基于XML Web Services的協(xié)同設(shè)計(jì)通信相關(guān)支持技術(shù)研究.pdf

1、隨著世界市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日劇激烈，現(xiàn)代企業(yè)的生存與發(fā)展面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)日益成為企業(yè)贏得競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵因素，產(chǎn)品的用戶(hù)需求和市場(chǎng)需求越來(lái)越個(gè)性化、多樣化，在這種形式下，企業(yè)應(yīng)充分利用以Internet網(wǎng)絡(luò)為核心的信息技術(shù)，用新的設(shè)計(jì)和制造模式來(lái)提升自己的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)對(duì)分布的信息資源的快速調(diào)集和利用，形成基于網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)內(nèi)部或者企業(yè)之間團(tuán)隊(duì)化協(xié)同設(shè)計(jì)、制造模式。以Internet為基礎(chǔ)，越來(lái)越多的異地企業(yè)、設(shè)計(jì)資源、設(shè)計(jì)人員開(kāi)始組織

2、起來(lái)，進(jìn)行合作及共享數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)。同時(shí)，越來(lái)越多的企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，要求其供應(yīng)商也參與產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，供應(yīng)商、合作伙伴能在第一時(shí)間得到一致的產(chǎn)品信息，并利用這些信息展開(kāi)實(shí)時(shí)的協(xié)同開(kāi)發(fā)：包括協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)，進(jìn)行干涉檢查，模擬運(yùn)動(dòng)仿真，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程評(píng)審，交流設(shè)計(jì)思想等，有利于減少工程變更、削減成本及加速上市時(shí)間。 但是，現(xiàn)有企業(yè)間計(jì)算機(jī)軟、硬件信息平臺(tái)大多為異構(gòu)平臺(tái)，協(xié)同過(guò)程中涉及的大量產(chǎn)品信息由不同應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用軟件或同一

3、應(yīng)用領(lǐng)域的不同應(yīng)用軟件產(chǎn)生，因此，只有使用一種通用的數(shù)據(jù)描述方式，遵循統(tǒng)一的普遍支持的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，使來(lái)自不同信息源的異構(gòu)異類(lèi)信息能夠動(dòng)態(tài)結(jié)合，并以一種統(tǒng)一的、可互換的方式表達(dá)，才能實(shí)現(xiàn)異構(gòu)大量信息的共享和交換。目前已有的較成熟的分布式網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)，大多只實(shí)現(xiàn)了局域網(wǎng)內(nèi)完整數(shù)據(jù)交換，對(duì)于廣域網(wǎng)結(jié)構(gòu)和跨平臺(tái)情況下的數(shù)據(jù)交換問(wèn)題解決得不是很完善，設(shè)計(jì)研究相對(duì)來(lái)說(shuō)較少。 XMLWebServices技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)的發(fā)展提供

4、了廣闊的應(yīng)用前景。目前，采用WebServices進(jìn)行產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)制造的研究在國(guó)外的研究處于初步階段，國(guó)內(nèi)也比較少，還沒(méi)有形成完整的理論。例如，目前有不少的協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)提供自己的客戶(hù)端桌面工具與服務(wù)器端連接，客戶(hù)端需要安裝客戶(hù)端程序，這對(duì)異構(gòu)環(huán)境下的分布式系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，并不是一種好的選擇。如果能利用XMLWebServices技術(shù)來(lái)改善跨平臺(tái)協(xié)同設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)交互，將具有重要意義。 協(xié)同設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)多個(gè)設(shè)計(jì)主體之間的協(xié)作，所以多個(gè)用戶(hù)之間的

