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以BOM为核心的产品生命周期管理框架
本章利用应用模式阐释具体企业需求，提出了产品生命周期管理的框架，该框架分为数据层，模型层，逻辑层及用户层。其中数据层持久化着产品生命周期中的所有产品数据与质量数据
产品应用
利用应用模式阐释具体企业需求，提出了产品生命周期管理的框架，该框架分为数据层，模型层，逻辑层及用户层。其中数据层持久化着产品生命周期中的所有产品数据与质量数据，保证了信息的一致性。模型层用于组织产品生命周期信息，定义装配相关的本体知识。逻辑层利用下层的数据和模型知识实现系统具体功能，用户层则面向具体用户提供系统功能。本章从宏观角度上阐释框架的布局，作为第三章与第四章中具体实现的基础。
2.1 应用模式分析
产品生命周期管理实现了集成化的表单管理、结构化的图纸管理、标准化的物料管理、模块化的产品平台功能管理、多层级的零件BOM管理，其业务流程图如图2-1所示。
图2-1 产品生命周期管理业务流程图
所有的数据在系统里面都有统一的生命周期状态管理、版本管理、采集管理、质量管理、知识管理。产品生命周期管理建立起数据与ERP系统之间的桥梁，弥补ERP对产生的数据无法达成无缝继承和再利用的缺陷，为ERP提供正确的产品数据，使数据一次录入，到处使用，减少重复动作和避免带来不必要的错误。同时产品生命周期管理还可以和多个信息系统进行全面集成，提供多个信息系统数据的联合报表数据。
在复杂产品制造企业环境中，BOM结构处于不断修改不断变化的过程，其中设计阶段体现的是产品的工程BOM(Enginnering Bill of Material),加工阶段为加工BOM(Process Bills of Material),装配阶段为制造BOM(Manufacturing Bill of Material)。
图2-2 BOM数据的传递与变更管理
图2-2中体现了不同部门对于不同类型BOM操作的变更，设计部门主要接受用户需求变更产生设计变更，从而体现在EBOM中，设计工艺的变更影响加工部门，以及其对应的PBOM，在加工部门主要产生加工工艺变更。在装配过程中由于生产条件以及生产环境的变更，影响到装配部门及其MBOM。同时在一个阶段的变更需要反馈到前一个部门。
从产品生命周期管理业务流程图2-3可以看出，利用建立好的产品信息模型和质量数据模型，当模型变更时，能够自动对产品信息、生产管理信息和产品对象的标识码进行更改管理与自动维护，实现产品质量信息准确的记录、管理和追溯。
通过产品生命周期管理实现对研发整体流程及文档的追溯，减少了部门之间对责任问题的推诿，加快了异常事件的处理进度，提升团队的整体协同性。零件的标识是实现质量信息追溯的主要途径，是零件信息管理、追踪系统中的难点。零件的标识是制造资源优化配置的重要组成部分。
其次，对于产品生产的重要结构BOM的生成、一致性管理以及变更反馈对产品生命周期管理提出了新的需求。BOM反映了产品的装配结构，是二维的树形结构，利用资源元模型中的产品零件实例建立其节点，通过实例关系建立其分支。不仅如此，BOM还需要挂载质量信息节点以用于追溯和预警。
图2-3 产品生命周期管理应用模式图
对于建立好的不同生命周期的BOM结构，也需要进行比对进行设计变更反馈。和产品齐套性检查相同，都是在已有资源实例及其关系上建立的应用拓展。产品变更反馈是在设计之后的阶段进行，将变更结果反馈给设计部门，在设计和其之后的阶段创建迭代流程，可以实现设计和分析之间的双向更新，从而产品结构拥有更全面的了解。应用模式图2-3中包含两类在开发过程中的重要角色组，即开发者与领域专家。
发者的目标就是将产品生命周期信息抽象和整合为对应的信息模型，作为生成资源对象和Web服务目标的信息源，这些信息包括包含原材料和零组件的属性和结构的产品信息以及产品对应的质量信息，来自不同的产品制造阶段，以表单和文档的形式存在于制造环境中。并且开发者提供不同的权限配置，使业务人员能够通过权限设置获得不同信息模型的访问权限，达到产品生命周期信息权限管理的目的。产品信息模型和质量信息模型是整个系统的信息支撑，是形成BOM的基础。
