CN114895876B - 一种基于模型驱动可视化开发工业系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于模型驱动可视化开发工业系统，该系统包括以下组成：管理模块，用于实现用户的登录、注册、应用开发基本信息维护以及访问权限管理；开发工具模块，用于采用模型驱动设计方法论，实现工业应用的可视化配置与执行；数据连接模块，用于实现外部数据的接入管理；组件与模板模块，用于提供不同类型工业应用的组件与模板；运行环境模块，用于提供工业应用开发的运行环境；数据资产管理模块，用于提供工业数据。通过基于模型驱动可视化工业应用开发系统，既可以支撑复杂工业应用搭建与开发，并且可以快速响应客户各种变化需求，同时对于客户存在的业务系统的一种能力补充，帮助更多的业务人员可以低成本的参与应用建设。

Description

一种基于模型驱动可视化开发工业系统

技术领域

本发明涉及应用开发技术领域，具体来说，涉及一种基于模型驱动可视化开发工业系统。

背景技术

模型驱动是指一种用于应用系统开发的软件设计方法，在传统的工业软件以及工业APP的开发模式一般是采用基于领域驱动的定制化开发模式，模型驱动的优势在于通过定义一套规范或者标准，基于规范以及标准采用相应的解析器生成相应的核心代码，然后采用可视化的方式由业务模型设计、业务逻辑可视化编排，以及页面可视化编排等核心功能的开发工具，基于开发工具沉淀大量工业数据接入组件、服务、以及应用模板，解决方案等，丰富的物料来支撑工业APP的开发，目前国内还没有类似产品，大多数是泛行业的低代码开发平台，而且国内大部分软件都是基于表单驱动充分整合BPM技术。

目前工业app开发主流还是采用定制化开发，该模式存在很大弊端，对于客户需求变更响应慢，采用技术架构以及业务相对比较臃肿，涉及业务变更改动影响会很大，目前部分公司也引入通用性低代码开发平台，但是市面上主流的低代码开发平台是基于表单驱动，只能支撑简单业务场景，稍微复杂的工业APP基本上就满足不了需求。

目前这种基于模型驱动可视化工业APP开发系统，既可以支撑复杂工业APP搭建与开发，并且可以快速响应客户各种变化需求，同时对于客户存在的业务系统的一种能力补充，帮助客户更多的业务人员可以低成本的参与企业APP建设，打破业务与技术的隔阂，快速帮助企业实现信息化升级。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种基于模型驱动可视化开发工业系统，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此，本发明采用的具体技术方案如下：

一种基于模型驱动可视化开发工业系统，该系统包括以下组成：

管理模块，用于实现用户的登录、注册、应用开发基本信息维护以及访问权限管理；

开发工具模块，用于采用模型驱动设计方法论，实现工业应用的可视化配置与执行；

数据连接模块，用于实现外部数据的接入管理；

组件与模板模块，用于提供不同类型工业应用的组件与模板；

运行环境模块，用于提供工业应用开发的运行环境；

数据资产管理模块，用于提供工业数据，并实现数据分析与整合。

进一步的，所述管理模块包括权限管理单元、安全认证单元、组织管理单元、用户管理单元及应用管理单元。

进一步的，所述开发工具模块基于一套通用的数字用户线路实现应用的核心开发且包括领域模型设计单元、逻辑设计单元、页面设计单元、流程设计单元、角色管理单元、菜单管理单元、公式编辑单元、代码生成单元及检测分类单元。