5、數(shù)據(jù)交換與傳輸是非常頻繁的。對(duì)于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，如何保障大量異構(gòu)信息在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行安全高效的數(shù)據(jù)交換及協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)信息的動(dòng)態(tài)共享，并以一種統(tǒng)一的、可互換的方式表達(dá)，通信是關(guān)鍵因素。SOAP協(xié)議(SimpleObjectAccessProtocol，簡(jiǎn)單對(duì)象存取協(xié)議)提供了這樣一個(gè)普遍支持的標(biāo)準(zhǔn)，允許在不同平臺(tái)上、以不同語(yǔ)言編寫(xiě)的各種程序以基于該標(biāo)準(zhǔn)的方式相互通信，同時(shí)提供盡可能最大的伸縮性。SOAP的詳細(xì)定義是“SOAP是一種基于XML的、用于在

6、Web上交換結(jié)構(gòu)化和類(lèi)型信息的簡(jiǎn)單的輕量協(xié)議”。與之前的CORBA和DCE相比，SOAP方法要簡(jiǎn)單得多，因此要實(shí)現(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)兼容的SOAP，障礙也要少得多?，F(xiàn)在，多數(shù)大的軟件公司都提供SOAP實(shí)現(xiàn)方案。如Borland公司從Delphi6.0版本開(kāi)始，就已經(jīng)提供了內(nèi)置的SOAP支持，微軟提供了SOAPSDK，同時(shí)未來(lái)的.Net平臺(tái)將會(huì)提供更多的支持。IBM則提供了基于Java的SOAP實(shí)現(xiàn)。 協(xié)同設(shè)計(jì)信息安全性的保障主要包括傳輸中信

7、息安全保障和數(shù)據(jù)存取安全保障。SOAP協(xié)議中，已經(jīng)有了相應(yīng)的SOAP規(guī)范定義傳輸中信息的安全性問(wèn)題，為調(diào)用Web服務(wù)提供額外的安全保護(hù)功能。WS-Security規(guī)范定義了一套完整的加密系統(tǒng)，而WS-License規(guī)范定義了相應(yīng)的技術(shù)，以保證調(diào)用者的身份標(biāo)識(shí)，并確保只有授權(quán)用戶(hù)才可以使用Web服務(wù)。數(shù)據(jù)存取安全性方面的研究目前主要有數(shù)字水印、訪問(wèn)控制等方式。在一種強(qiáng)健的身份驗(yàn)證機(jī)制已經(jīng)被建立的情況下，我們目前工作的重點(diǎn)是清楚的說(shuō)出一種訪

8、問(wèn)控制策略，特別是對(duì)于立體產(chǎn)品模型的信息共享與交換。身份驗(yàn)證和訪問(wèn)控制服務(wù)是不同的。身份驗(yàn)證一般用來(lái)確定用戶(hù)身份的正確性，訪問(wèn)控制是有訪問(wèn)權(quán)限的用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)資源、計(jì)劃、過(guò)程、或者其它系統(tǒng)有限訪問(wèn)的過(guò)程。有關(guān)訪問(wèn)控制的很多資料描述了如何訪問(wèn)和控制的高水平策略，和執(zhí)行那些策略的低水平機(jī)制。如以格為基礎(chǔ)的強(qiáng)制性的訪問(wèn)控制(DAC，LBAC，和MAC)?；诮巧脑L問(wèn)控制(RBAC)在協(xié)同設(shè)計(jì)中的應(yīng)用目前來(lái)講，還是一個(gè)較新的研究領(lǐng)域。 本

9、研究中，我們針對(duì)以上提出的對(duì)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)異構(gòu)數(shù)據(jù)交換平滑、實(shí)施簡(jiǎn)單、通信順暢、安全等需求和現(xiàn)有協(xié)同設(shè)計(jì)的相關(guān)研究成果及存在的問(wèn)題，將XMLWebServices技術(shù)應(yīng)用到協(xié)同設(shè)計(jì)中，從三個(gè)通信相關(guān)支持技術(shù)方面展開(kāi)研究，提出了一個(gè)Internet框架下基于XMLWebServices的協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)。論文主要側(cè)重于理論研究，同時(shí)結(jié)合了部分系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)來(lái)論述。主要工作如下： 1.根據(jù)廣域網(wǎng)內(nèi)設(shè)計(jì)各方平臺(tái)異構(gòu)的特點(diǎn)，本研究中，我們利用XM

