CN112328240A - 一种产品模型与四层模型体系的对应方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种产品模型与四层模型体系的对应方法和装置，该方法包括：分别建立元元模型层与产品物理模型和产品机理模型之间的第一对应关系；分别建立元模型层中各层级产品的第一产品构形容器与产品物理模型和产品机理模型中各层级产品的产第二品构形容器之间的第二对应关系；建立模型层中各第一产品构形容纳器中所包含第一对象类别，与各第二产品构形容器中所包含第二对象类别之间的第三对应关系；建立对象层中各第一对象类别包含的第一对象和第一对象参数信息，与各第二对象类别包含的第二对象和第二对象参数信息之间的第四对应关系。本申请提供的上述方法，能够灵活、便捷地实现产品模型与四层模型体系之间的转换。

Description

一种产品模型与四层模型体系的对应方法与装置

技术领域

本发明涉及工业软件技术领域，特别是涉及一种产品模型与四层模型体系的对应方法与装置。

背景技术

模型驱动架构是一种软件开发模式，该方法将软件开发完全基于“元模型”。元模型包括UML，SysML，SPEM或CWM。通常公认的元建模包含四层体系结构，四层模型体系结构示意图如图1所示，包含：M3层即元元模型层、M2层即元模型层、M1层即模型层以及M0层即对象和数据层。

M3层为定义元模型提供的结构，M3层的元素包含类、属性、关联等。M2层由M3层构造的实例组成，它的元素包括内容模型中文件对应的类、文件的属性、内容模型之间的关系、类型等。M1层包含各类模型,它们的结构是元模型层结构的实例。如File类、Folder类。M0层包含对象和数据，体现现实世界中的事物对象模型构造的实例。如:文件”详细设计说明书.doc”、文件夹“我的文档“等。

元元模型层M3构成了元模型层M2体系结构的基础结构。这一层的主要责任是定义描述元模型的语言。一个元元模型定义了这样一个模型，它比元模型具有更高的抽象级别，而且比它定义的元模型更加简洁。换而言之，元元模型层定义了元模型。一个元模型是一个元元模型的实例。元模型层的主要责任是定义描述模型的语言。一般来说，元模型比定义它的元元模型更加精细，在元模型层上的元对象的例子如：类、属性、操作和构件。同样，模型作为元模型的实例，拥有更为详细的定义。用户对象则为模型的实例。

不同于自然界的其他事物，工业产品是由人类设计制造出来的，因而具有系统化、结构化和可模型化的特点，模型驱动架构设计方法对于工业软件开发具有天然的技术优势。模型驱动架构设计方法提出和应用已经有十几年的历史，但由于覆盖对象的多样性造成模型定义和变换的困难，并没有得到广泛的应用。产品模型作为唯一的载体贯穿于整个工业软件开发过程，因此如何实现产品模型与四层模型体系之间的转化是本领域技术人员迫切需要解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述现有的问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的产品模型与四层模型体系的对应方法及装置。

依据本发明的一个方面，提供了一种产品模型与四层模型体系的对应方法，所述产品模型包括产品物理模型和产品机理模型，所述四层模型体系包括：元元模型层、元模型层、模型层和对象层，所述方法包括：

