CN109491641A - 一种产品运行管理数据模型的构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种产品运行管理数据模型的构建方法，属于数据模型和服务制造领域，所述构建方法包括步骤：基于生态系统理论构建产品数据的生态用户；划分生态用户的角色，得到子角色；收集各子角色的需求，并按语义将上级需求分解到独立的需求元，建立初始需求模型；汇总所有角色需求元，按需求元相似、互补原则合并，形成最终的需求模型，得到角色与需求元模型；按映射关系汇总得到数据模型。提供了以推理方式来获取产品运行管理数据模型的方法，考虑多个生态用户的需求，而不是单独的制造商，设计的数据模型建立了需求和用户的映射关系，使其很容易变动和适合根据每个用户和角色开展个性化数据应用和对应管理系统的可配置设计和建立。

Description

一种产品运行管理数据模型的构建方法

技术领域

本发明涉及数据模型和服务制造领域，尤其涉及一种产品运行管理数据模型的构建方法。

背景技术

随着大数据和服务制造的发展，对产品进行全生命周期管理变得越来越有价值。在产品全生命管理中，产品数据模型是整个系统的核心和纽带，其关联的数据众多，不但影响对应系统建立，更决定了数据的应用价值。但传统的全生命周期管理主要是为制造商服务的，因此其涉及的数据模型也主要是从制造商角度构建。但事实上，在大数据和数据驱动服务的时代，除了制造商之外，还有很多其他用户对产品数据感兴趣并会应用到运行数据，如产品的第三方维修机构希望应用产品运行数据快速诊断故障，产品的直接用户希望了解产品的一些关键性能参数。因此，建立考虑产品全生命周期尤其是运行周期相关用户的数据使用需求的产品数据模型成为一种新的需求和新趋势，是实现对应系统建立，指导和建立对应大数据采集方法和条目，进而推行个性化应用和大数据应用的基础。同时，现代产品越来越复杂，供应链更长，制造、运行等过程涉及的用户也更多，如何更全面准确地获取这些众多用户的需求，并建立满足其需求的数据模型是一项复杂的工程，需要相应的技术方法和框架支撑。常规的数据模型建立方法如实体关系模型还主要为数据库或简单的管理信息系统设计服务，不直接涉及用户需求，而系统建模方法如UML虽然考虑用户需求，但又不直接涉及数据模型，更无法建立起需求与数据的对应关系。不适合建立产品运行周期管理数据模型。鉴于此，本发明提供了一种产品运行数据管理的数据模型构建方法，可建立个性化的需求和产品数据模型的映射关系。

发明内容

本发明的目的在于提供一种产品运行管理数据模型的构建方法，解决背景技术中所提到的技术问题。

一种产品运行管理数据模型的构建方法，所述构建方法包括如下步骤：

步骤1：基于生态系统理论构建产品运行周期的生态用户；

步骤2：划分生态用户的角色，得到子角色；

步骤3：收集各子角色的需求，并按语义将上级需求分解到独立的需求元，建立初始需求模型；

步骤4：汇总所有角色需求元，按需求元相似、互补原则合并，形成最终的需求模型，得到角色与需求元模型；

步骤5：以得到的需求元作为公理设计的功能域，以设计的数据模型为物理域，根据总需求的层次关系，按“Z”字形逐个映射，得到对应的数据，按映射关系汇总得到数据模型。

进一步地，所述步骤1中构建产品数据的生态用户的具体过程为：

基于生态系统理论，根据产品生命周期特征，从产品的制造群体、使用群体和关心群体3个维度来分析和汇总构建所管理产品的运行周期的生态系统，归纳得到与产品运行生态相关的用户。

进一步地，所述产品生命周期包括产品的设计、制造、销售、运行使用、保养维护和报废回收阶段。

进一步地，所述制造群体为完成产品设计、制造，关心产品销售、运行维护的用户，涉及产品的制造商、销售商、从事该产品的维修服务的第三方机构和提供产品零部件的后市场企业用户；所述使用群体为产品消费者，产品消费者涉及产品运行和维护阶段；所述关心群体为关心产品运行状态的用户，关心产品运行状态的用户不直接使用和维护产品，但产品健康状态对他们有直接影响。对每个产品3个群体用户会有所差异，并不都会全部涉及。