进一步的，所述开发工具模块用于采用模型驱动设计方法论，实现工业应用的可视化配置与执行，包括以下步骤：

S1、选择工业类型及相应类型的组件与模板，利用领域模型设计单元定义一套实体模型；

S2、通过逻辑设计单元对实体模型进行绑定，实现逻辑编辑；

S3、通过解析、转移及处理可视化的业务编排方式，进行界面呈现、数据库入口以及实现不同应用之间信息交互；

S4、通过页面设计单元实现页面编辑并绑定具体实体模型，实现可视化多端适配展示；

S5、利用流程设计单元实现流程的业务联动以及审批相关操作处理；

S6、通过构建抽象语法树实现中间代码的编译，采用深度遍历的方式从抽象语法树的根节点进行遍历，对其代码序列进行构造形成序列集合；

S7、基于抽象语法树将所述序列集合与历史数据库中同工业类型的代码集合进行比对；

S8、基于对比结果进行应用差异识别及分类，并反馈识别结果，用户根据结果进行调整；

S9、利用代码生成单元将调整完毕后序列集合进行编译与转换；

S10、完成工业应用的核心设计，实现工业应用的配置与执行分离。

进一步的，外部数据可经过数据挖掘而获得，可经由如下步骤获得：

1)对数据仓库或其它信息库需要使用数据清洗和数据集成等操作，对数据对象进行初步的预处理；

2)经由数据库或数据仓库服务器根据用户的数据挖掘请求，读取相关的数据信息；

3)知识库用于指导数据挖掘的搜索过程，或者用于帮助对挖掘结果进行评估；

4)数据挖掘引擎中的挖掘功能模块，以便完成定性归纳、关联分析、分类归纳、进化计算和偏差分析的挖掘功能；

5)经由模式评估模块根据兴趣度，协助数据挖掘模块聚焦挖掘更有意义的模式知识；

6)最后经由可视化用户界面帮助用户与数据挖掘系统本身进行交互；

进一步的，所述通过逻辑设计单元对实体模型进行绑定，实现逻辑编辑，包括以下步骤：

S21、用户通过交互页面将应用逻辑输入逻辑设计单元，获取应用逻辑元数据；

S22、通过所述逻辑设计单元将所述应用逻辑编译成程序语言并编译成二进制逻辑程序片段；

S23、根据逻辑程序片段中的字段变化，触发数据变化事件，执行工业应用的逻辑。

进一步的，所述基于抽象语法树将所述序列集合与历史数据库中同工业类型的代码集合进行比对的方法为相似度计算，定义为：

其中，S(M,N)表示与R相关的M与N的相似度，R表示所有匹配(m_i，n_j)的集合，且

序列集合M用集合(m₁，m₂，…，m_i)表示，序列集合N用集合(n₁，n₂，…，n_i)表示。

进一步的，所述相似度计算的方法采用基于属性计数的方法，计算公式为：

其中，Sim(M,N)表示M与N的相似度，序列集合M用集合(m₁，m₂，…，m_i)表示，序列集合N用集合(n₁，n₂，…，n_i)表示，

和/>

分别表示序列集合M和序列集合N所对应的向量，k表示自然数。

进一步的，所述基于对比结果进行应用差异识别及分类，并反馈识别结果，用户根据结果进行调整，包括以下步骤：

S81、提取当前序列集合中与对比的代码集合中的源代码的差异信息；

S82、通过对比两者的抽象语法树，找出抽象语法树中的存在差异的节点并识别代码中存在的差异类型，将差异类型作为差异特征；

S83、根据差异特征输入到差异分类模型中进行计算与分类；

S83、反馈分类结果，用户根据对比后的差异信息进行分析判断，选择修改或继续进行应用开发。

进一步的，所述差异分类模型的计算公式为：

其中，P(y＝k|x)表示分类模型，y表示响应变量且有c种取值，c表示y的取值个数，k＝(0，1，2，…，c-1)，x表示特征向量且取值为(x₁，x₂，…，x_p)，

表示对应于x_p的权重系数，p表示向量个数，g(x)表示激活函数，e表示自然常数，j取值为1。

进一步的，所述运行环境模块包括开发工具的应用沙箱环境，用于支撑正式环境在线发布，在线绑定数据源，实现应用一站式发布运行。

本发明的有益效果为：通过基于模型驱动可视化工业应用开发系统，既可以支撑复杂工业应用搭建与开发，并且可以快速响应客户各种变化需求，同时对于客户存在的业务系统的一种能力补充，帮助更多的业务人员可以低成本的参与企业应用建设，打破业务与技术的隔阂，快速帮助企业实现信息化升级。具备以下优点：1、能够成为新一代编程语言，取代传统的业务开发模式，大大提高编译的效率；2、让业务人员，包括懂工程的业务人员以及纯业务人员可以自己实现工业应用开发，实现应用共享以及创新，推进制造业工业应用的快速发展；3、打破传统开发模式的黑盒，让业务人员通过可视化形态，了解应用内部运行机制以及运转流程；4、通过本方法，可以沉淀各种应用模板以及模型，实现资源的快速沉淀以及规模化的复制；5，通过数据挖掘，来自动获取外部数据，基于多种先进数据理解技术的数据挖掘，其数据分析能力要远超过以数据汇总为主的数据仓库在线分析处理功能；6、具备自检测对比功能，通过编译过程中对同类型历史应用的对比与分析，能够及时反馈得到目前开发应用的差异，从而能够及时发现开发中出现的变化或问题，有效降低应用开发出现问题的风险，提高开发效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种基于模型驱动可视化开发工业系统的系统框图；