分别建立所述元元模型层与所述产品物理模型和所述产品机理模型之间的第一对应关系；

分别建立所述元模型层中各层级产品的第一产品构形容器与所述产品物理模型和所述产品机理模型中各层级产品的产第二品构形容器之间的第二对应关系；

建立所述模型层中各第一产品构形容纳器中所包含第一对象类别，与各所述第二产品构形容器中所包含第二对象类别之间的第三对应关系；

建立所述对象层中各第一对象类别包含的第一对象和第一对象参数信息，与各所述第二对象类别包含的第二对象和第二对象参数信息之间的第四对应关系。

可选地，所述产品物理模型所包含的产品构形容器为：构形拓扑关系、行为、状态以及特性；

所述产品机理模型所包含的产品构形容器为：特性、单元、运算、输入以及输出。

可选地，所述元元模型层中的元元模型包含：产品、特征、行为以及状态，所述特征与所述产品具有第一关联关系，所述状态与所述行为具有第二关联关系。

可选地，所述元模型层中的元模型通过如下方式生成：

建立元元模型；

确定待创建目标模型的构形，其中，所述构形包含至少两个层级，每个层级包含至少一个产品；

以所述元元模型为基础，分别为各层级的各产品创建对应的元元模型，生成元模型。

依据本发明的另一个方面，提供了一种产品模型与四层模型体系的对应装置，其中，所述产品模型包括产品物理模型和产品机理模型，所述四层模型体系包括：元元模型层、元模型层、模型层和对象层，所述装置包括：

第一建立模块，用于分别建立所述元元模型层与所述产品物理模型和所述产品机理模型之间的第一对应关系；

第二建立模块，用于分别建立所述元模型层中各层级产品的第一产品构形容器与所述产品物理模型和所述产品机理模型中各层级产品的产第二品构形容器之间的第二对应关系；

第三建立模块，用于建立所述模型层中各第一产品构形容纳器中所包含第一对象类别，与各所述第二产品构形容器中所包含第二对象类别之间的第三对应关系；

第四建立模块，用于建立所述对象层中各第一对象类别包含的第一对象和第一对象参数信息，与各所述第二对象类别包含的第二对象和第二对象参数信息之间的第四对应关系。

可选地，所述产品物理模型所包含的产品构形容器为：构形拓扑关系、行为、状态以及特性；所述产品机理模型所包含的产品构形容器为：特性、单元、运算、输入以及输出。

可选地，所述元元模型层中的元元模型包含：产品、特征、行为以及状态，所述特征与所述产品具有第一关联关系，所述状态与所述行为具有第二关联关系。

可选地，所述元模型层中的元模型通过如下方式生成：建立元元模型；确定待创建目标模型的构形，其中，所述构形包含至少两个层级，每个层级包含至少一个产品；以所述元元模型为基础，分别为各层级的各产品创建对应的元元模型，生成元模型。

依据本发明的再一个方面，提供了一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时实现如本发明实施例中所述的任意一种产品模型与四层模型体系的对应方法。

依据本发明的又一个方面，提供了一种存储单元，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行如本发明实施例中所述的任意一种产品模型与四层模型体系的对应方法。

本发明实施例提供的产品模型与四层模型体系的对应方案，通过分别建立所述元元模型层与所述产品物理模型和所述产品机理模型之间的第一对应关系；分别建立元模型层中各层级产品的第一产品构形容器与所述产品物理模型和所述产品机理模型中各层级产品的产第二品构形容器之间的第二对应关系；建立模型层中各第一产品构形容纳器中所包含第一对象类别，与各第二产品构形容器中所包含第二对象类别之间的第三对应关系；建立对象层中各第一对象类别包含的第一对象和第一对象参数信息，与各第二对象类别包含的第二对象和第二对象参数信息之间的第四对应关系，能够灵活、便捷地实现产品模型与四层模型体系之间的转换。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为四层模型体系结构示意图；

图2为根据本发明实施例一的一种产品模型与四层模型体系的对应方法的步骤流程图；

图3为产品物理模型示意图；

图4为产品机理模型示意图；

图5为飞机模型转换示意图；

图6为根据本发明实施例一的一种产品模型与四层模型体系的对应装置的结构框图；

图7示意性地示出了用于执行本发明的产品模型与四层模型体系的对应方法的计算设备的结构框图；以及

图8示意性地示出了用于保持或者携带实现根据本发明的产品模型与四层模型体系的对应方法的程序代码的计算机可读存储单元。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

