CN108470087A - 冲压发动机设计仿真平台数据总线 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种冲压发动机设计仿真平台数据总线，包括：门户模块，用于针对指定用户，进行内容聚合、应用访问、发布与用户相关的信息及提供客户化服务；管理协同模块，用于记录并检查自动化与优化过程，并实现设计人员的协同，并基于工作流程的评估，进行项目及资源进度安排，以及基于相关工作流程，制定个人计划，并定制事件对用户进行提醒；数据交互与存储模块，用于进行数据传输、参数友联、数据存储、消息传递和邮件分发。本发明为发动机的设计、仿真、试验、管理过程产生的各种类型的数据交换和协同提供标准化的总线环境，简化了外围程序的集成的复杂性，增强了可扩展度，具有实现简单、高效、安全的优点。

Description

冲压发动机设计仿真平台数据总线

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种冲压发动机设计仿真平台数据总线。

背景技术

在武器装备研制领域信息化支撑能力不断发展的今天，由于标准不统一，以及各平台系统在交互模式、软件工具类型、系统结构上的差别，导致各平台系统间的数据交换、协同操作实施困难或难以实施。

设计仿真与研试平台是各武器装备研制单位提高研试水平，整合企业资源，增强核心竞争力的首选解决方案。但由于缺乏规范化的数据协同标准，很多平台的协同，仅仅停留在单点查询和流程协同，而无法真正意义上实现完全的数据协同以及与流程管理的整合。而各单位差异化的数据交换模式因其应用成本高以及整合时间长等因素，无法得到推广。

平台数据总线是位于异构数据库系统(数据层)和应用程序(应用层)之间，向下协调各数据库系统，向上为访问集成数据的应用提供统一数据模式和数据访问的通用接口，其是异构系统集成所需的粘接剂，用来解决异构数据库的互操作性问题。与简单的数据格式转换方法相比，它解决了不同步问题，并且利用数据总线集成异构数据库时，不需要改变原始数据的存储和管理方式。各数据库的应用仍然完成它们的任务，数据总线系统则主要集中为异构数据源提供一个高层次的检索和映射服务。由此可见，数据总线系统模式是实现异构数据集成较理想的解决方案。目前的数据总线系统控制模式主要包括基于数据格式转换的模板驱动策略和基于模型的数据总线策略。

其中，基于数据格式转换的模板驱动策略的数据转换方式是将异构的文本格式文件(.txt/.dat等)按照模板格式，使用中间件快速的生成相应的XML文档；或将数据存入关系数据库，然后生成XML文档，但不预先定义文档结构和数据库结构之间的映射关系，它是一种浅层次的映射模式。基于模板的映射策略缺点处在于：只能通过模板格式将数据从RDB(关系数据库)生成为XML文档，无法逆向。另外，对于许多外围软件，在集成之前可以通过模板映射的方法，通过较为复杂的中间解析器生成标准的XML文档。

基于模型的数据总线策略的数据转换方式在实现转换之前首先定义一个映射模型，通过映射模型进行对应转换。这种方法又分为基于表格的映射和基于对象～关系的映射两种。

其中，基于表格的映射是将具有特定结构的XML文档理解成一张表或多个表的集合，直接与关系数据库中的表(或视图)进行映射。目前许多中间件软件包用表格模型在XML文档和关系数据库之间传递数据。基于表映射的策略中关键是把XML文档看成一个单一的表或一组表。文档中主结点元素映射成表，子结点元素或属性映射成表的属性。

综上所述，在把数据库中的数据转换成XML文档时，只要把一个表或者一个查询结果的数据插入到XML文档中的相应位置即可；而把XML文档数据转换成数据库数据时，只要把内容插入到相应的表中。这种映射存在许多缺点，比如它只处理XML文档的非常小的子集，只能对符合预先定义结构的文档进行映射，当XML文档包括多个复杂嵌套的时候(表是二维关系，一个表是较难表达嵌套关系的)，这种传递方式就不能适应了。

对象～关系映射就是把XML文档结构映射为对象模型，然后通过传统的对象～关系映射技术把该模型映射到关系型数据库。具体而言，就是把一个XML文档表示为由数据对象构成的树，每一个元素类型和对象相对应。在这个模型中，复杂元素(具有子元素和混合内容)通常被视为类。简单元素、属性被当作简单体。此时再通过传统的对象～关系映射技术将该模型映射到关系型数据库，也就是将类映射到表格，简单属性映射到字段，而对象属性映射为表格的主键/外键。对象和数据库之间有着明显的对应关系。因此在使用对象～关系模型映射时，需要考虑的就是XML模式与数据库模式之间的映射。