领域专家为产品装配本体提供领域知识，有效管理飞机结构的所有关键组件和相关硬件。其中领域知识包括零件参数和零件装配结构等。领域专家也可以对方法结果进行验证。由于信息模型有已有的过程信息数据提供给开发者，所以不需要领域专家的控制。在本体模型的开发过程中，有固定的数据表达格式便于领域专家进行录入。
质量数据追溯和产品数据采集过程中都需要由业务人员通过可视化界面进行操作，变更反馈和齐套性检查则通过可操作界面进行自动的信息反馈给业务人员。由于业务人员不参与开发过程，所以没有体现在应用模式图中，利用相应的REST资源服务请求，业务人员可以在信息模型的控制下进行资源实例的操作，并通过UID进行质量信息的追溯。
2.2 总体框架
本研宄中，产品生命周期信息管理的框架如图2-4所示:
图2-4 产品生命周期管理框架图
该框架主要由四个部分组成：数据层，模型层，逻辑层以及用户层。以BOM为组成核心的产品生命周期管理框架集成了基于资源的Web服务技术、基于领域知识的本体技术和基于UID的质量管理技术等。在产品生命周期中的信息包含不同生产活动中需要的数据，产品信息和质量信息，它们作为生产活动产生的实体信息，系统能够响应用户对于信息的不同阶段的访问。产品生命周期管理的最终目的是支持产品生命周期中的所有业务活动，也就是架构图的最顶层面向用户的业务实体。因此，应用框架和底层的信息模型都是帮助用户和企业有效执行业务的工具。
框架中的四个层次之间具有紧密的联系，其中数据层保存着所有的产品生命周期信息以及语义本体库。模型层中的产品模型体现为以资源的形式存在，本体模型存储在语义本体库中。以资源形式存储在模型层的产品信息模型是上层的基础，因为在现今的企业工程环境中最大的瓶颈就是在分布式的环境中捕获、共享和维护产品信息，这些产品信息包括需求，设计文档，过程计划，结构信息等。
系统要求活动实体实时更新以及能够追溯支撑业务过程的数据，因此应用中提供产品信息和执行这些业务流程的人员的关联。开发过程中应用建模知识将产品设计、工程更改、采购、加工生产、装配和交付等各环节设计的质量信息表格变为资源实体对象，在这个过程中应用抽象、组合等思想可以简化和重用部分实体。
模型层利用数据源连接模块与数据层相连，通过资源和模型向上层提供数据。对于质量数据实例的管理过程虽然频繁，但是都是简单的增删改查的操作，所以可以通过提供统一的RESTful接口进行管理。通过资源元模型中的信息自动生成采集页面可以减少开发量，并且对于错误的表单信息或者需求的变更，只需要修改资源元模型进行重新生成。
在逻辑层中，系统以UID唯一标识为主线，将众多实体对象统一起来，当设计模型变更时，产品信息、生产管理信息和产品对象的标识码保持不变，实现产品信息与质量信息的记录、管理和关联。集成各阶段产品数据，对装配的状态信息进行准确的记录，确保状态信息的可追踪性和安全保障。
在此基础上，结合企业需求，系统还实现了BOM的生成，以及在此基础上的BOM比对以及对于BOM结构的本体推理，航空制造业中的BOM主要用于组织零部件质量信息，传统方案将BOM视为孤立的树结构，但实际上BOM是一个多维的结构，用户可以选择在BOM上显示零件标识，零件生产信息，以及零件质量信息的缺失预警。这些都是建立在构型管理对于零件关联信息的基础之上。
用户层之间面向用户，业务人员可以通过权限配置设置对于资源访问的权限，利用模型层提供的RESTful资源访问结构进行资源操作，从而实现质量数据和产品数据的管理，还可以利用零件UID标识信息进行质量信息追溯。其中逻辑层的BOM比对算法以及本体推理为BOM设计反馈以及BOM结构预警功能提供了技术基础。
2.3 框架的层次分析
2.3.1 数据层
数据层持久化着设计、加工、装配、使用和维修的产品生命周期所有数据，它是产品信息和质量信息共享和集成的基础支撑，所有实例信息都保存其中。除了产品生命周期信息外，数据层还包括语义本体库。该层主要包括以下两个功能:
(1)产品生命周期信息持久化
在产品生命周期信息资源模型统一配置时，将数据库的访问权限等信息添加在系统配置文件中，通过UID信息作为主键查找数据，产生请求，最后返回相应的产品信息。利用数据源服务器的连接信息，可以建立模型层和数据层的连接，通过不同的数据源类型的JDBC驱动，连接不同的数据源。根据不同的资源访问请求，建立不同的数据库请求操作，使得逻辑层和数据层的信息保持一致。从而对于架构上层来说，屏蔽了数据层的信息组织方式，保证产品生命周期信息组织和集成在不同生命周期阶段的完整性和统一性。
(2)语义本体库持久化
本体库主要包含了装配阶段的领域知识，为上层的本体模型提供统一的访问视图，通过持续检测被添加的本体数据，不断完善自身对于装配结构和装配属性知识的定义，使之能够随着外部知识的变化而变化。
2.3.2 模型层
模型层负责产品信息和本体模型的组织和管理，即主要包括以下两个部分：
(1)资源元模型根据企业提供的产品数据及质量信息表单，发现其中的结构虽然复杂，但是很多都是类似的，如果采用传统的开发方案对于每一个信息节点都单独进行开发，会造成很多重复的开发工作，造成数据的冗余，并且不利于维护。
采用产品信息模型和质量数据模型对产品数据和质量信息进行切分和抽象很好地解决了上述问题，利用资源的继承和关联关系重新拆分和组合表单中的结构信息。保证了信息在各个阶段的一致性。其中对于模型层的操作权限根据用户层中业务员设置的权限控制判断资源的增删改查请求是否可以被响应。资源元模型保证了产品生命周期信息的完整性。
(2)领域本体模型本体模型用于描述产品的装配知识，其中装配知识分为零件的装配结构和零件参数的表达，描述了装配知识的概念、关系以及约束。本体是替代经典的数据模型的领域知识捕获和领域知识表达的可行方案，它能够比显式建模以及明确用代码表达数据关联捕获更多的知识。
领域知识来自于领域专家，只有将领域知识形式化的表达才能作为本体推理的依据。模型通过定义统一的数据表达方式，使之能够便于非技术行业的领域专家进行知识的表达，对于本体模型的建立能够做到对于领域知识的重用和共享。在本框架中，飞机设计本体的开发包含了飞机结构和飞机参数的表达，对于本体模型的应用将在用户层进行体现。
2.3.3 逻辑层
逻辑层利用模型层中提供的数据和限制，开发相应的算法和规则作为用户层的逻辑支撑。逻辑层在模型层的基础上将资源实例化，用于表示生命周期中的信息节点。
(1)基于资源关联的BOM生成
逻辑层将资源实例表达的产品生命周期信息节点组织起来生成物料清单BOM，BOM包含零组件和原材料的装配关系以及数量等信息，产品生命周期中的BOM还包括了在各个阶段生成的不同类型BOM，譬如设计BOM，装配BOM等。
产品生命周期管理中将不同阶段BOM视图集成在同一个系统中，利用资源的关联进行装配关系和设计关系的建设，将模型层中孤立的信息节点关联起来。同时，BOM的每一个节点都对应着不同的产品信息以及它们的质量信息，这些信息挂载于BOM表达的产品结构中，这为质量追溯建立了信息结构基础。同时对于质量信息的缺失也可以从BOM中得到体现。
(2)本体推理模块
本体推理模块利用模型层的本体模型进行推理，为用户层的BOM结构预警功能服务。本体模型通过OWL进行描述，提供了准确和正式的领域共享概念的表达。本体推理利用JenaAPI进行实现，这样能够保证在装配过程中不违反设计初衷，保证产品生命周期资源实例的概念和操作都能够满足本体模型中提供的设计、控制与约束，对于装配质量是一大保障，保证了不同阶段的一致性。
(3)BOM比对模块
BOM比对算法为BOM设计反馈功能服务，本体推理模块针对装配BOM，BOM比对模块针对产品生命周期中不同阶段的BOM，比如设计BOM与装配BOM，BOM是有根无序具有标签的树，针对这样树形结构的特点开发树形结构的编辑路径算法作为BOM比对的技术基础。BOM比对的结果将装配过程的变更反馈给设计阶段人员，记录了BOM在不同阶段的转化过程。
2.3.4 用户层