图2是根据本发明实施例的一种外部数据获取的方式。

图中：

1、管理模块；2、开发工具模块；3、数据连接模块；4、组件与模板模块；5、运行环境模块；6、数据资产管理模块。

具体实施方式

根据本发明的实施例，提供了一种基于模型驱动可视化开发工业系统。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1所示，根据本发明实施例的基于模型驱动可视化开发工业系统，该系统包括以下组成：

管理模块1，用于实现用户的登录、注册、应用开发基本信息维护以及访问权限管理；

其中，所述管理模块1包括权限管理单元、安全认证单元、组织管理单元、用户管理单元及应用管理单元。

开发工具模块2，用于采用模型驱动设计方法论，实现工业应用的可视化配置与执行；

其中，所述开发工具模块2基于一套通用的数字用户线路实现应用的核心开发且包括领域模型设计单元、逻辑设计单元、页面设计单元、流程设计单元、角色管理单元、菜单管理单元、公式编辑单元、代码生成单元及检测分类单元。

所述开发工具模块2用于采用模型驱动设计方法论，实现工业应用的可视化配置与执行，包括以下步骤：

S1、选择工业类型及相应类型的组件与模板，利用领域模型设计单元定义一套实体模型；

S2、通过逻辑设计单元对实体模型进行绑定，实现逻辑编辑；

其中，所述通过逻辑设计单元对实体模型进行绑定，实现逻辑编辑，包括以下步骤：

S21、用户通过交互页面将应用逻辑输入逻辑设计单元，获取应用逻辑元数据；

S22、通过所述逻辑设计单元将所述应用逻辑编译成程序语言并编译成二进制逻辑程序片段；

S23、根据逻辑程序片段中的字段变化，触发数据变化事件，执行工业应用的逻辑。

S3、通过解析、转移及处理可视化的业务编排方式，进行界面呈现、数据库入口以及实现不同应用之间信息交互；

S4、通过页面设计单元实现页面编辑并绑定具体实体模型，实现可视化多端适配展示；

S5、利用流程设计单元实现流程的业务联动以及审批相关操作处理；

S6、通过构建抽象语法树实现中间代码的编译，采用深度遍历的方式从抽象语法树的根节点进行遍历，对其代码序列进行构造形成序列集合；

S7、基于抽象语法树将所述序列集合与历史数据库中同工业类型的代码集合进行比对；

其中，所述基于抽象语法树将所述序列集合与历史数据库中同工业类型的代码集合进行比对的方法为相似度计算，定义为：

其中，S(M,N)表示与R相关的M与N的相似度，R表示所有匹配(m_i，n_j)的集合，且

序列集合M用集合(m₁，m₂，…，m_i)表示，序列集合N用集合(n₁，n₂，…，n_i)表示。

此外，所述相似度计算的方法采用基于属性计数的方法，计算公式为：

其中，Sim(M,N)表示M与N的相似度，序列集合M用集合(m₁，m₂，…，m_i)表示，序列集合N用集合(n₁，n₂，…，n_i)表示，

和/>

分别表示序列集合M和序列集合N所对应的向量，k表示自然数。

S8、基于对比结果进行应用差异识别及分类，并反馈识别结果，用户根据结果进行调整；

其中，所述基于对比结果进行应用差异识别及分类，并反馈识别结果，用户根据结果进行调整，包括以下步骤：

S81、提取当前序列集合中与对比的代码集合中的源代码的差异信息；

S82、通过对比两者的抽象语法树，找出抽象语法树中的存在差异的节点并识别代码中存在的差异类型，将差异类型作为差异特征；

S83、根据差异特征输入到差异分类模型中进行计算与分类；

S83、反馈分类结果，用户根据对比后的差异信息进行分析判断，选择修改或继续进行应用开发。

所述差异分类模型的计算公式为：

其中，P(y＝k|x)表示分类模型，y表示响应变量且有c种取值，c表示y的取值个数，k＝(0，1，2，…，c-1)，x表示特征向量且取值为(x₁，x₂，…，x_p)，