进一步地，所述步骤2中划分生态用户的角色的具体过程为：

将得到的生态用户按在产品的生命周期的功能划分为3类角色，即维持产品生命角色、消耗产品生命角色和关心产品生命角色，对同类角色中角色功能相同的用户合并为一个子角色，得到独立的子角色。

进一步地，所述步骤3中分解到独立的需求元的具体过程为：

按照3类角色下的每个子角色进行收集各角色的需求，并基于UML的用例图描述角色需求，对每个需求分解到最小粒度的需求元，直到所有需求都不能再分，得到的需求元之间彼此独立，需求元之间不能够有一样的需求信息和语义重叠的需求。

进一步地，所述需求元之间应满足以下数学关系：

式中，R表示一个需要划分的上级需求，r₁，r₂，r₃，…，r_i，…，r_n代表分解后得到的n个需求元，按此得到初始的个性化需求模型。

进一步地，所述步骤4中建立角色与需求元模型的具体过程为：

对所有角色的用户需求元进行合并，得到由独立需求元构成的总需求模型和角色与需求模型，合并采取相同和互补原则进行，相同合并原则指语义相同、相近的需求合并；互补合并原则指彼此刚好互相满足的需求合并。

进一步地，所述步骤5的具体过程为：

基于公理设计理论设计映射得到数据模型，以得到需求模型作为公理设计的功能域，以设计的数据模型为公理设计的物理域，根据总需求的层次关系，按“Z”字形逐个映射，得到对应的数据，建立对应数据映射关系，需求与数据的映射关系通过如下映射矩阵描述：

[Rs]＝[A][Ds]

式中A为设计方阵，表达需求与对应数据之间是否有关系，该关系用0和X来描述，0表示两者之间没有关联，X表示两者之间关联性强，Rs为需求，Ds为数据；

根据上述映射矩阵得到底层的数据或属性和得到上下级数据的关系，按映射关系汇总得到数据模型和需求与数据模型的映射关系，并根据得到的需求与角色模型，可得到需求、角色和运行管理数据之间的关系，以推理方式形成产品运行管理数据模型，根据该模型可追踪数据的需求和用户来源。

进一步地，所述需求与数据模型的映射包括中间需求的数据模型映射和需求元级的数据映射，关系式为：

其中，R1、R2、Ri为上级需求分解得到的子需求，D1、D2、Di为映射数据。

本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下技术效果：

本发明通过建立了以推理方式来获取产品运行管理数据模型的方法，考虑了多个生态用户的需求，而不是单独的制造商，设计的数据模型建立了需求和用户的映射关系，使其很容易变动和适合根据每个用户和角色开展个性化数据应用和对应管理系统的可配置设计和建立。为产品尤其是复杂产品全生命周期管理数据模型的构建、系统设计、数据采集设计和个性化管理等提供了一种框架。

附图说明

图1是本发明的流程图。

图2是本发明的需求分解到需求元的示意图。

图3是本发明的基于公理设计得到数据模型的原理示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。

如图1所示，根据本发明的一种产品运行管理数据模型的构建方法流程图，

步骤1：确定产品运行周期的用户群。基于生态系统理论，根据产品生命周期(即设计、制造、销售、运行使用、保养维护、报废回收阶段)特征，从产品的制造群体、使用群体和关心群体3个维度来分析和汇总构建所管理产品的运行周期的生态系统，归纳得到与产品运行生态相关的用户。其中，制造群体指完成产品设计、制造，关心其销售、运行维护等的用户，涉及产品的制造商、销售商、从事该产品的维修服务的第三方机构和提供产品零部件的后市场企业等用户；产品使用群体指真正的产品消费者，他们活动主要涉及产品运行和维护阶段；关心群体指只关心产品运行状态(如位置、运行安全)的用户，他们不直接使用和维护产品，但产品健康状态对他们有直接影响，如一些政府部门、保险公司、使用货车的货主。对每个产品3个群体用户会有所差异，并不都会全部涉及。

