论文翻译——一种用于产品生命周期管理的产品信息建模框架

A product information modeling framework for product lifecycle management

Article in Computer Aided Design November 2005
Authors: S. J. Fenves, Ram D Sriram,R. Sudarsan, F. Wang

概述

产品生命周期管理(PLM)的理念承诺将产品生命周期所有阶段产生的所有信息无缝集成到组织内管理和技术层面的每个人以及关键的供应商和客户。PLM系统是实现PLM概念的工具。因此他们需要提供上述信息的能力并需要确保产品数据的内聚性和可追溯性。

我们描述了一个基于NIST核心产品模型(CPM)及其扩展、开放装配模型(OAM)、设计-分析集成模型(DAIM)和产品族进化模型(PFEM)的产品表示框架。这些都是具有通用语义的抽象模型，可以将特定领域的特殊语义嵌入到适用于该领域的具体模型中。CPM代表产品的功能、形式、行为、物理分解和功能分解以及概念间的关系。CPM的扩展提供了一种将设计原理与具体产品结合的方法。OAM定义了一个系统级的概念模型和相关的分层装配关系。DAIM定义了产品的一个主模型和一系列称为功能模型的抽象模型（一个用于产品的每个领域特定方面）以及主模型和每个功能模型之间的两个转换（理想化和映射）。PFEM将展示扩展到产品及其产品族；它还扩展了设计的基本原理以兼容族进化的基本原理。

该框架旨在:(1) 兼容从最早的概念设计阶段(设计师定义产品的功能和性能)到整个生命周期结束过程中产品、设计原理、装配和公差信息；(2) 促进下一代CAD/CAE/CAM系统的语义互操作性；(3) 兼容产品族的演变。我们的框架与产品生命周期管理(PLM)的相关性在于，框架中的任何数据组件都可以直接通过PLM系统访问，从而提供对产品描述和设计原理的细粒度访问。

介绍

PLM通常被定义为“有效管理和使用企业知识资本的战略商业方法”[1]。PLM系统在管理公司产品的整个生命周期所有信息方面正得到越来越多的认可。全球竞争是许多组织采用PLM概念和实施PLM系统的关键驱动因素之一。PLM的概念旨在简化产品开发促进制造业的创新。因此PLM的概念是一种有效创造、管理和使用企业智力资本的战略商业方法，从产品的最初概念到它的退休。

即使在当前(2003年)的经济低迷时期，许多制造公司仍在投资PLM系统——今年的投资额高达23亿美元。我们认为这些公司愿意承担风险的原因是这些公司看到了PLM的潜力，它可以极大地提高他们的创新能力，让产品更快地进入市场并减少错误。根据行业分析师CIMdata的说法，“对于一个想要在当今和未来的全球市场取得成功的企业来说，PLM不是一个选择——它是竞争的必需品”[1]。

PLM系统的一个关键方面是其产品信息建模体系结构。在这里构建软件工具的传统分层方法呈现出一个严重的潜在陷阱：如果PLM系统继续通过产品数据管理(PDM)获取产品信息，PDM系统反过来从计算机辅助设计（CAD）系统获得几何描述，那么可用的信息将只会是后面这些系统支持的信息。

本文提出了一种向PLM系统提供信息的不同方法：一个产品信息的单一PLM系统支持框架可以在整个产品生命周期内访问、存储、服务和重用所有产品信息。在简要讨论PLM概念和主要PLM系统架构和互操作性问题之后，提出了这个框架及其组件。

1.1 PLM的概念

PLM承诺将产品生命周期的所有阶段产生的所有信息无缝集成并提供给组织中的每个人以及关键的供应商和客户。制造商可以通过多种方式缩短推出新产品的时间。产品工程师可以在扩展的设计链上大大缩短实施和批准工程变更的周期。采购代理可以更有效地与供应商合作重复使用零部件。从生产线的细节到从质保数据或现场收集的信息中获取的零部件故障率，高管们可以对所有重要的产品信息进行高级查看。