参照图2，示出了本发明实施例一的一种产品模型与四层模型体系方法的步骤流程图。

本发明实施例中的产品模型与四层模型体系方法包括以下步骤：

步骤201：分别建立元元模型层与产品物理模型和产品机理模型之间的第一对应关系。

产品模型包括产品物理模型和产品机理模型，四层模型体系包括：元元模型层、元模型层、模型层和对象层。

元元模型包含：产品、特征、行为以及状态，特征与产品具有第一关联关系，状态与行为具有第二关联关系。特征包含材料、颜色以及形状中的至少之一；行为包含开机、关机行为；状态包含起始状态、终止状态。

在元元模型层对应产品模型，在此层产品是广义的覆盖范围最宽，一旦确定将不再变动，自始至终贯穿于整个软件系统中。步骤202：分别建立元模型层中各层级产品的第一产品构形容器与产品物理模型和产品机理模型中各层级产品的产第二品构形容器之间的第二对应关系。

元模型层，是对元元模型层产品的进一步具象化，是对应每一级产品的产品构形的容器。如图3所示，产品物理模型所包含的产品构形容器为：构形拓扑关系、行为、状态以及特性；如图4所示，产品机理模型所包含的产品构形容器为：特性、单元、运算、输入以及输出。

元模型层中的元模型通过如下方式生成：

建立元元模型；确定待创建目标模型的构形，其中，构形包含至少两个层级，每个层级包含至少一个产品；以元元模型为基础，分别为各层级的各产品创建对应的元元模型，生成元模型。

在元元模型的基础之上构建元模型，元模型是元元模型的实例化，或者说元元模型是元模型的模型。由于工业产品的复杂性，决定了工业软件同样具有很高的复杂性。本申请实施例中通过产品构型来管理工业产品的复杂组成，产品1可以细分为产品1-1，产品1-2，产品1-3，……，产品1-N。产品1-1又可以往下分为产品1-1-1，产品1-1-2，产品1-1-3，……，产品1-1-N。产品1-1-1又可以往下细分等等，所以工业产品构型具有无限可扩展性。

在元模型里通过产品构型不仅仅可管理产品的组成，还可管理产品组成信息，即产品的样机模型信息。每个产品都有它的样机模型，即产品、特征、行为，状态(起)和状态(止)这几大元素。随着产品层级的不同，他们所对应的产品、特征、行为，状态(起)和状态(止)的属性也不相同。元模型包含产品以及产品的构型组成，而每个产品又包含产品的特征、行为，状态(起)和状态(止)。

步骤203：建立模型层中各第一产品构形容纳器中所包含第一对象类别，与各第二产品构形容器中所包含第二对象类别之间的第三对应关系。

模型层是基于元模型层的基础上，与具体对象产生关联和对应关系的进一步具象化容器的定义。

步骤204：建立对象层中各第一对象类别包含的第一对象和第一对象参数信息，与各第二对象类别包含的第二对象和第二对象参数信息之间的第四对应关系。

对象层是模型层的实例，即是对模型层的中的相对应的容器中的参数、数值的内容填充和完善。

图5为转换后的飞机模型示意图，如图5所示，转换后的飞机模型按照4层分布，每层的范围由宽泛到具象变化。

在产品模型驱动的工业软件架构设计中，从M3层到M0，其定义的范围由宽泛到具象的过程，而在软件交付应用时，所产生的实际数据/数值在架构中是从M0到M3层的填充过程。在模型驱动的工业软件开发架构中，产品模型作为唯一载体贯穿于整个开发过程，通过对产品模型的统一和规范化的定义，进而保证整个系统的高稳定性。而产品模型与四层模型体系结构的对应方法建立了业务需求方与开发方的信息沟通桥梁，进而提升双方信息的辨识度，不仅可以大幅提升工业软件架构的稳定性，提升可扩展性，还能大幅降低软件开发过程中因需求不清晰所造成沟通成本。

