基于XML的船舶数字化平台的数据交换技术研究

摘要

为了迎接当今全球造船行业飞速发展所带来的机遇和挑战，我国的造船行业正逐步实现数字化造船，以提高行业的核心竞争力，为行业的发展提供有力的支撑。随着数字化造船建设的迅速发展，各个部门及企业都使用了各种各样的数字化工具，通过这些工具的使用，我国在数字化造船领域取得了长足的进步。但是这些数字化工具往往是在不同时期、由不同厂商、在不同系统上建设而成的，而且大都是使用不同语言在不同平台上开发完成。因此，它们彼此之间很难实现信息共享，形成了大量孤岛式的数字化应用工具。船舶数据交换技术是数字化造船建设的基础之一，通过构建船舶数据交换技术可以实现数字化造船领域异构系统的互联互通，消除“信息孤岛”，实现数字化造船资源建设、管理和应用的一体化，从而不断提高中国造船行业的设计、制造和服务水平。因此，船舶数据交换技术具有很强的研究价值和现实意义。
　　 本文以上海交通大学和中国船舶科学研究中心共同开发的船舶数字化智能设计系统为应用背景，设计了基于船舶数字化平台的数据交换模式，并针对传统数据交换技术存在的缺乏统一标准，平台依赖性强，耦合度大等不足，采用目前数据交换领域内最流行的XML技术，充分利用其平台无关、易于扩展和语义性强等特点，提出了一种基于XMLtoXML的数据交换解决方案。该方案具有松耦合性、灵活性和开放性等优点。
　　 针对使用交换频繁的船型几何表，对船舶领域中的各种数字化工具的数据资源进行了细致分析，遵循有规律和易于扩充的原则，并在此基础上提出一种基于XML的船型几何表表达格式。这样，从各种数字化工具中提取出来的共享数据都可以转换成此格式以方便共享。
　　 数据交换利用XML及其相关技术，实现数字化造船领域中异构系统之间的数据转换，这是整个系统数据集成的关键。论文重点描述了这个过程，首先从源方系统中抽取得到共享转换数据，并将其定义为XML船型几何表，然后再根据目标方提供的映射文件转换为符合需求的XML船型几何表，最后传输至目标方系统，并再次转换成目标方支持的数据。
　　 该方案最终在J2EE技术平台下设计实现，并且在船舶数字化智能设计系统中得到了应用，实现了船舶领域各种数字化工具之间的数据交换与共享。系统自开通以来，运行稳定，效果良好。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 课题的背景及来源

1.2 研究现状

1.3 课题研究目的及意义

1.4 课题的主要研究内容及特色

1.5 本文的组织结构

1.6 本章小结

第二章 XML 和数据交换技术

2.1 XML相关技术

2.1.1 XML 概念及应用

2.1.2 XML Schema简介

2.1.3 XML 解析技术

2.2 数据交换

2.2.1 数据交换的概念及必要性

2.2.2 数据交换中需要解决的问题

2.2.3 传统的数据交换

2.2.4 xml出现后的数据交换

2.3 本章小结

第三章 基于XML的船舶数字化领域数据交换方案的设计

3.1 船舶数字化领域概述

3.2 数据交换在船舶数字化设计领域中的必要性

3.3 基于XML的船型几何表

3.3.1 船型几何表概述及其表达形式分析

3.3.2 船型几何表建模

3.3.3 基于XML的船型几何表优点

3.4 方案设计

3.4 数据抽取与卸载模块

3.5.1 数据抽取

3.5.2 数据卸载

3.6 数据交换构建

3.6.1 数据模型

3.6.2 优化器

3.6.3 转换规则

3.6.4 配置文件

3.7 本章小节

第四章 基于XML的船舶数字化平台数据交换方案的实现与应用

4.1 船舶数字化平台简介

4.2 实现背景

4.3 方案的实现

4.3.1 开发工具和环境

4.3.2 数据导出生成XML文档

4.3.3 解析船型几何表

4.3.4 数据交换机制

4.3.5 基于船舶领域需求的卸载模块实现

4.4 系统应用

4.4.1 应用背景

4.4.2 Fluent与Patran的数据交换流程

4.4.3 数据测试流程

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 本文主要工作

5.2 对后期工作展望

致谢

参考文献

附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文