由于PLM系统是从产品设计软件发展而来的，公司管理层倾向于将PLM的概念委托给工程主管而这些主管传统上负责自己的技术推广。虽然这种不干预政策适用于选择点解决方案（例如CAD工具）但它不适用于公司范围内的集成平台。不同的业务功能以不同的方式生成和处理产品数据。例如制造和工程部门使用的材料清单(构成产品的零部件和组件清单)与采购部门不同，采购部门也依赖已批准的供应商清单和目录。

要使PLM概念获得成功，需要解决诸如建立数据标准和设计全公司范围的集成架构等问题，以便使以前分散的信息能够以可用的格式提供给个人。这样不同部门的人就有能力做出关键的决定，比如在产品设计阶段引入什么产品或在产品设计阶段包含什么特性而不是在零部件采购阶段甚至制造过程的中间阶段。

1.2 PLM系统结构和互用性问题

PLM系统是帮助企业实现PLM概念的工具。关于PLM系统的一个主要问题是：“什么构成了PLM系统的功能？”。完整的PLM系统功能可以通过图1所示的具体组件实现。这些是：（1）信息技术基础架构；（2）产品信息建模体系结构；（3）开发工具箱和环境；（4）一套商业应用程序。IT基础架构是包括硬件、软件和互联网技术、底层表达和计算语言以及分布式对象和组件的基础。

（图1. PLM系统架构概念图）

产品信息建模体系结构包括产品本体和互用性标准。开发工具包和环境提供了构建业务应用程序的方法，这些业务应用程序提供了初始功能并增强和扩展了PLM概念的功能，包括内核(例如几何、数学)、可视化工具、数据交换标准和机制以及数据库。商业应用程序提供了处理企业智力资本的PLM功能。

在2003年举行的两个最近的NIST研讨会中，人们试图描述一个全生命周期管理和产品数据集成的架构[4,5]。正如研讨会总结报告工作草案中所描述的那样，该架构旨在为各种信息技术和计算机科学概念的应用提供路线图，这些概念可能用于构建和运行支持完整产品生命周期[6]的PLM系统。

研讨会中考虑的结果PLM系统的应用的涉及领域从复杂工程到订单系统，如航空航天和国防工业。该体系结构定义了产品数据的两类视图：语义视图定义了信息解释和使用的约束；而基础结构视图则同这些数据在使用过程和工具中的编码和组成相关。关于这两类视图，工作草案中讨论了可能适用的技术。

在NIST规划会议上表达的一些主要关切是产品数据的凝聚力和可追溯性。结论是当前的数据管理实践没有为数据内聚和可追溯性提供足够的支持。然而当被视为信息系统的属性时，内聚和跟踪能力变为一个复杂和抽象的目标。信息技术不能直接解决这些问题，相反某些特性有助于解决此问题。在内聚性和追踪能力的主要组成属性中确定的是跨观点的联想性和逻辑一致性[6]。

PLM系统构成了企业软件层的顶点并且经常被实施，因此它们依赖于子系统来获取和传播详细的信息。PLM系统倾向于将管理描述产品自身信息的任务委托给产品数据管理(PDM)系统。此外在许多公司里只有计算机辅助设计(CAD)系统生成的产品的几何描述是直接管理的，在这些公司里PDM系统依赖于CAD系统来管理产品描述。

上述对PLM和子软件系统的分割导致了三个缺点。首先，虽然PLM系统可以跟踪产品从概念到退役的整个生命周期的变化，但描述实际变化的信息只能通过附属的PDM系统找到而变化的原因可能不会以计算机可处理的形式记录在任何地方。因此有必要直接从PLM系统访问产品描述及其设计原理而不需要透过中间软件层。第二，CAD形式的表达(几何)只出现在设计的后期阶段（在几何被分配到产品概念之后）；因此在产品的CAD表达被创建完成前PLM系统是没有用的。为了实现PLM概念的全部潜力，PLM系统需要与产品概念和构思的早期阶段使用的产品信息进行交互，在这个阶段设计师和规划师处理的是产品的功能和性能而不是它们的形式。第三，在产品生命周期的另一端，在制造、安装、操作、维护和最终的退役过程中，产品的形式变化很小而在这些生命周期阶段收集了很多关于产品行为的信息。在这里只与产品的CAD表达联系在一起的PLM系统是没有用的；在生命周期的后期，PLM系统需要与产品行为信息进行交互。