步骤2：对生态用户进行角色划分。将步骤1中得到的所有用户按在产品的生命周期的功能划分为3类角色，即维持产品生命角色、消耗产品生命角色和关心产品生命角色，并对同类角色中角色功能相同的用户合并为一个子角色，得到独立的子角色，以简化需求模型构建的工作量。

步骤3：按3类角色下的每个子角色收集各角色的需求，并基于UML(统一建模语言)的用例图描述角色需求，并对每个需求按图2方式分解到最小粒度的需求元，直到所有需求都不能再分，即得到的需求元之间应尽可能彼此独立，需求元之间不能够有一样的需求信息和语义重叠的需求，满足以下数学关系：

r_i∩r_j＝φ(i,j＝1,...,n,i≠j) (2)

式中，R表示一个需要划分的上级需求，r₁，r₂，r₃，…，r_i，…，r_n代表分解后得到的n个需求元，按此得到初始的个性化需求模型。

步骤4：对所有角色的用户需求元进行合并，得到由独立需求元构成的总需求模型和角色——需求模型。合并采取相同和互补原则进行。相同合并原则指语义相同、相近的需求合并；互补合并原则指彼此刚好互相满足的需求合并，如“得到故障快速诊断”和“提供故障快速诊断”互为满足直接合并为“故障快速诊断”。

步骤4：基于公理设计理论设计映射得到数据模型。具体方法为：以得到需求模型作为公理设计的功能域，以设计的数据模型为公理设计的物理域，根据总需求的层次关系，按Z字形逐个映射，得到对应的数据，如图3所示，由于前面已经得到了需求的层次关系，因此，只需建立对应数据映射关系即可，需求与数据的映射关系通过映射矩阵描述，如式(3)所示。根据该过程，不但得到了最底层的数据(或属性)，也得到了上下级数据的关系。然后按映射关系汇总得到数据模型和需求与数据模型的映射关系。并根据得到的需求与角色模型，可得到需求、角色和运行管理数据之间的关系。从而以推理方式形成产品运行管理数据模型，根据该模型可追踪数据的需求、用户来源，从而可实现产品运行周期的个性化管理和应用。

[Rs]＝[A][Ds] (3)

式中A为设计方阵，表达需求与对应数据之间是否有关系，该关系用0和X来描述，0表示两者之间没有关联，X表示两者之间关联性强，Rs为需求，Ds为数据。

式(4)、(5)为映射获得的需求与数据模型之间的示例，式(4)代表中间需求(非需求元级)的数据模型映射，式(5)代表的是需求元级的数据映射。

其中，R31、R32、R33、R34由上级需求R3分解得到，分别表示“获取货车基本信息”、“获取零部件信息”、“获取货车维修记录”，“获取货车保养记录”，它们还需要细分。D31、D32、D33、D34由D3分解得到，分别映射为“货车基本信息表”，“零部件基本信息表”，“货车维修记录信息表”，“货车保养记录信息表”；R11、R12分别代表“获取货车运输速度”、“获取货车运输位置”，对应映射的数据D11、D12则分别代表“货车运输速度”、“货车运输位置”，已到具体需求元和数据。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种产品运行管理数据模型的构建方法，其特征在于：所述构建方法包括如下步骤：