通过以上分析可知，基于模板驱动的映射只能从数据库获取XML文件；而基于表格的模型映射虽然可以进行双向映射，但是只能应用于简单的XML文档且文档结构必须固定；对象～关系映射缺乏完整性约束机制，也没有考虑数据冗余问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种冲压发动机设计仿真平台数据总线，能够为发动机的设计、仿真、试验、管理过程产生的各种类型的数据交换和协同提供标准化的总线环境，简化了外围程序的集成的复杂性，增强了可扩展度，具有实现简单、高效、安全的优点。

为了实现上述目的，本发明的实施例提出了一种冲压发动机设计仿真平台数据总线，包括：门户模块，用于针对指定用户，进行内容聚合、应用访问、发布与用户相关的信息及提供客户化服务；管理协同模块，用于记录并检查自动化与优化过程，并实现设计人员的协同，并基于工作流程的评估，进行项目及资源进度安排，以及基于相关工作流程，制定个人计划，并定制事件对用户进行提醒；数据交互与存储模块，用于进行数据传输、参数友联、数据存储、消息传递和邮件分发。

另外，根据本发明上述实施例的冲压发动机设计仿真平台数据总线还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述管理协同模块包括：流程管理器，用于管理设计与仿真的具体流程；数据管理器，用于记录并存储所有流程信息、任务节点信息、用户自定义信息，并进行数据分析，以在完全可控环境下关联文档与流程数据；中间解析器，用于将仿真结果文件或输出参数解析成为XML文档，并根据所述XML文档生成标准的分组数据汇聚协议PDCP文档；关系定制器，用于通过标准PDCP文档建立参数间的输入输出逻辑关系；pbXML总线，用于通过总线定义的对象-关系模型，实现PDCP文档与关系数据库的相互映射与转换。

在一些示例中，所述PDCP文档包含数据交互与协同所需的通用性定义，具体包括：模块或软件的名称、结构描述、输入与输出的具体参数、数据状态、数据属性、友联关系、安全策略。

在一些示例中，所述PDCP文档包括第一层次和第二层次的标准化体系，其中，所述第一层次的标准化体系为基础标准，所述第二层次的标准化体系为业务标准。

在一些示例中，所述第一层次的标准化体系包括：文件头、源信息、流程节点标识、友联关系、签名和注释。

在一些示例中，所述第二层次的标准化体系用于描述整个业务流程和具体内容，具体包括：设计、仿真、试验、综合管理、物流、基础数据。

根据本发明实施例的冲压发动机设计仿真平台数据总线，以开放的XML标准为基础，为发动机的设计、仿真、试验、管理过程产生的各种类型的数据交换和协同提供标准化的总线环境，简化了外围程序的集成的复杂性，增强了可扩展度。该仿真平台数据总线具有实现简单、高效、安全的优点。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的冲压发动机设计仿真方法的流程图；

图2是本发明一个实施例的冲压发动机设计仿真平台数据总线的结构框图；

图3是本发明一个实施例的冲压发动机设计仿真平台数据总线的SRM-VFDM的基础架构示意图；

图4是本发明一个实施例的基于pbXML规范数据交换体系示意图；

图5是本发明一个实施例的pbXML标准化体系的PDCP文档结构示意图；以及

图6是本发明一个实施例的冲压发动机设计仿真平台数据总线的仿真过程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

以下结合附图描述根据本发明实施例的冲压发动机设计仿真方法及仿真平台数据总线。

图1是根据本发明一个实施例的冲压发动机设计仿真方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S1：获取发动机的XML文档中的函数依赖关系，对函数依赖关系进行分析，以建立函数依赖集。

步骤S2：对函数依赖集进行优化，以得到最小函数依赖集。

步骤S3：根据最小函数依赖集对XML文档进行规范化处理，以消除XML文档中的冗余和操作异常。

步骤S4：对规范化处理后的XML文档进行模型转换，以得到对应的关系模型。

步骤S5：根据关系模型生成对应的关系表，并根据关系表进行数据的转换。

其中，在本发明的一个实施例中，XML文档中涉及的数据形式主要包括：多种格式的报告和图像(如.doc/.pdf/.jpg等)、文本数据文件(如试验与计算结构文件.dat/.txt等)和设计与仿真模型文件(如.prt/.sim等)。进一步地，XML文档中包含的数据的种类主要包括：管理数据、上下级系统间的输入输出数据、接口数据、设计仿真过程参数与结果数据、试验过程与结果数据、物流过程数据、生产过程与检验数据。进一步地，根据这些数据得到函数依赖关系，进而创建函数依赖集，并在此基础上进行优化和求解。并且，依据函数依赖集，可以对XML文档进行规范化，消除其中的冗余和操作异常。然后依据关系数据库的基本理论，由函数依赖集创建关系表，并由函数依赖集完成数据的转换。