PLM系统仍处于非常早期并不断变化的阶段之中。许多专有系统和接口的开发将导致额外的互用性问题。因此我们需要国家和国际的共同努力来制定标准，以缓解PLM系统未来的互用性问题。在美国国家标准与技术研究所的产品工程项目中，我们的目标是建立一个基于语义的、经过验证的产品表示方案，作为一种标准支持当前和下一代计算机辅助设计(CAD)系统之间以及CAD系统和其他生成和使用产品的系统之间的无缝互用性。作为这项工作的一部分，我们正在制定一个框架和一个表示方案以解决上述问题。

本文的重点是图1所示的PLM系统架构的第二部分（即产品信息建模架构）。本文的目的是论证产品工程项目的方法可以：(1)支持所有PLM信息需求；(2)克服了上述PLM软件划分的三个缺点。本文的组织结构如下：在第2节中我们将介绍NIST信息建模框架。在第3节中我们描述了NIST信息建模框架的四个组件。进一步的研究问题将在第4节中讨论。第五部分给出结论。

2. NIST信息建模框架

异构建模系统之间的产品、零件和装配信息交换是协同设计和制造的关键。产品几何的交换标准被广泛使用。然而在开发关于设计信息和产品知识的标准表达方面，我们做得很少。NIST信息建模框架旨在解决这个问题。

NIST正在开发的概念产品信息建模框架具有以下关键属性：(1) 它基于形式语义并最终将由适当的本体支持以允许自动推理；(2) 它是通用的：它处理的概念实体，如产品和特征，而不是具体的产品如电机、泵或齿轮；(3) 它是一个丰富多样的产品信息库，包括产品描述中目前尚未纳入的方面；(4) 旨在促进在信息较少的环境中无法实现的新应用和流程的开发；(5) 它包含了基本设计原理的明确表述，被认为与产品描述本身一样重要；(6) 对于通用表达方案与产品级互用性框架进行转换或交互有规定。信息建模框架的实现将：(1) 在设计过程的所有阶段提供所有产品信息的通用存储库；(2) 使用单一、统一的信息交换协议向PLM系统及其附属系统提供所有产品描述信息；(3) 支持CAD、CAE、CAM和其他需要高带宽、无缝信息交换的相关系统之间的直接互操作性。

为了已高视角更好地理解PLM框架，我们采用了[7]中的循环图来描述任何产品生命周期中的流程和信息流。图2和图3解释了PLM的循环性质。图2描述了当今PLM中的信息流模式。在图3中贯穿PLM活动的信息流通过一组通用的本体结构和信息模型来表示产品和过程。产品信息模型框架的概念来源于传统的工程设计、功能推理和产品建模[8-11]。本文的主要重点是在工程信息交换和计算模型的背景下综合这些表达。

图2. PLM循环图

3. 信息建模架构的组件

NIST信息建模框架由图4所示的四个主要组件组成。这些库之间的依赖关系(用虚线箭头表示)表明不同库中的类之间存在一定的关联或泛化关系。在本文中我们只对这些库进行简要的描述。模型在其他地方有更详细的解释，使用一个例子[12-14]。

3.1 核心产品系统

核心产品模型(CPM)的主要目标是提供一个基本的产品模型，它是开放的、非专有的、通用的、可扩展的、独立于任何一个产品开发过程的并且能够适应产品开发[15]中通用完整工程环境。在整个论文中，我们使用统一建模语言(UML)[16]的表示法和类图，我们还为UML类和库使用粗体字体，其中UML中的库是可以用作名称空间的类集合。

