题目：产品信息的可互操作性与可跟踪性研究

在整个产品生命周期中，各种领域、各种学科的工具需要协同工作；并且，随着经济全球化，产品开发的边界向外延伸，构成虚拟或扩展企业，使得开发一个产品经常是在异地协同进行。如何促进这些贯穿整个产品生命周期、异构、异地系统之间的可互操作性，是值得研究的问题。另一方面，产品生命周期管理作为整个产品实现过程的支撑环境，越来越重视产品早期开发阶段，整个生命周期的所有产品信息都起源于产品开发早期阶段，如果能在产品信息中建立细粒度的可跟踪性，有助于根据需求做出正确的设计决策，使设计最终符合客户需求，将在产品开发过程中减少研制时间，并提高质量和增加性价比。因此，PLM需要解决产品信息的可互操作性和可跟踪性的问题。STEP本身就是为了解决制造可互操作性而制定，随着软件技术的发展和应用，尤其是web技术的发展，STEP的实现技术也在发展，STEP业界开始进行STEP模型与XML技术相结合的研究。并且，STEP提供覆盖全生命周期的细粒度产品内容表达，尤其是近年来新制定或正在制定的一些应用协议，覆盖了产品生命周期中至关重要的阶段，对PLM的研究与实现有相当积极地促进作用；因此，本文研究如何利用STEP标准来解决PLM环境中对产品信息可互操作性和可跟踪性的需求，研究内容涉及以下几个方面。1、定义PLM环境下可互操作性的概念，指出可互操作与集成的区别，论述STEP解决数据可互操作性的原理，分析模式异构的来源，以及怎样通过模式映射来解决模式异构问题，提出用STEP内容模型和XML相结合来解决PLM可互操作性的架构。2、分析STEP建模风格，数据组织架构以及模块化集成架构，给出模块化应用协议实例，并提出根据需要可以柔性地建立面向产品生命周期的组合模块；论述与PLM相关的STEP语义内容，指出系统工程是指导复杂系统早期开发的一个理论基础，着重分析论述系统工程产品数据模型的语义内容，定义和分析可跟踪性，研究系统工程如何解决可跟踪性问题，以及在PLM系统中扩展基于标准的系统工程语义的原因、意义和方法。3、研究STEP的XML实现方法，分析比较能够实现EXPRESS到XML映射的两种方法STEP Part25和Part28，研究如何将EXPRESS的基本构件映射到XML Schema，比较ARM和AIM模型的XML实现的特点与关系，提出运用模块化ARM层模型和Part28版本II相结合来解决PLM互操作问题，并以STEP AP233需求模块为例，将EXPRESS模型映射到UML模型和XML Schema，并给出相应的XML实例数据。4、研究基于XML的数据交换方法，首先进行模型分析，根据分析结果定义逻辑映射，数据交换通过执行逻辑映射的实现——物理映射来完成，以此为基础，设计映射驱动的XML数据交换原型系统，并通过PDTnet和PDM Enablers为实例进行验证分析。