作为具体的示例，例如，设计输入参数为a、b、c三个参数，最终输出为j、k两个参数。在实际过程中：设计参数a、b、c与结果d产生关联，设计参数d与e、f有关联，e、f与h有关联，b与i有关联，b、e、i与j、k有关联，那么依据关系数据库基本理论，即可创建关系表，进而分析关系表后可得出a、b、c与j、k的关系。

本发明上述实施例的冲压发动机设计仿真方法实际上解决对XML文档规范化和建立具体的转换方法。即完成对XML文档的规范化设计，并在函数依赖集的基础上消除文档中的数据冗余和操作异常，创建所需的关系模型。规范化的pbXML为解决文档中数据冗余提供了有效的手段，同时也为文档的设计提供了一种规范化的解决方案。同时给出一种合理可行的方法实现XML文档与关系数据库的数据转换，这种转换是合理的，这种转换技术所依据的理论是与关系数据库的基本理论是一致的。

综上，根据本发明实施例的冲压发动机设计仿真方法，能够构建一个以开放的XML标准为基础的平台总线架构，为发动机的设计、仿真、试验、管理过程产生的各种类型的数据交换和协同提供标准化的总线环境，简化了外围程序的集成的复杂性，增强了可扩展度。该方法简单、高效、安全。

本发明的进一步实施例还提供了一种冲压发动机设计仿真平台数据总线。

图2是根据本发明一个实施例的冲压发动机设计仿真平台数据总线的结构框图。如图2所示，该仿真平台数据总线100包括：门户模块110、管理协同模块120和数据交互与存储模块130。

其中，门户模块110用于针对指定用户，进行内容聚合、应用访问、发布与用户相关的信息及提供客户化服务。管理协同模块120用于记录并检查自动化与优化过程，并实现设计人员的协同，并基于工作流程的评估，进行项目及资源进度安排，以及基于相关工作流程，制定个人计划，并定制事件对用户进行提醒。数据交互与存储模块130用于进行数据传输、参数友联、数据存储、AVIDM或NAS集成、消息传递和邮件分发。

具体地说，根据pbXML的具体思路，参考相关的数据总线规范，制订了PDCP(Platform Data Collaboration Protocol，标准的分组数据汇聚协议)标准文档格式，作为发动机设计仿真平台的统一数据交换规范，为流程管理过程中的数据协同提供了良好的解决方案，解决了广泛存在的信息协同和交换问题，并建立了可视化流程与数据管理系统模块(SRM-VFDM)，以作为发动机设计仿真平台数据总线的门户模块。作为具体的示例，该冲压发动机设计仿真平台数据总线的体系架构例如图3所示，该仿真平台数据总线的数据交换体系例如图4所示。

在本发明的一个实施例中，结合图2和图3所示，管理协同模块120例如包括：流程管理器、数据管理器、中间解析器、关系定制器和pbXML总线。

其中，流程管理器用于管理设计与仿真的具体流程。数据管理器用于记录并存储所有流程信息、任务节点信息、用户自定义信息，并进行数据分析，以在完全可控环境下关联文档与流程数据。中间解析器用于将仿真结果文件或输出参数解析成为XML文档，并根据XML文档生成标准的分组数据汇聚协议PDCP文档。关系定制器用于通过标准PDCP文档建立参数间的输入输出逻辑关系。pbXML总线用于通过总线定义的对象-关系模型，实现PDCP文档与关系数据库的相互映射与转换。

其中，在本发明的一个实施例中，pbXML规范的设计是面向所有用于整合入平台的设计仿真模块和第三方程序的。PDCP文档包含数据交互与协同所需的通用性定义，具体包括：模块或软件的名称、结构描述、输入与输出的具体参数、数据状态、数据属性、友联关系、安全策略等基本信息。

进一步地，PDCP文档采用了二个层次的标准化体系，即包括第一层次和第二层次的标准化体系，其中，所述第一层次的标准化体系为基础标准，所述第二层次的标准化体系为业务标准。

在第一层次的标准化体系中，主要包括了文件头、源信息、流程节点标识、友联关系、签名和注释等六个部分。这些结点的内容保证数据传输的安全性、可靠性、不可否认性等要求。

第二层次的标准化体系用于描述整个业务流程和具体内容，具体包括：设计、仿真、试验、综合管理、物流、基础数据等业务模块。例如图5所示，展示了第二层次的标准化体系文档结构示意。