用户层位于系统框架的最顶层，该层利用逻辑层的数据及返回结果为用户提供友好的图形界面以便于交互。用户层包括一系列相关的界面，以及提供相应的操作和返回结果。可以一下几类：
(1)资源实例操作
对于资源实例的操作包括质量数据管理和产品数据管理，更细分地包括信息的增删改查操作，提供信息的采集及管理功能。通过模型层的RESTful资源访问接口提供技术支持，除了基本信息的操作外，还有对BOM信息的录入，比如结构关系以及对应质量信息关联信息的采集，这些由逻辑层的资源关联进行技术支持，从而。在BOM中每一个节点都对应资源元模型中的一个实例，以超链接的形式展现。当用户点击节点时，页面会跳转到相关节点的属性展示页面，对于产品节点会展示它的操作记录。
(2)资源权限控制
权限配置接口提供给系统管理员进行权限信息的管理，对于不同资源的不同操作都有不同的权限分配接口，这些操作主要是针对RESTful基础的增、删、改、查操作。权限配置会直接对于模型层中的RESTful资源访问接口进行限制，用于判断对于某资源的访问请求是否可以得到响应。这保证了系统的安全性，也保证了不同生命周期的业务人员拥有不同的操作权限。
(3)BOM应用
在面向用户的接口中，包含BOM设计反馈和BOM结构预警由于其复杂性和重要性分为单独的一个模块。其中BOM设计反馈由逻辑层中的BOM比对提供技术支持，为设计阶段的业务人员提供后续阶段的装配支持作为不断的设计更新的知识补充；BOM结构预警通过逻辑层中的本体推理提供技术支持，避免了错装漏装的操作失误。
(4)质量追溯
质量追溯是数据集成系统中重要的部分，产品质量信息分散在产品生命周期的各个阶段，质量追溯是指在全生命周期中对被追溯组件进行连续的质量信息追踪管理，获取组件制造活动中的历史质量信息。在产品制造的最后维修阶段，如果出现残次品，需要根据产品的返修记录找出问题组件的制造人员以及责任人，找出质量不合格在产品生命周期中的问题点；追溯零件的信息，比如批次号，材料属性，规格属性等，以达到有效替换的效果；同时找出同批零组件的质量信息，用于可能的质量召回情况中锁定产品召回范围。
2.4 小结
本章提出了产品生命周期管理的框架，首先分析了框架的应用模式，其中将企业中的背景进行了问题建模，通过业务流程图的方式分析了业务场景。其次利用总体框架描述系统内部如何构造以及模型如何构建。根据总体框架具体分析了框架的四个层次，分别为数据层、模型层、逻辑层和用户层，其中每个层次都相互依赖相互支撑，为系统框架的功能点服务。
2.1 应用模式分析
产品生命周期管理实现了集成化的表单管理、结构化的图纸管理、标准化的物料管理、模块化的产品平台功能管理、多层级的零件BOM管理，其业务流程图如图2-1所示。
图2-1 产品生命周期管理业务流程图
所有的数据在系统里面都有统一的生命周期状态管理、版本管理、采集管理、质量管理、知识管理。产品生命周期管理建立起数据与ERP系统之间的桥梁，弥补ERP对产生的数据无法达成无缝继承和再利用的缺陷，为ERP提供正确的产品数据，使数据一次录入，到处使用，减少重复动作和避免带来不必要的错误。同时产品生命周期管理还可以和多个信息系统进行全面集成，提供多个信息系统数据的联合报表数据。
在复杂产品制造企业环境中，BOM结构处于不断修改不断变化的过程，其中设计阶段体现的是产品的工程BOM(Enginnering Bill of Material),加工阶段为加工BOM(Process Bills of Material),装配阶段为制造BOM(Manufacturing Bill of Material)。
图2-2 BOM数据的传递与变更管理
图2-2中体现了不同部门对于不同类型BOM操作的变更，设计部门主要接受用户需求变更产生设计变更，从而体现在EBOM中，设计工艺的变更影响加工部门，以及其对应的PBOM，在加工部门主要产生加工工艺变更。在装配过程中由于生产条件以及生产环境的变更，影响到装配部门及其MBOM。同时在一个阶段的变更需要反馈到前一个部门。
