随着互联网技术的发展和工业技术的升级,以德国工业4.0变革和美国工业互联网为代表的制造业发达国家的工业制造技术迅速发展。我国作为工业制造大国,制定了《中国制造2025》计划以改革推动制造业发展,在制造业领域中,无论大到航空航天领域,汽车加工制造,还是日常使用零部件的生产都离不开数控机床刀具加工。所以,对于机床加工中制造业刀具数据的有效管理对智能制造业的发展显得尤为重要。现有的刀具数据管理方案存在以下局限性:1)缺乏对刀具数据的含义和丰富的语义关系准确表达的数据模型;2)缺乏对刀具设计演化数据的有效管理,针对这种刀具迭代设计过程中产生的大量多版本数据没有高效的存储方案;3)针对这种多版本刀具数据的特定查询效率低下。为了能够更高效地管理制造业刀具数据,本文针对上述存在的局限性进行研究并提供了解决方案。首先,我们提出了一种基于对象代理模型的刀具设计演化数据建模方法,针对现有刀具数据管理模型的缺陷,结合刀具数据的特征和刀具应用场景需求,利用类和代理类将版本的演化关系,刀具的装配关系语得以准确地表达。与传统的关系模型不同,利用对象代理模型可以分割和组合对象,具有柔软性和较强的扩展性,同时利用跨类查询特性避免了关系数据模型中的大量联接操作。其次,针对刀具设计演化数据管理问题,设计了基于物化存储和虚拟存储相结合的多版本数据存储方案。该策略的主要思想是采用版本类的物化存储和虚拟存储的混合存储策略,考虑到了版本的深度,版本的子节点数目,版本的继承信息量和版本的访问频率四种因素对于存储空间和版本检索的影响,利用对象代理数据库的特性选择根版本之外的版本进行物化存储,使得在一定的信息冗余内版本的回溯恢复代价最小。然后,针对刀具设计演化数据的最大性能提升查询需求效率低的问题提出了索引方法。找到在版本演变历史中子版本相对于父版本性能提升最大的版本定义为最大版本差异查询。其中最大版本差异查询索引分别记录了父子版本差异值和对应的版本对,分别以其做为索引关键字进行排序,有效减少了检索遍历时间,从而提高查询效率。最后,在对象代理数据库TOTEM中实现了上述语义模型,存储策略和索引优化方法,并对这些方案进行测试实验。实验结果表明基于对象代理模型的刀具数据模型的高效性和功能的正确性,同时也证明了基于物化存储和虚拟存储结合的存储策略可以提高多版本数据的存储空间利用率和查询效率,MDI方法可以有效提高刀具设计演化数据的最大性能提升比较查询效率。