本发明实施例提供的产品模型与四层模型体系的对应方法，通过分别建立元元模型层与产品物理模型和所述产品机理模型之间的第一对应关系；分别建立元模型层中各层级产品的第一产品构形容器与产品物理模型和所述产品机理模型中各层级产品的产第二品构形容器之间的第二对应关系；建立模型层中各第一产品构形容纳器中所包含第一对象类别，与各第二产品构形容器中所包含第二对象类别之间的第三对应关系；建立对象层中各第一对象类别包含的第一对象和第一对象参数信息，与各第二对象类别包含的第二对象和第二对象参数信息之间的第四对应关系，能够灵活、便捷地实现产品模型与四层模型体系之间的转换。

实施例二

参照图6，示出了本发明实施例二的一种产品模型与四层模型体系的对应装置的结构框图。

本申请实施例的产品模型包括产品物理模型和产品机理模型，所述四层模型体系包括：元元模型层、元模型层、模型层和对象层，本申请实施例的产品模型与四层模型体系的对应装置包括：

第一建立模块601，用于分别建立所述元元模型层与所述产品物理模型和所述产品机理模型之间的第一对应关系；

第二建立模块602，用于分别建立所述元模型层中各层级产品的第一产品构形容器与所述产品物理模型和所述产品机理模型中各层级产品的产第二品构形容器之间的第二对应关系；

第三建立模块603，用于建立所述模型层中各第一产品构形容纳器中所包含第一对象类别，与各所述第二产品构形容器中所包含第二对象类别之间的第三对应关系；

第四建立模块604，用于建立所述对象层中各第一对象类别包含的第一对象和第一对象参数信息，与各所述第二对象类别包含的第二对象和第二对象参数信息之间的第四对应关系。

可选地，所述产品物理模型所包含的产品构形容器为：构形拓扑关系、行为、状态以及特性；所述产品机理模型所包含的产品构形容器为：特性、单元、运算、输入以及输出。

可选地，所述元元模型层中的元元模型包含：产品、特征、行为以及状态，所述特征与所述产品具有第一关联关系，所述状态与所述行为具有第二关联关系。

可选地，所述元模型层中的元模型通过如下方式生成：建立元元模型；确定待创建目标模型的构形，其中，所述构形包含至少两个层级，每个层级包含至少一个产品；以所述元元模型为基础，分别为各层级的各产品创建对应的元元模型，生成元模型。

本发明实施例提供的产品模型与四层模型体系的对应装置能够实现图1至图4的方法实施例中所示的产品模型与四层模型体系的对应方法中的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。

本发明实施例提供的产品模型与四层模型体系的对应装置，通过分别建立元元模型层与产品物理模型和产品机理模型之间的第一对应关系；分别建立元模型层中各层级产品的第一产品构形容器与产品物理模型和产品机理模型中各层级产品的产第二品构形容器之间的第二对应关系；建立模型层中各第一产品构形容纳器中所包含第一对象类别，与各第二产品构形容器中所包含第二对象类别之间的第三对应关系；建立对象层中各第一对象类别包含的第一对象和第一对象参数信息，与各第二对象类别包含的第二对象和第二对象参数信息之间的第四对应关系，能够灵活、便捷地实现产品模型与四层模型体系之间的转换。

本发明实施例中的各软件模块与前述系统实施例中的各相应软件模块具有相同功能，对于各软件模块可执行的具体操作说明参照实施例一、实施例二中的相关说明即可，在此不再赘述。

在此提供的一种产品模型与四层模型体系的对应方法及装置不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造具有本发明方案的系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的一种产品模型与四层模型体系的对应方案中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