步骤1：基于生态系统理论构建产品运行周期的生态用户；

步骤2：划分生态用户的角色，得到子角色；

步骤3：收集各子角色的需求，并按语义将上级需求分解到独立的需求元，建立初始需求模型；

步骤4：汇总所有角色需求元，按需求元相似、互补原则合并，形成最终的需求模型，得到角色与需求元模型；

步骤5：以得到的需求元作为公理设计的功能域，以设计的数据模型为物理域，根据总需求的层次关系，按“Z”字形逐个映射，得到对应的数据，按映射关系汇总得到数据模型。

2.根据权利要求1所述的一种产品运行管理数据模型的构建方法，其特征在于：所述步骤1中构建产品运行周期的生态用户的具体过程为：

基于生态系统理论，根据产品生命周期特征，从产品的制造群体、使用群体和关心群体3个维度来分析和汇总构建所管理产品的运行周期的生态系统，归纳得到与产品运行生态相关的用户。

3.根据权利要求2所述的一种产品运行管理数据模型的构建方法，其特征在于：所述产品生命周期包括产品的设计、制造、销售、运行使用、保养维护和报废回收阶段。

4.根据权利要求2所述的一种产品运行管理数据模型的构建方法，其特征在于：所述制造群体为完成产品设计、制造，关心产品销售、运行维护的用户，涉及产品的制造商、销售商、从事该产品的维修服务的第三方机构和提供产品零部件的后市场企业用户；所述使用群体为产品消费者，产品消费者涉及产品运行和维护阶段；所述关心群体为关心产品运行状态的用户。

5.根据权利要求1所述的一种产品运行管理数据模型的构建方法，其特征在于：所述步骤2中划分生态用户的角色的具体过程为：

将得到的生态用户按在产品的生命周期的功能划分为3类角色，即维持产品生命角色、消耗产品生命角色和关心产品生命角色，对同类角色中角色功能相同的用户合并为一个子角色，得到独立的子角色。

6.根据权利要求5所述的一种产品运行管理数据模型的构建方法，其特征在于：所述步骤3中分解到独立的需求元的具体过程为：

按照3类角色下的每个子角色收集各角色的需求，并基于UML的用例图描述角色需求，对每个需求分解到最小粒度的需求元，直到所有需求都不能再分，得到的需求元之间彼此独立，需求元之间不能够有一样的需求信息和语义重叠的需求。

7.根据权利要求6所述的一种产品运行管理数据模型的构建方法，其特征在于：所述需求元之间应满足以下数学关系：

式中，R表示一个需要划分的上级需求，r₁，r₂，r₃，…，r_i，…，r_n代表分解后得到的n个需求元，按此得到初始的个性化需求模型。

8.根据权利要求1所述的一种产品运行管理数据模型的构建方法，其特征在于：所述步骤4中建立角色与需求元模型的具体过程为：

对所有角色的用户需求元进行合并，得到由独立需求元构成的总需求模型和角色与需求模型，合并采取相同和互补原则进行，相同合并原则指语义相同、相近的需求合并；互补合并原则指彼此刚好互相满足的需求合并。

9.根据权利要求1所述的一种产品运行管理数据模型的构建方法，其特征在于：所述步骤5的具体过程为：

基于公理设计理论设计映射得到数据模型，以得到需求模型作为公理设计的功能域，以设计的数据模型为公理设计的物理域，根据总需求的层次关系，按“Z”字形逐个映射，得到对应的数据，建立对应数据映射关系，需求与数据的映射关系通过如下映射矩阵描述：

[Rs]＝[A][Ds]

式中A为设计方阵，表达需求与对应数据之间是否有关系，用0和X来描述，0表示两者之间没有关联，X表示两者之间关联性强，Rs为需求，Ds为数据；

根据上述映射矩阵得到底层的数据或属性和得到上下级数据的关系，按映射关系汇总得到数据模型和需求与数据模型的映射关系，并根据得到的需求与角色模型，可得到需求、角色和运行管理数据之间的关系，以推理方式形成产品运行管理数据模型，根据该模型可追踪数据的需求和用户来源。

10.根据权利要求9所述的一种产品运行管理数据模型的构建方法，其特征在于：所述需求与数据模型的映射包括中间需求的数据模型映射和需求元级的数据映射，关系式为：

其中，R1、R2、Ri为上级需求分解得到的子需求，D1、D2、Di为映射数据。