图4. 架构组件

图5说明了组成CPM的实体。所有实体都是抽象类CommonCoreObject的特化。CoreEntity和CoreProperty是抽象类。前者专攻产品和特征，后者专攻功能、形式、几何和材料。一个DesignRationale类(在3.4节中讨论)与CoreProperty相关联。

产品是功能、形式和行为的聚合。形式是几何和材料的集合。另外产品有一个规范并且是特征的集合。特征表示工件中功能和形式的聚合的任何信息。产品、特征、功能、形式、几何和材料都是它们自己的包含层次结构(部分关系)的聚合。

图4. 核心产品模型的实体

从语义上说，产品表示产品中的一个不同的实体，无论该实体是整个产品还是它的子系统、部件或组件之一。功能表示产品要做的事情。功能的独特表示使核心产品模型及其扩展能够在没有任何关于产品形式的信息的情况下支持功能推理，从而为设计的概念阶段提供支持。

形式可以被视为由功能指定的问题的设计解决方案，由产品的几何形状(形状和结构在某些情况下可能是几何形状的同义词)和组成它的材料组成。行为表示产品的形式如何实现其功能；一个或多个因果模型，如有限元分析(FEA)或计算流体力学(CFM)模型，可以用来评估它。成本、可制造性、耐久性等都是可以纳入的其他行为模型的例子。如上所述，这种行为的扩展表示使核心产品模型及其扩展能够支持产品生命周期的所有阶段的行为推理。特征表示形式的一个集合，该集合具有分配给它的某些功能。CPM不将纯形式元素视为特征，也不支持特征的独立行为。

图6显示了CPM中的关系。所有的关系都是抽象类CommonCoreRelationship的子类并且都是UML关联类。Requirement是Specification和构件的CoreProperty之间的关联类；每一项需求都适用于产品的功能、形式、几何形状或材料的某些方面(设计理论的纯粹主义者可能会认为，需求可能只涉及功能，但在实践中形式的许多方面可能在没有给出具体功能论证的情况下被指定)。Constraint链接一组共享在所有情况下必须保存的属性的CoreProperty实体。

SetRelationship有两种专门化：UndirectedSetRelationship将对象分组为一个集合，而DirectedSetRelationship将对象分组为两个具有不同角色的子集(例如控制子集和被控制子集)。在CPM中，AssemblyRelationship是作为一组无向产品和特征实现的;它专用于下面描述的开放装配模型。最后一个Reference链接或交叉引用实体。

3.2 开放装配模型

大多数机电产品是组件的组装。开放装配模型(OAM)的目的是为装配和系统级公差信息提供一种标准表达和交换协议。OAM是可扩展;目前它在系统级别[17]上提供公差表达和传播、运动学表达和工程分析。装配信息模型强调零件特征和装配关系的性质和信息要求。模型既包括作为概念的程序集，也包括作为数据结构的程序集。对于后者，它使用ISO 10303的模型数据结构，非正式地称为产品模型数据交换标准(STEP)[3,18]。图7显示了开放装配模型的主要方案。该模式包含有关组装关系和组件组合的信息;前者由类AssemblyAssociation表示，后者使用部分关系建模。类AssemblyAssociation表示程序集的组件程序集关系。它是一个或多个产品关联的聚合。

ArtifactAssociation类表示一个或多个产品之间的程序集关系。对于大多数情况，关系涉及两个或多个产品。然而，在某些情况下，它可能只涉及一个产品来表示特殊的情况。当工件被固定在空间中以相对于地面锚定整个组件时，可能会出现这种情况。当输入点的产品和地面之间的运动学信息被捕获时也会发生这种情况。这样的情况可以被视为地面和人工制品之间的关系。因此我们允许工件与这些特殊情况下的工件相关联。