从产品生命周期管理业务流程图2-3可以看出，利用建立好的产品信息模型和质量数据模型，当模型变更时，能够自动对产品信息、生产管理信息和产品对象的标识码进行更改管理与自动维护，实现产品质量信息准确的记录、管理和追溯。
通过产品生命周期管理实现对研发整体流程及文档的追溯，减少了部门之间对责任问题的推诿，加快了异常事件的处理进度，提升团队的整体协同性。零件的标识是实现质量信息追溯的主要途径，是零件信息管理、追踪系统中的难点。零件的标识是制造资源优化配置的重要组成部分。
其次，对于产品生产的重要结构BOM的生成、一致性管理以及变更反馈对产品生命周期管理提出了新的需求。BOM反映了产品的装配结构，是二维的树形结构，利用资源元模型中的产品零件实例建立其节点，通过实例关系建立其分支。不仅如此，BOM还需要挂载质量信息节点以用于追溯和预警。
图2-3 产品生命周期管理应用模式图
对于建立好的不同生命周期的BOM结构，也需要进行比对进行设计变更反馈。和产品齐套性检查相同，都是在已有资源实例及其关系上建立的应用拓展。产品变更反馈是在设计之后的阶段进行，将变更结果反馈给设计部门，在设计和其之后的阶段创建迭代流程，可以实现设计和分析之间的双向更新，从而产品结构拥有更全面的了解。应用模式图2-3中包含两类在开发过程中的重要角色组，即开发者与领域专家。
发者的目标就是将产品生命周期信息抽象和整合为对应的信息模型，作为生成资源对象和Web服务目标的信息源，这些信息包括包含原材料和零组件的属性和结构的产品信息以及产品对应的质量信息，来自不同的产品制造阶段，以表单和文档的形式存在于制造环境中。并且开发者提供不同的权限配置，使业务人员能够通过权限设置获得不同信息模型的访问权限，达到产品生命周期信息权限管理的目的。产品信息模型和质量信息模型是整个系统的信息支撑，是形成BOM的基础。
领域专家为产品装配本体提供领域知识，有效管理飞机结构的所有关键组件和相关硬件。其中领域知识包括零件参数和零件装配结构等。领域专家也可以对方法结果进行验证。由于信息模型有已有的过程信息数据提供给开发者，所以不需要领域专家的控制。在本体模型的开发过程中，有固定的数据表达格式便于领域专家进行录入。
质量数据追溯和产品数据采集过程中都需要由业务人员通过可视化界面进行操作，变更反馈和齐套性检查则通过可操作界面进行自动的信息反馈给业务人员。由于业务人员不参与开发过程，所以没有体现在应用模式图中，利用相应的REST资源服务请求，业务人员可以在信息模型的控制下进行资源实例的操作，并通过UID进行质量信息的追溯。
2.2 总体框架
本研宄中，产品生命周期信息管理的框架如图2-4所示:
图2-4 产品生命周期管理框架图
该框架主要由四个部分组成：数据层，模型层，逻辑层以及用户层。以BOM为组成核心的产品生命周期管理框架集成了基于资源的Web服务技术、基于领域知识的本体技术和基于UID的质量管理技术等。在产品生命周期中的信息包含不同生产活动中需要的数据，产品信息和质量信息，它们作为生产活动产生的实体信息，系统能够响应用户对于信息的不同阶段的访问。产品生命周期管理的最终目的是支持产品生命周期中的所有业务活动，也就是架构图的最顶层面向用户的业务实体。因此，应用框架和底层的信息模型都是帮助用户和企业有效执行业务的工具。
框架中的四个层次之间具有紧密的联系，其中数据层保存着所有的产品生命周期信息以及语义本体库。模型层中的产品模型体现为以资源的形式存在，本体模型存储在语义本体库中。以资源形式存储在模型层的产品信息模型是上层的基础，因为在现今的企业工程环境中最大的瓶颈就是在分布式的环境中捕获、共享和维护产品信息，这些产品信息包括需求，设计文档，过程计划，结构信息等。
系统要求活动实体实时更新以及能够追溯支撑业务过程的数据，因此应用中提供产品信息和执行这些业务流程的人员的关联。开发过程中应用建模知识将产品设计、工程更改、采购、加工生产、装配和交付等各环节设计的质量信息表格变为资源实体对象，在这个过程中应用抽象、组合等思想可以简化和重用部分实体。