作为具体的示例，对于该冲压发动机设计仿真平台数据总线100及SRM-VFDM模块的实现与应用的描述如下：

1.对于该数据总线而言，实现数据转换核心的技术就是函数依赖集的创建、优化和求解最小函数依赖集，然后依据函数依赖集完成关系模式的创建，具体的实现过程例如图6所示。

该数据总线的特点例如包括：

(1)提供了一种全新的数据总线方法实现pbXML标准的PDCP文档向关系数据库的转换，实现了与异构数据库之间的数据交换。

(2)与集成的软硬件环境无关。

(3)为用户提供了一个统一、透明、独立、开放、灵活的数据交换总线，用户能快速简单的完成数据关联和数据转换。

(4)最小函数依赖集并确保一个数据结点只在一个关系表中出现，消除数据冗余。

(5)数据独立处理，相互不干扰。

(6)具有较好的可扩展性和复用性，可适应需求的变化。

2.关于该仿真平台数据总线中的模块采用B/S及CS混合架构开发，系统开发工具是Visual studio 2010，系统运行环境Winxp，数据库采用Oracle 10g。

进一步地，结合图3所示，可视化流程与数据管理系统SRM-VFDM实现了流程管理和流程自定义，流程应用模块的数据标准化，模块间的数据友联关系定制，数据转换和数据存储，用户可以通过该模块实现整个设计、仿真、管理、试验过程中的流程配置、关系定制和数据管理。

综上，本发明的实施例针对发动机设计仿真平台数据总线的开发过程中，对于基于流程的数据管理出现了数据交换率低、数据交换标准不一致而导致的转换过程复杂和高成本问题，制定了基于标准XML语言的pbXML总线标准，并根据实际需求，研制并开发了PDCP格式的数据文档交换模板，应用到了发动机设计仿真平台数据总线的各子系统中，结合发动机可视化流程与数据管理系统SRM-VFDM的开发，成功实现标准高效的数据交换和存储。基于该平台数据总线开发的集成框架系统，不再受到外围集成模块的限制和约束，实现了通用集成和自由挂载。使基于流程的数据管理更加自由，可定制度更高，数据交换和存储效率高，解决了平台集成的关键技术，为平台建设奠定了坚实的基础。

因此，根据本发明实施例的冲压发动机设计仿真平台数据总线，以开放的XML标准为基础，为发动机的设计、仿真、试验、管理过程产生的各种类型的数据交换和协同提供标准化的总线环境，简化了外围程序的集成的复杂性，增强了可扩展度。该仿真平台数据总线简单、高效、安全。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种冲压发动机设计仿真平台数据总线，其特征在于，包括：

门户模块，用于针对指定用户，进行内容聚合、应用访问、发布与用户相关的信息及提供客户化服务；

管理协同模块，用于记录并检查自动化与优化过程，并实现设计人员的协同，并基于工作流程的评估，进行项目及资源进度安排，以及基于相关工作流程，制定个人计划，并定制事件对用户进行提醒；

数据交互与存储模块，用于进行数据传输、参数友联、数据存储、消息传递和邮件分发。

2.根据权利要求1所述的冲压发动机设计仿真平台数据总线，其特征在于，所述管理协同模块包括：

流程管理器，用于管理设计与仿真的具体流程；

数据管理器，用于记录并存储所有流程信息、任务节点信息、用户自定义信息，并进行数据分析，以在完全可控环境下关联文档与流程数据；

中间解析器，用于将仿真结果文件或输出参数解析成为XML文档，并根据所述XML文档生成标准的分组数据汇聚协议PDCP文档；

关系定制器，用于通过标准PDCP文档建立参数间的输入输出逻辑关系；

pbXML总线，用于通过总线定义的对象-关系模型，实现PDCP文档与关系数据库的相互映射与转换。

3.根据权利要求所述的冲压发动机设计仿真平台数据总线，其特征在于，所述PDCP文档包含数据交互与协同所需的通用性定义，具体包括：模块或软件的名称、结构描述、输入与输出的具体参数、数据状态、数据属性、友联关系、安全策略。

4.根据权利要求1所述的冲压发动机设计仿真平台数据总线，其特征在于，所述PDCP文档包括第一层次和第二层次的标准化体系，其中，所述第一层次的标准化体系为基础标准，所述第二层次的标准化体系为业务标准。

5.根据权利要求4所述的冲压发动机设计仿真平台数据总线，其特征在于，所述第一层次的标准化体系包括：文件头、源信息、流程节点标识、友联关系、签名和注释。

6.根据权利要求4所述的冲压发动机设计仿真平台数据总线，其特征在于，所述第二层次的标准化体系用于描述整个业务流程和具体内容，具体包括：设计、仿真、试验、综合管理、物流、基础数据。