一个装配体被分解为子装配体和零件。零件是最低级别的组件。每个装配组件(无论是子装配还是零件)由一个或多个特征组成，在模型中由OAMFeature表示。装配和零件类是CPM工件类的子类，OAMFeature是CPM Feature类的子类。ArtifactAssociation被特化为以下类:PositionOrientation, RelativeMotion和Connection。PositionOrientation表示两个或多个没有物理连接的工件之间的相对位置和方向并描述它们之间的相对位置和方向的约束。RelativeMotion表示两个或多个没有物理连接的工件之间的相对运动并描述它们之间相对运动的约束。Connection表示具有物理连接的工件之间的连接。

Connection被进一步特殊化为FixedConnection, MovableConnection，或IntermittentConnection。FixedConnection表示一个连接其中参与的产品是物理连接的并描述固定连接的类型和属性。MovableConnection表示参与的产品在物理上相互连接和可移动的连接并描述了运动关节的类型和属性。IntermittentConnection表示参与的产品在物理上只是间歇地连接。

OAMFeature有公差信息，用类tolerance表示，子类AssemblyFeature和CompositeFeature表示。CompositeFeature表示一个复合特征，它可以分解成多个简单的特征。AssemblyFeature是OAMFeature的一个子类，用来表示装配特征。装配特性是产品几何实体的集合。它们可能是任何产品的部分形状元素。例如考虑轴—轴承连接。轴承孔和轴筒可以被视为描述轴承和轴之间物理连接的装配特征。我们还可以将平面、螺钉和螺母、球体、锥和环等几何元素视为装配特征。类AssemblyFeaturesAssociation表示匹配的装配特征之间的关联，通过这些特征关联相关产品。

类ArtifactAssociation是AssemblyFeaturesAssociation的集合。由于关联的产品在组装时可以有多个特征级别的关联，因此一个产品关联可能同时有多个装配特征关联。也就是说，产品关联是装配特征关联的聚合。任何装配特征集合关联通常与两个或多个装配特征相关。然而在一个产品关联只涉及一个产品的特殊情况下，当相关产品关联只有一个产品时，它可能只涉及一个装配特征。类AssemblyFeaturesAssociationRepresentation表示两个或多个装配特征之间的装配关系。这类是参数装配约束、运动副和/或装配特征之间的相对运动的集合。ParametricAssemblyConstraint指定组装产品之间的显式几何约束约束，目的是控制装配中产品的位置和方向。参数装配约束在ISO 10303-108[19]中定义)。这个类被进一步特殊化为特定的类型:Parallel、ParallelWithDimension、SurfaceDistanceWithDimension、AngleWithDimension、Vertical、Incidence、Coaxial、Tangent和FixedComponent。

KinematicPair定义了关节上两个相邻产品(链接)之间的运动约束。ISO 10303- 105[20]中的运动学结构模式定义了机械产品的连杆、副和关节的运动学结构。运动学副代表了两个装配部件之间运动的运动学约束的几何方面。运动学路径表示产品之间的相对运动。ISO 10303- 105[20]中的运动学运动模式定义了运动学运动。它也被用来表示产品之间的相对运动。

公差是机电装配设计中的一个关键问题。公差处理包括公差分析和公差综合。在机电装配设计中，公差分析是指评估单个零件或子装配尺寸的变化对最终装配的指定尺寸或功能的影响。公差综合指的是根据装配的公差或功能要求将公差分配到单个零件或子装配体上。公差设计是从给定的一组产品的期望性能中导出产品几何公差规格描述的过程。现有的公差分析和综合方法需要对总成的几何形状有详细的了解，大多数情况下只适用于设计的后期阶段，导致不能进行最优设计。

在装配体设计过程中，装配体结构和相关公差信息都是不断演化的；因此通过有效地使用这些信息来影响装配的设计，可以获得显著的收益。任何在早期设计阶段进行装配或公差分析的前瞻性方法都涉及到在信息模型不完整的情况下做出决策。为了在产品概念设计阶段进行早期公差综合与分析，我们在装配模型中包含功能信息、公差信息和行为信息；这将允许在不完整的数据集上进行分析和合成公差。为了实现这一点，我们为公差规范定义了一个类结构，图8中描述了这一结构。