模型层利用数据源连接模块与数据层相连，通过资源和模型向上层提供数据。对于质量数据实例的管理过程虽然频繁，但是都是简单的增删改查的操作，所以可以通过提供统一的RESTful接口进行管理。通过资源元模型中的信息自动生成采集页面可以减少开发量，并且对于错误的表单信息或者需求的变更，只需要修改资源元模型进行重新生成。
在逻辑层中，系统以UID唯一标识为主线，将众多实体对象统一起来，当设计模型变更时，产品信息、生产管理信息和产品对象的标识码保持不变，实现产品信息与质量信息的记录、管理和关联。集成各阶段产品数据，对装配的状态信息进行准确的记录，确保状态信息的可追踪性和安全保障。
在此基础上，结合企业需求，系统还实现了BOM的生成，以及在此基础上的BOM比对以及对于BOM结构的本体推理，航空制造业中的BOM主要用于组织零部件质量信息，传统方案将BOM视为孤立的树结构，但实际上BOM是一个多维的结构，用户可以选择在BOM上显示零件标识，零件生产信息，以及零件质量信息的缺失预警。这些都是建立在构型管理对于零件关联信息的基础之上。
用户层之间面向用户，业务人员可以通过权限配置设置对于资源访问的权限，利用模型层提供的RESTful资源访问结构进行资源操作，从而实现质量数据和产品数据的管理，还可以利用零件UID标识信息进行质量信息追溯。其中逻辑层的BOM比对算法以及本体推理为BOM设计反馈以及BOM结构预警功能提供了技术基础。
2.3 框架的层次分析
2.3.1 数据层
数据层持久化着设计、加工、装配、使用和维修的产品生命周期所有数据，它是产品信息和质量信息共享和集成的基础支撑，所有实例信息都保存其中。除了产品生命周期信息外，数据层还包括语义本体库。该层主要包括以下两个功能:
(1)产品生命周期信息持久化
在产品生命周期信息资源模型统一配置时，将数据库的访问权限等信息添加在系统配置文件中，通过UID信息作为主键查找数据，产生请求，最后返回相应的产品信息。利用数据源服务器的连接信息，可以建立模型层和数据层的连接，通过不同的数据源类型的JDBC驱动，连接不同的数据源。根据不同的资源访问请求，建立不同的数据库请求操作，使得逻辑层和数据层的信息保持一致。从而对于架构上层来说，屏蔽了数据层的信息组织方式，保证产品生命周期信息组织和集成在不同生命周期阶段的完整性和统一性。
(2)语义本体库持久化
本体库主要包含了装配阶段的领域知识，为上层的本体模型提供统一的访问视图，通过持续检测被添加的本体数据，不断完善自身对于装配结构和装配属性知识的定义，使之能够随着外部知识的变化而变化。
2.3.2 模型层
模型层负责产品信息和本体模型的组织和管理，即主要包括以下两个部分：
(1)资源元模型根据企业提供的产品数据及质量信息表单，发现其中的结构虽然复杂，但是很多都是类似的，如果采用传统的开发方案对于每一个信息节点都单独进行开发，会造成很多重复的开发工作，造成数据的冗余，并且不利于维护。
采用产品信息模型和质量数据模型对产品数据和质量信息进行切分和抽象很好地解决了上述问题，利用资源的继承和关联关系重新拆分和组合表单中的结构信息。保证了信息在各个阶段的一致性。其中对于模型层的操作权限根据用户层中业务员设置的权限控制判断资源的增删改查请求是否可以被响应。资源元模型保证了产品生命周期信息的完整性。
(2)领域本体模型本体模型用于描述产品的装配知识，其中装配知识分为零件的装配结构和零件参数的表达，描述了装配知识的概念、关系以及约束。本体是替代经典的数据模型的领域知识捕获和领域知识表达的可行方案，它能够比显式建模以及明确用代码表达数据关联捕获更多的知识。
领域知识来自于领域专家，只有将领域知识形式化的表达才能作为本体推理的依据。模型通过定义统一的数据表达方式，使之能够便于非技术行业的领域专家进行知识的表达，对于本体模型的建立能够做到对于领域知识的重用和共享。在本框架中，飞机设计本体的开发包含了飞机结构和飞机参数的表达，对于本体模型的应用将在用户层进行体现。
2.3.3 逻辑层
逻辑层利用模型层中提供的数据和限制，开发相应的算法和规则作为用户层的逻辑支撑。逻辑层在模型层的基础上将资源实例化，用于表示生命周期中的信息节点。