表示对应于x_p的权重系数，p表示向量个数，g(x)表示激活函数，e表示自然常数，j取值为1。

S9、利用代码生成单元将调整完毕后序列集合进行编译与转换；

S10、完成工业应用的核心设计，实现工业应用的配置与执行分离。

数据连接模块3，用于实现外部数据的接入管理；

参见图2，外部数据可经过数据挖掘而获得，可经由如下步骤获得：

1)对数据仓库或其它信息库需要使用数据清洗和数据集成等操作，对数据对象进行初步的预处理；

2)经由数据库或数据仓库服务器根据用户的数据挖掘请求，读取相关的数据信息；

3)知识库用于指导数据挖掘的搜索过程，或者用于帮助对挖掘结果进行评估；

4)数据挖掘引擎中的挖掘功能模块，以便完成定性归纳、关联分析、分类归纳、进化计算和偏差分析的挖掘功能；

5)经由模式评估模块根据兴趣度，协助数据挖掘模块聚焦挖掘更有意义的模式知识；

6)最后经由可视化用户界面帮助用户与数据挖掘系统本身进行交互；

组件与模板模块4，用于提供不同类型工业应用的组件与模板；

运行环境模块5，用于提供工业应用开发的运行环境；

其中，所述运行环境模块5包括开发工具的应用沙箱环境，用于支撑正式环境在线发布，在线绑定数据源，实现应用一站式发布运行。

数据资产管理模块6，用于提供工业数据，并实现数据分析与整合。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过基于模型驱动可视化工业应用开发系统，既可以支撑复杂工业应用搭建与开发，并且可以快速响应客户各种变化需求，同时对于客户存在的业务系统的一种能力补充，帮助客户更多的业务人员可以低成本的参与企业应用建设，打破业务与技术的隔阂，快速帮助企业实现信息化升级。具备以下优点：1、能够成为新一代编程语言，取代传统的业务开发模式，大大提高编译的效率；2、让业务人员，包括懂工程的业务人员以及纯业务人员可以自己实现工业应用开发，实现应用共享以及创新，推进制造业工业应用的快速发展；3、打破传统开发模式的黑盒，让业务人员通过可视化形态，了解应用内部运行机制以及运转流程；4、通过本方法，可以沉淀各种应用模板以及模型，实现资源的快速沉淀以及规模化的复制；5、具备自检测对比功能，通过编译过程中对同类型历史应用的对比与分析，能够及时反馈得到目前开发应用的差异，从而能够及时发现开发中出现的变化或问题，有效降低应用开发出现问题的风险，提高开发效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于模型驱动可视化开发工业系统，其特征在于，该系统包括以下组成：