10、L的靈活性，提出了把協(xié)同數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為XML格式存儲(chǔ)和交互(客戶(hù)端與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器端)，按照產(chǎn)品的特征模型建立設(shè)計(jì)資源數(shù)據(jù)庫(kù)的思想。該思想使用XML作為數(shù)據(jù)庫(kù)接口，能最大限度地減少對(duì)數(shù)據(jù)的操作，縮短數(shù)據(jù)交付時(shí)間，從而解決異構(gòu)平臺(tái)數(shù)據(jù)平滑交換的復(fù)雜性問(wèn)題。為了保證更好的協(xié)同性，同時(shí)增加了XSLT技術(shù)的使用，用于不同語(yǔ)言的轉(zhuǎn)換，可更好的解決協(xié)同性問(wèn)題。 2.提出并構(gòu)建了一個(gè)基于XMLWebServices技術(shù)的Web服務(wù)平臺(tái)。 針

11、對(duì)Internet環(huán)境下跨平臺(tái)協(xié)同設(shè)計(jì)的廣泛市場(chǎng)需求前景，本研究中，我們以微軟的Microsoft.NET為平臺(tái)，構(gòu)造了基于XMLWebServices的XMLWeb服務(wù)器，向應(yīng)用程序提供所需的服務(wù)。這樣，利用Web服務(wù)技術(shù)，所有參與的企業(yè)均可通過(guò)定義一組正式的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品信息和合法Web資源的訪問(wèn)，擴(kuò)大了協(xié)同用戶(hù)和信息共享范圍。通過(guò)實(shí)例演示了客戶(hù)端應(yīng)用程序如何實(shí)現(xiàn)異步調(diào)用多個(gè)服務(wù)，及服務(wù)失敗時(shí)采取的策略。 23.提出了一個(gè)

12、改進(jìn)的基于角色-模型的存取控制機(jī)制。 對(duì)異構(gòu)企業(yè)之間的通信而言，信息共享僅是圍繞某一產(chǎn)品設(shè)計(jì)項(xiàng)目組建的暫時(shí)性聯(lián)系，同時(shí)又可能存在激烈的競(jìng)爭(zhēng)，因此對(duì)于協(xié)同中的企業(yè)而言保障產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息的安全性是十分重要的。本研究中我們主要對(duì)對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的安全存取展開(kāi)研究。采取基于角色-模型的存取控制機(jī)制，對(duì)不同級(jí)別的用戶(hù)采取不同的權(quán)限。通過(guò)協(xié)同設(shè)計(jì)中的合理的存取控制策略，由多組織合作引起的安全性就會(huì)大大提高。我們認(rèn)為，該方法具有通用性，在支持標(biāo)準(zhǔn)SQ

13、L的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中均可實(shí)現(xiàn)，也適用于其他系統(tǒng)的權(quán)限管理。 我們認(rèn)為，該系統(tǒng)將異地異構(gòu)企業(yè)間協(xié)同工作的特點(diǎn)和XMLWebServices的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，建立了Internet環(huán)境下的企業(yè)間協(xié)同工作框架，為在異地企業(yè)間協(xié)同設(shè)計(jì)建立了一個(gè)簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)、跨應(yīng)用和可重用的服務(wù)環(huán)境，使協(xié)同設(shè)計(jì)的異構(gòu)各方能夠?qū)υO(shè)計(jì)流程進(jìn)行科學(xué)管理，不僅能夠進(jìn)行較為安全、實(shí)時(shí)的產(chǎn)品共享，還支持協(xié)同設(shè)計(jì)制造中復(fù)雜的事務(wù)處理和邏輯運(yùn)算，順利完成產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)任務(wù)。