DimensionalTolerance通常控制描述位置、尺寸和角度的线性尺寸的可变性；它也被称为完美形式的公差。这包括适应ISO 1101标准[21]。GeometricTolerance是用于控制形状、位置和跳动的公差的总称。它允许在特征属性上放置公差，其中特征是零件表面的一个或多个部分；特征属性包括大小(某些特征)、位置(某些特征)、形式(平直度、圆柱度等)和关系(例如垂直)。几何公差类进一步细分为:(1)FormTolerance;(2) ProfileTolerance;(3) RunoutTolerance;(4) OrientationTolerance;和(5)LocationTolerance。

Datum是理论上精确的或模拟的几何图形，如点、线或平面（公差从其参考）。DatumFeature是用于发布一个基准面的物理特征。FeatureOfSize是一种与尺寸相关的特征，例如球面或圆柱面的直径或两个平行平面之间的距离。StatisticalControl是一种包含了制造中公差特征的统计过程控制的规范。

3.3 设计分析整合模型

计算机辅助设计(生成产品的几何形状)和计算机辅助工程(分析产品的行为)现在都很常用。通常产品的性能需要在几个功能领域进行分析(例如结构、热、动力学、经济)，分析的结果可能会提出改进或优化性能的设计更改。然而空间设计和功能设计这两个学科的专业人员的努力并没有把它们整合地很完整，导致两套工具的互用性有限。

设计-分析集成模型(DAIM)是一种概念性的数据架构，它为更紧密的设计-分析集成提供了技术基础。它还旨在使由分析驱动的设计(通常称为形式到功能的推理)更加实用。最后，它还应该支持机会分析，即系统跟踪几何设计过程并在生成足够的几何信息来启动功能分析[22]时通知设计师。

DAIM的类图如图9所示。MasterModel和FunctionalModel都是CPM Artifact类的特殊化；后者也作为DAIM中所有信息的组织原则。主模型充当产品信息的全局存储库；在实践中，它可以实现为集中式、分布式、联合式或虚拟数据库。每个FunctionalModel都代表了产品生命周期中特定阶段的一个特定功能领域的产品抽象。图中显示了三个具有代表性的专业领域；用于有限元建模和分析的StrengthView；用于经典CAD几何建模的ShapeView;以及运动学建模和分析的KinematicsView。

两个关联类链接主模型和函数模型。理想化提供了从主模型创建特定于特定领域的功能模型的转换；这通常是一个抽象操作，删除与特定函数无关的细节但也可以使用更一般的转换。映射提供了基于域特定功能模型中的更改更新主模型的反向转换；从概念上讲，定义和开发感兴趣的各种功能域是比较困难的转换，因为它负责维护两个模型之间的完全逻辑一致性。

图10显示了类图。Family、Series和Version是FamilyDesignation的子类。Family是整个工件系列的名称，Series的集合可能有子系列。Series依次由Version的按时间顺序排列的链结构组成。

ProductFamily和ComponentFamily、ProductSeries和ComponentSeries以及ProductVersion和ComponentVersion分别是Family、Series和Version的子类。Configuration是ProductVersion和ComponentVersion之间的关联类，它定义了每个产品版本中组件版本的实际配置。家族进化包括家族派生和设计进化两个方面。系列派生包含产品线演变过程中系列和版本之间的优先关系。“设计演变”包含了描述特定系列或版本与其前身之间变化的设计信息。

3.4 产品族迭代模型

许多制造业关注开发产品系列以提供各种产品，降低开发成本[23]。产品族演化模型(PFEM)代表了产品族的演化以及涉及[24]的变化的基本原理。该模型由三个子模型组成：家族、演化和演化原理。