例如，图7示出了可以实现本发明的产品模型与四层模型体系的对应方法的计算设备。该计算设备传统上包括处理器1010和以存储器1020形式的计算机程序产品或者计算机可读介质。存储器1020可以是诸如闪存、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。存储器1020具有存储用于执行上述方法中的任何方法步骤的程序代码1031的存储空间1030。例如，存储程序代码的存储空间1030可以存储分别用于实现上面的方法中的各种步骤的各个程序代码1031。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。这些计算机程序产品包括诸如硬盘，紧致盘(CD)、存储卡或者软盘之类的程序代码载体。这样的计算机程序产品通常为例如图8所示的便携式或者固定存储单元。该存储单元可以具有与图7的计算设备中的存储器1020类似布置的存储段、存储空间等。程序代码可以适当形式进行压缩。通常，存储单元包括计算机可读代码1031’，即可以由诸如1010之类的处理器读取的代码，当这些代码由计算设备运行时，导致该计算设备执行上面所描述的方法中的各个步骤。

本文中所称的“一个实施例”、“实施例”或者“一个或者多个实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或者特性包括在本发明的至少一个实施例中。此外，请注意，这里“在一个实施例中”的词语例子不一定全指同一个实施例。在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (9)

1.一种产品模型与四层模型体系的对应方法，其特征在于，所述产品模型包括产品物理模型和产品机理模型，所述四层模型体系包括：元元模型层、元模型层、模型层和对象层，所述方法包括：

分别建立所述元元模型层与所述产品物理模型和所述产品机理模型之间的第一对应关系；

分别建立所述元模型层中各层级产品的第一产品构形容器与所述产品物理模型和所述产品机理模型中各层级产品的产第二品构形容器之间的第二对应关系；

建立所述模型层中各第一产品构形容纳器中所包含第一对象类别，与各所述第二产品构形容器中所包含第二对象类别之间的第三对应关系；

建立所述对象层中各第一对象类别包含的第一对象和第一对象参数信息，与各所述第二对象类别包含的第二对象和第二对象参数信息之间的第四对应关系。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述产品物理模型所包含的产品构形容器为：构形拓扑关系、行为、状态以及特性；

所述产品机理模型所包含的产品构形容器为：特性、单元、运算、输入以及输出。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述元元模型层中的元元模型包含：产品、特征、行为以及状态，所述特征与所述产品具有第一关联关系，所述状态与所述行为具有第二关联关系。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述元模型层中的元模型通过如下方式生成：

建立元元模型；

确定待创建目标模型的构形，其中，所述构形包含至少两个层级，每个层级包含至少一个产品；

以所述元元模型为基础，分别为各层级的各产品创建对应的元元模型，生成元模型。

5.一种产品模型与四层模型体系的对应装置，其特征在于，所述产品模型包括产品物理模型和产品机理模型，所述四层模型体系包括：元元模型层、元模型层、模型层和对象层，所述装置包括：

第一建立模块，用于分别建立所述元元模型层与所述产品物理模型和所述产品机理模型之间的第一对应关系；

第二建立模块，用于分别建立所述元模型层中各层级产品的第一产品构形容器与所述产品物理模型和所述产品机理模型中各层级产品的产第二品构形容器之间的第二对应关系；

第三建立模块，用于建立所述模型层中各第一产品构形容纳器中所包含第一对象类别，与各所述第二产品构形容器中所包含第二对象类别之间的第三对应关系；

第四建立模块，用于建立所述对象层中各第一对象类别包含的第一对象和第一对象参数信息，与各所述第二对象类别包含的第二对象和第二对象参数信息之间的第四对应关系。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：

所述产品物理模型所包含的产品构形容器为：构形拓扑关系、行为、状态以及特性；

所述产品机理模型所包含的产品构形容器为：特性、单元、运算、输入以及输出。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述元元模型层中的元元模型包含：产品、特征、行为以及状态，所述特征与所述产品具有第一关联关系，所述状态与所述行为具有第二关联关系。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述元模型层中的元模型通过如下方式生成：

建立元元模型；

确定待创建目标模型的构形，其中，所述构形包含至少两个层级，每个层级包含至少一个产品；

以所述元元模型为基础，分别为各层级的各产品创建对应的元元模型，生成元模型。

9.一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-4中任一项所述的产品模型与四层模型体系的对应方法。

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