面向网络化协同设计的过程管理系统研究

赵群力　焦合军

摘要：针对目前网络化协同设计研究的现状，分析了协同设计过程管理系统的体系结构，研究了协同设计过程管理系统的作用及功能。

关键词：协同设计；过程管理

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）27-6323-02

Abstract： In view of the networked collaborative design research present situation， analyses the architecture of collaborative design process management system， studies the synergistic effect and function of design process management system.

Key words： collaborative design； process management

根据网络化协同设计的特点，可知协同设计过程管理系统是一个分布式的、开放的、功能全面的管理控制系统。系统应该能够满足：支持分布式的协同工作、支持过程的实时动态变化、支持多层次的过程规划、开放性、安全性等多种需求。

1 协同设计过程管理系统体系结构

协同产品设计过程是一个复杂的、动态的协同过程，有很多不确定的因素存在，在整个协同设计系统中，协同设计过程管理系统十分重要。为了保证网络化协同设计的正常运行，系统必须采用结构化的协同设计过程管理系统对整个协同系统进行过程管理和控制。网络化协同设计的过程管理系统体系结构，分为三层：客户层、服务层、数据库层，具体如图1.1所示。

1） 客户层：用户使用浏览器进入登录界面，或者通过Web浏览器下载相应的客户端应用程序安装。

2）服务层：服务层作为网络化协同设计过程管理体系中最重要的一层，其构成主要是由网页服务器、Socket服务器和协同设计过程集成管理服务器。其中Web服务器为客户端提供服务，Socket服务器为客户端应用程序提供事务处理，协同设计过程管理服务器包含过程建模、过程控制、任务管理、系统管理等逻辑应用服务。

3） 数据库层：数据库层负责对协同设计过程中相关的数据、过程信息、模型实例和资源信息进行存储与管理，为上层提供数据支持。

2 协同设计过程管理的作用及功能

协同设计过程管理系统是整个协同设计系统中重要的一个组成部分。产品协同设计过程是一个动态的、冲突的过程，它强调多主体、协同性、一致性与灵活性，整个过程十分复杂[1]。因此一个好的协同设计过程管理系统，要能安全高效有序地组织产品开发流程中需要的各种产品的数据信息，并且要保证产品设计过程中涉及任务的流程之间能顺利进行[2]。其中主要问题是：项目如何分解，并进行任务分配，对协同设计过程中出现的冲突进行消解，并且在规定时间内完成整个设计流程。

3 协同设计过程管理系统功能模块

过程管理系统主要由以下几个重要模块组成，分别是系统管理、任务管理、流程管理、约束管理和冲突管理，如图2所示。

任务管理模块主要包括项目定义、任务分解、任务分配三个功能。主要操作包括任务分解、任务分配和任务查询等。

流程管理用来定义和控制数据操作规程的基本过程，主要管理当用户对数据进行操作规程时人与人之间或活动与活动之间的数据流向，及在产品全生命周期内所有事务和数据的活动，是管理系统中一个不可缺少的模块[3]。

协同设计从本质上说是一个约束满足问题。约束的产生主要原因在于：协同设计小组之间存在各种依赖和制约的关系，这些关系就构成了约束。比如：用户需求和产品工艺水平存在矛盾、产品制造要求与设计规范不一致、资源使用限制等。另外，协同设计人员构成来自不同部门，知识领域和数据形式表达存在差异，使得约束表达出现问题[4]。在系统设计过程中，以设计产品的属性作为约束节点构成整个产品设计求解边界，产生约束网络。约束管理主要是管理各种约束信息以及约束间的关系，预防可能出现的冲突、检测已出现的冲突并提供有效的冲突解决方案，使整个协同设计系统更加有效地运行[5]。

冲突管理的主要功能是进行冲突检测、分析与消解。

3 结束语

现代产品的复杂性使得产品开发需要多人协作完成，产品设计生产过程中的群体性、交互性、协同性和分布性的特点逐渐凸显[6]。协同设计过程管理系统的研究与应用能够提高整个产品协同设计的效率。因此对协同设计过程管理系统的研究具有重要的意义。

参考文献：

[1] 高曙明.分布式协同设计技术综述[J].计算机辅助设计与图形学学，2004（16）：149-157.

[2] 贺东京.基于云服务的复杂产品协同设计方法[J].计算机集成制造系统， 2011（17） ：533-539.

[3] 张和明. 协同设计中任务管理的不确定性表示与验证[J].浙江大学学报， 2007（30） ：64-69.

[4] 王生发. 产品协同设计过程中关键技术的研究与实现[J].重庆大学学报， 2008（30） ：1899-1903.

[5] 徐路宁. 基于网格的协同设计平台关键技术研究[J].浙江大学学报， 2008（39） ：122-126.

[6] 彭可.网络化控制系统的协同设计与形式化建模[J].计算机集成制造系统， 2011（17）： 433-441.