产品由零件组成，这些零件通常有自己的系列定义。因此，产品和零件系列分别建模并配置产品及其零件之间建立的关系。类PFEM_Artifact是CPM Artifact类的专门化，它表示关于该系列中某个产品的设计信息。

图10显示了类图。Family、Series和Version是FamilyDesignation的子类。族是整个产品系列的名称，系列的集合可能有子系列。Series依次由版本的按时间顺序排列的链结构组成。

ProductFamily和ComponentFamily、ProductSeries和ComponentSeries以及ProductVersion和ComponentVersion分别是Family、Series和Version的子类。Configuration是ProductVersion和ComponentVersion之间的关联类，它定义了每个产品版本中组件版本的实际配置。家族进化包括家族派生和设计进化两个方面。系列派生包含产品线演变过程中系列和版本之间的优先关系。“设计演变”包含了描述特定系列或版本与其前身之间变化的设计信息。

图11为家族进化的类图。类Evolution是家族派生和设计进化的集合。FamilyDerived专门用于SeriesDerivation和VersionDerivation。SeriesDerived是一个系列与其前身系列之间的关联类，而VersionDerived是一个版本与其前身版本之间的关联类。DesignEvolution是一个系列或版本的PFEM_Artifact与其前身系列或版本之间的关联类。

进化原理。“家庭进化”捕捉到了变化，“进化理论基础”捕捉到了变化的原因。进化的理论基础包括两个方面：家族衍生理论基础和设计进化理论基础。家庭衍生理论基础捕获了产品线变化的驱动因素而设计进化理论基础记录了设计变化的原因。

如图12所示类EvolutionRationale在Rationale包中定义。DesignRationale和EvolutionRationale类是Rationale的子类。类DesignJustification定义了使用相关工件的设计决策的理由是设计原理的主要内容。

图中显示了一组代表性的DesignJustification专门化。DesignEvolutionRationale和FamilyDerivationRationale是EvolutionRationale的子类。开发规格演变代表了开发规格的演变，驱动因素是产品家族的变化的理由。需求、法规和技术是目前支持的开发规范的子类。

4. 研究展望

在基于所提议的产品信息建模框架开始实施PLM系统支持和互用性平台之前必须调查许多问题。首先，本文提出的框架只是迈向支持PLM概念的完整产品建模体系结构的第一步。需要进一步研究以确定需要建模和集成的其他框架组件。

其次，需要对PLM文献和当前的PLM系统产品进行重点研究以明确整个PLM过程中所有的产品信息需求，从而开发出一个概念性的应用程序编程接口(API)，它可以为所有PLM过程组件提供所有的产品信息。作为这种概念性接口规范的一部分，需要对框架服务的产品数据和PLM系统维护的产品数据元数据之间可能的交互给予相当大的关注。

第三，认识到这里所考虑的产品信息建模框架将是异构的而不是单一语言、单一供应商的同构系统，需要进行研究来确定并在必要时开发能够提供必要的互用性程度的信息交换标准。

5. 结论

直到最近，计算机对产品开发的支持往往只覆盖产品生命周期的一小部分，通常是从产品的工程规格到其物理体现的部分。PLM的概念承诺为产品的整个生命周期提供支持，从最初的概念到最后一个实例的废弃。描述产品的信息的数量、多样性和复杂性将随之增加。

本文提出了一个单一的产品信息PLM系统支持框架，可以在整个生命周期内访问、存储、服务和重用所有产品信息。本文概述了该框架的指导原则并描述了构成该框架核心的四个组成部分。还需要进行进一步的研究以确定框架的其他组件并对其建模，在PLM系统和框架之间开发概念性API并确定或开发信息交换的标准。拟议的产品信息建模体系结构框架考虑的范围更广而不仅仅是PLM系统的产品信息服务器。设计和制造过程组件通过交换大量的产品信息进行互操作，所提出的产品信息建模框架需要像支持过程组件、PLM系统和任何中间系统(如PDM和企业资源规划(ERP)系统)之间的“垂直”信息交换一样支持这种“水平”信息交换。