(1)基于资源关联的BOM生成
逻辑层将资源实例表达的产品生命周期信息节点组织起来生成物料清单BOM，BOM包含零组件和原材料的装配关系以及数量等信息，产品生命周期中的BOM还包括了在各个阶段生成的不同类型BOM，譬如设计BOM，装配BOM等。
产品生命周期管理中将不同阶段BOM视图集成在同一个系统中，利用资源的关联进行装配关系和设计关系的建设，将模型层中孤立的信息节点关联起来。同时，BOM的每一个节点都对应着不同的产品信息以及它们的质量信息，这些信息挂载于BOM表达的产品结构中，这为质量追溯建立了信息结构基础。同时对于质量信息的缺失也可以从BOM中得到体现。
(2)本体推理模块
本体推理模块利用模型层的本体模型进行推理，为用户层的BOM结构预警功能服务。本体模型通过OWL进行描述，提供了准确和正式的领域共享概念的表达。本体推理利用JenaAPI进行实现，这样能够保证在装配过程中不违反设计初衷，保证产品生命周期资源实例的概念和操作都能够满足本体模型中提供的设计、控制与约束，对于装配质量是一大保障，保证了不同阶段的一致性。
(3)BOM比对模块
BOM比对算法为BOM设计反馈功能服务，本体推理模块针对装配BOM，BOM比对模块针对产品生命周期中不同阶段的BOM，比如设计BOM与装配BOM，BOM是有根无序具有标签的树，针对这样树形结构的特点开发树形结构的编辑路径算法作为BOM比对的技术基础。BOM比对的结果将装配过程的变更反馈给设计阶段人员，记录了BOM在不同阶段的转化过程。
2.3.4 用户层
用户层位于系统框架的最顶层，该层利用逻辑层的数据及返回结果为用户提供友好的图形界面以便于交互。用户层包括一系列相关的界面，以及提供相应的操作和返回结果。可以一下几类：
(1)资源实例操作
对于资源实例的操作包括质量数据管理和产品数据管理，更细分地包括信息的增删改查操作，提供信息的采集及管理功能。通过模型层的RESTful资源访问接口提供技术支持，除了基本信息的操作外，还有对BOM信息的录入，比如结构关系以及对应质量信息关联信息的采集，这些由逻辑层的资源关联进行技术支持，从而。在BOM中每一个节点都对应资源元模型中的一个实例，以超链接的形式展现。当用户点击节点时，页面会跳转到相关节点的属性展示页面，对于产品节点会展示它的操作记录。
(2)资源权限控制
权限配置接口提供给系统管理员进行权限信息的管理，对于不同资源的不同操作都有不同的权限分配接口，这些操作主要是针对RESTful基础的增、删、改、查操作。权限配置会直接对于模型层中的RESTful资源访问接口进行限制，用于判断对于某资源的访问请求是否可以得到响应。这保证了系统的安全性，也保证了不同生命周期的业务人员拥有不同的操作权限。
(3)BOM应用
在面向用户的接口中，包含BOM设计反馈和BOM结构预警由于其复杂性和重要性分为单独的一个模块。其中BOM设计反馈由逻辑层中的BOM比对提供技术支持，为设计阶段的业务人员提供后续阶段的装配支持作为不断的设计更新的知识补充；BOM结构预警通过逻辑层中的本体推理提供技术支持，避免了错装漏装的操作失误。
(4)质量追溯
质量追溯是数据集成系统中重要的部分，产品质量信息分散在产品生命周期的各个阶段，质量追溯是指在全生命周期中对被追溯组件进行连续的质量信息追踪管理，获取组件制造活动中的历史质量信息。在产品制造的最后维修阶段，如果出现残次品，需要根据产品的返修记录找出问题组件的制造人员以及责任人，找出质量不合格在产品生命周期中的问题点；追溯零件的信息，比如批次号，材料属性，规格属性等，以达到有效替换的效果；同时找出同批零组件的质量信息，用于可能的质量召回情况中锁定产品召回范围。
2.4 小结
本章提出了产品生命周期管理的框架，首先分析了框架的应用模式，其中将企业中的背景进行了问题建模，通过业务流程图的方式分析了业务场景。其次利用总体框架描述系统内部如何构造以及模型如何构建。根据总体框架具体分析了框架的四个层次，分别为数据层、模型层、逻辑层和用户层，其中每个层次都相互依赖相互支撑，为系统框架的功能点服务。
