口，对功能模块进行调整；调用展示管理层的界面展示组件向上层，及展示管理层，有权限级别划分，对普通用户及管理者进行划分，对各类用户的可见数据进行了不同的界面需求划分。

5.根据权利要求1所述的基于工业现场的多维交叉数据柔性管理方法，其特征在于：所述步骤Step3中的可拓展配置层包括可拓展配置层接口、可拓展配置层允许权限配置、可拓展配置层客户角色控制。

6.基于工业现场的多维交叉数据柔性管理系统，其特征在于：包括展示管理层、模块构建层、数据接口层、数据指令层、节点搜索层、维度节点层、数据映射层、可拓展配置层和数据源层；

所述展示管理层为对外用户界面提供人机接口，所述展示管理层用于接收模块构建层提供的操作数据；所述展示管理层用于将用户操作数据反馈给可拓展配置层；

所述模块构建层，分别与数据接口层和节点搜索层连接，用于为展示管理层提供模块接口和数据；

所述数据接口层，用于接收数据指令层的操作数据，所述数据接口层根据模块构建层的所需要的数据类型，查找是否存在模块构建层所需要的接口子类，在匹配之后，如果在所拥有的列表中匹配到相符合的子类，则为模块构建层提供数据接口；如果没有匹配到相符合的子类，则向数据源层建立新子类请求；

所述节点搜索层分别与维度节点层和模块构建层连接，用于为模块构建层提供整个具有维度数据的节点地图，并根据模块构建层所提出的数据类型和形式的需求，对服务器中现存的维度节点地图进行搜索，如果查找到的唯独节点的信息，则对维度节点层提出请求，提取出节点数据相关信息；如果没有查找到相吻合的节点数据，则对维度节点层提出缺失请求；

所述数据映射层分别与维度节点层和可拓展配置层连接，用于存放为维度节点层提供原始映射关联内容的映射关联表单；

所述可拓展配置层用于存放展示管理层操作数据，为数据映射层提供操作数据；

所述数据源层分别与数据映射层和数据指令层连接，用于存储采集数据和操作数据。

7.根据权利要求6所述的基于工业现场的多维交叉数据柔性管理系统，其特征在于：所述节点搜索层的构建是根据维度节点层所划分的节点数据来创建地图，将维度节点所划分的唯独节点信息提供给节点搜索层，节点搜索层创建与维度节点层结构相吻合的表单，所述表单结构包括第一层级、第二层级和第三层级；所述第一层级为父类信息，采用规范化语言描述第一层级所拥有的信息内容和子类数量；所述第二层级为子类信息，采用规范化语言描述第二层级所拥有的信息类容和维度节点数；所述第三层级为节点内容信息，数据提取特征。

8.根据权利要求6所述的基于工业现场的多维交叉数据柔性管理系统，其特征在于：所述维度节点层根据数据映射层的多对多结构划分数据维度节点，根据数据信息和附属信息创建维度描述类，所述建维度描述类包括关系映射和数据地址。