管理模块(1)，用于实现用户的登录、注册、应用开发基本信息维护以及访问权限管理；

开发工具模块(2)，用于采用模型驱动设计方法论，实现工业应用的可视化配置与执行；

数据连接模块(3)，用于实现外部数据的接入管理；外部数据可经过数据挖掘而获得，可经由如下步骤获得：

1)对数据仓库或其它信息库需要使用数据清洗和数据集成操作，对数据对象进行初步的预处理；

2)经由数据库或数据仓库服务器根据用户的数据挖掘请求，读取相关的数据信息；

3)知识库用于指导数据挖掘的搜索过程，或者用于帮助对挖掘结果进行评估；

4)数据挖掘引擎中的挖掘功能模块，以便完成定性归纳、关联分析、分类归纳、进化计算和偏差分析的挖掘功能；

5)经由模式评估模块根据兴趣度，协助数据挖掘模块聚焦挖掘更有意义的模式知识；

6)最后经由可视化用户界面帮助用户与数据挖掘系统本身进行交互；

组件与模板模块(4)，用于提供不同类型工业应用的组件与模板；

运行环境模块(5)，用于提供工业应用开发的运行环境；

数据资产管理模块(6)，用于提供工业数据，并实现数据分析与整合；

所述开发工具模块(2)用于采用模型驱动设计方法论，实现工业应用的可视化配置与执行，包括以下步骤：

S1、选择工业类型及相应类型的组件与模板，利用领域模型设计单元定义实体模型；

S2、通过逻辑设计单元对实体模型进行绑定，实现逻辑编辑；

S3、通过解析、转移及处理可视化的业务编排方式，进行界面呈现、数据库入口以及实现不同应用之间信息交互；

S4、通过页面设计单元实现页面编辑并绑定具体实体模型，实现可视化多端适配展示；

S5、利用流程设计单元实现流程的业务联动以及审批相关操作处理；

S6、通过构建抽象语法树实现中间代码的编译，采用深度遍历的方式从抽象语法树的根节点进行遍历，对其代码序列进行构造形成序列集合；

S7、基于抽象语法树将所述序列集合与历史数据库中同工业类型的代码集合进行比对；且所述基于抽象语法树将所述序列集合与历史数据库中同工业类型的代码集合进行比对的方法为相似度计算，定义为：

其中，S(M,N)表示与R相关的M与N的相似度，R表示所有匹配(m_i，n_j)的集合，且

序列集合M用集合(m₁，m₂，…，m_i)表示，序列集合N用集合(n₁，n₂，…，n_i)表示；

S8、基于对比结果进行应用差异识别及分类，并反馈识别结果，用户根据结果进行调整；

其包括以下步骤：

S81、提取当前序列集合中与对比的代码集合中的源代码的差异信息；

S82、通过对比两者的抽象语法树，找出抽象语法树中的存在差异的节点并识别代码中存在的差异类型，将差异类型作为差异特征；

S83、根据差异特征输入到差异分类模型中进行计算与分类；所述差异分类模型的计算公式为：

其中，P(y＝k|x)表示分类模型，y表示响应变量且有c种取值，c表示y的取值个数，k＝(0，1，2，…，c-1)，x表示特征向量且取值为(x₁，x₂，…，x_p)，

表示对应于x_p的权重系数，p表示向量个数，g(x)表示激活函数，e表示自然常数，j取值为1；

S83、反馈分类结果，用户根据对比后的差异信息进行分析判断，选择修改或继续进行应用开发；

S9、利用代码生成单元将调整完毕后序列集合进行编译与转换；

S10、完成工业应用的核心设计，实现工业应用的配置与执行分离。

2.根据权利要求1所述的一种基于模型驱动可视化开发工业系统，其特征在于，所述管理模块(1)包括权限管理单元、安全认证单元、组织管理单元、用户管理单元及应用管理单元。

3.根据权利要求1所述的一种基于模型驱动可视化开发工业系统，其特征在于，所述开发工具模块(2)基于一套通用的数字用户线路实现应用的核心开发且包括领域模型设计单元、逻辑设计单元、页面设计单元、流程设计单元、角色管理单元、菜单管理单元、公式编辑单元、代码生成单元及检测分类单元。

4.根据权利要求3所述的一种基于模型驱动可视化开发工业系统，其特征在于，所述通过逻辑设计单元对实体模型进行绑定，实现逻辑编辑，包括以下步骤：

S21、用户通过交互页面将应用逻辑输入逻辑设计单元，获取应用逻辑元数据；

S22、通过所述逻辑设计单元将所述应用逻辑编译成程序语言并编译成二进制逻辑程序片段；

S23、根据逻辑程序片段中的字段变化，触发数据变化事件，执行工业应用的逻辑。

5.根据权利要求1所述的一种基于模型驱动可视化开发工业系统，其特征在于，所述相似度计算的方法也可采用基于属性计数的方法，计算公式为：

其中，Sim(M,N)表示M与N的相似度，序列集合M用集合(m₁，m₂，…，m_i)表示，序列集合N用集合(n₁，n₂，…，n_i)表示，

和/>

分别表示序列集合M和序列集合N所对应的向量，k表示自然数。

6.根据权利要求1所述的一种基于模型驱动可视化开发工业系统，其特征在于，所述运行环境模块(5)包括开发工具的应用沙箱环境，用于支撑正式环境在线发布，在线绑定数据源，实现应用一站式发布运行。

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