多学科协同设计过程优化设计研究硕士学位论文(编辑修改稿)

多学科协同设计过程优化设计研究硕士学位论文(编辑修改稿)内容摘要：

能够提供用户过程流搭建、任务分配、进度跟踪、进度查询等功能。 通过记录当前任务进度和相关数据的变化，能够自动给出最优设计过程调整方案，最终生成系统操作日记并保存至系统 Oracle9i 数据库中。 其基本功能如图 所示。 发 布 过 程 流 信 息 至 W e b 用 户 端系 统 权 限 分 配 用 户 端 口 智 能 体系 统 优 化 管 理 智 能 体过 程 建 模W e b 客 户 端系 统 数 据 管 理 智 能 体 系 统 通 信 智 能 体G a n t t 图可 视 化 流 程优 化 图任 务 分配 图过 程 流查 看监 控 管 理任 务 监控 图项 目 监控 图 图 过程管理智能体基本功能 (1) 过程建模 ：项目管理智能体完成任务后，用户端 A 进入过程管理智能体对项目整体过程进行建模并保存至系统 Oracle9i 数据库。 用户端 B 进入系统平台后，优化管理智能体对过程流进行优化。 用户端 A 在接收优化后的过程流可视化模型后，对任务进行分解，生成任务分配图与 Gantt 图，将结果保存至系统 Oracle9i 数据库。 (2) 监控管理：系统采用时间节点，根据任务分配中的 ES、 EF、 LS、 LF、 TF第 2章 基于多 Agent技术的 MCDMS总体框架 14 设定节点的初始点与终结点。 MCDMS 在 预设时间内进行 过程流时间节点监控，根据本地时间自动标记已完成的过程流节点，同步更新过程流监控图形化样式并呈现至 Web 用户端浏览器，同时记录完成节点 ID 并更新 (Update)系统 Oracle9i 数据库的节点 ID 状态值，实现图形化样式呈现与数据库信息同步的目的。 (3) 过程流查看 ：根据产生的可视化过程流、任务分配图及 Gantt 图， Web 用户端 访问保存在系统数据库中的信息，即时查看所需信息，根据可视化监控图形，掌控任务及项目的完成进度，根据需求进行相关任务的修改。 基于 Agent 技术的协同空间 随着机械产品设计日 益复杂化，产品设计过程已不是单一串行模式和单一学科模式。 多学科并行设计成为当下主要设计模式。 协同空间智能体在众多功能智能体模块中占有重要地位，提供多角色间协同批注的在线平台，由基本操作指令与智能协商评估策略共同组成。 实现产品的并行设计，提高设计效率。 构建协同空间智能体工作机理，如图 所示。 智 能 协 商 评 估 策 略系 统 权 限 分 配 用 户 端 口智 能 体系 统 其 它 功 能 智 能 体系 统 协 同 空 间 智 能 体系 统管 理 员专 家设 计 人 员W e b 客 户 端系 统 通 信 智 能 体工 程 软 件 文档提 交下 载提 交下 载YN 图 协同空间智能体工作机理 基本操作：系统平台启动后，协同空间智能体自动启动，等待用户端响应请求。 系统管理员 通过系统平台提交需要的工程软件文档，协同空 间智能体收到请求建立操作日记，并根据工程软件文档进行分类，存入系统 Oracle9i 数据库。 协同空间智能体调出相应的专家数据库和在线专家名单，匹配合适的专家人员，进行在线批注。 协同空间智能体会自动发送工程软件文档至专家组，发送在线批注第 2章 基于多 Agent技术的 MCDMS总体框架 15 消息请求。 专家接受请求后，通过 Web 用户端和系统 Oracle9i 数据库获取文档，进行 Web 在线协同批注与相关操作。 协同空间智能体即时记录该过程并把结果保存至系统 Oracle9i 数据库。 任务完成后，系统平台自动发送反馈请求至设计人员，设计人员接收任务消息，对工程软件文档进行修改。 通 过协同空间智能体， 系统平台对 协同批注流程进行不断的循环 (Y/N 操作控制 )操作 ，根据智能协商评估策略，判断终止节点的位置，将优化的工程软件文档交至系统管理人员审批并存入系统 Oracle9i 数据库保存。 智能协商评估策略： MCDMS 系统具有 分布式、异步性协同环境，在此引发关于智能协商评估策略的优化思考 [42,43]。 智能协商评估策略是协同空间智能体的重要智能模块，策略机制如下所示： (1) MCDMS 构建协商评估函数： n nGPGGPFnini i  121])/([),( 式中： iP 为分布式协同环境下专家的个体，满足映射关系 GPi  ； G 为枚举类型变量，满足 GU； U={MCDMS 预设代数集 }； n 为专家成员个数。 (2) 计算一组专家的协商评估函数值，即计算专家组根据协商评估函数所得到的真实值。 建立 Z Z2坐标系，如图 所示，圆点代表其真实值， M0为 MCDMS预设协商评估的函数值。 (3) MCDMS 预设协商评估函数值误差范围 K1   K2，设协商评估函数计算得到的真实值是  ，并满足 |M0－  |=。 (4) 若 K1   K2，则智能协商评估策略的返回值为 Y，协商结束；否则，智能协商评估策略的返回值为 N，专 家提交批注完成的信息给设计人员，等待下一轮协商进行。 协商评估函数策略机制，如图 所示。 第 2章 基于多 Agent技术的 MCDMS总体框架 16 Z1M0Z2 工 程 软 件 文 档GG G GGGF ( P , G )P1P2P3P4„Pn 图 协商评估预设值 M0与真实值 (黑圆点 )关系 图 协商评估函数策略机制 基于 Agent 技术的优化管理 优化成为产品设计高效的重要解决方法。 因此，优化管理智能体在系统平台中占有一个很重要地位。 其包括设计过程优化与设计数据结果优化。 设计过程优化可使管理人员能更明 确的了解产品设计过程，数据结果优化可使设计人员对任务数据进行更好操作。 优化管理智能体工作机理，如图 所示。 模 型 优 化系 统 权 限 分 配 用 户 端 口 智 能 体系 统 其 它 功 能 智 能 体系 统 优 化 管 理 智 能 体设 计 人 员系 统管 理 员W e b 客 户 端系 统 通 信 智 能 体过 程 模 型数 据 文 档算 法 优 化过 程 优 化数 据 优 化 图 优化管理智能体工作机理 过程优化： 用户端按传统方法建立过程模型，往往出现复杂、重复及耦合的情况，加大用户端对整个设计过程的管理难度，因此，一套针对过程设计模型优化的方法至关重要。 优化管理智能体随系统启动自动启动，等待请求。 管理人员针对过程进行建模，优化管理智能体调出过程优化软件，管理人员使用该软件对已设计的过程模型进行优化，并将 结果保存至系统 Oracle9i 数据库。 数据优化：设计人员为提高效率，任务完成后对所得数据进行全部或局部优化。 第 2章 基于多 Agent技术的 MCDMS总体框架 17 优化管理智能体包括数据优化部分，在系统 Oracle9i 数据库中，储存很多常用的数学模型，用户端只需选择相应的数学模型进行操作。 在系统后台，优化管理智能体对已选数学模型进行分级处理，形成系统级与学科级并生成结果数据保存至系统 Oracle9i 数据库。 用户端只需在前台输入相应的结果数据，优化管理智能体进入系统优化平台对该数据进行优化处理，解析出最优结果并显示至前台 Web 用户端，同时生成结果表单并保存至系统 Oracle9i 数据库。 数据优化机理，如图 所示。 学 科 n 分析 模 块学 科 1优 化系 统 优 化 平 台收敛。 是 否用 户 输 入 数 据系 统 o r a c l e 9 i数 据 库优 化 节 结 果 显 示学 科 2 分析 模 块学 科 1 分析 模 块. . .学 科 2优 化学 科 n优 化学 科 级 优 化 模 块系 统 级 分 析 模 块学 科 1 分析 模 块学 科 2 分析 模 块学 科 n 分析 模 块. . .学 科 2 优化 结 果学 科 1 优化 结 果学 科 n 优化 结 果. . .系 统 级 优 化 模 块学 科 1 优化 模 块学 科 2 优化 模 块学 科 n 优化 模 块. . . 图 数据优化机理 基于 Agent 技术的人员管理 人员管理智能体功能包括：角色注册请求、人员信息查看、发送会话 ID(Session ID)、记录访问时间、存储多角色信息与组间关系信息。 其不仅能组织管理用户组、项目组员，同时，会配合系统权限分配端口智能体验证机制，使系统管理员对已注册的其他管理员、设计人员和专家人员进行在线审核，实现 新用 户权限的授权功能。 同时可管理用户端人员的基本信 息。 人员管理智能体由分类匹配策略与关系映射表两部分组成，其工作机制，如图 所示。 第 2章 基于多 Agent技术的 MCDMS总体框架 18 系 统 权 限 分 配 用 户 端 口 智 能 体 系 统 其 它 功 能 智 能 体系 统 人 员 管 理 智 能 体W e b 客 户 端会话I D 1系 统 通 信 智 能 体分 类 匹 配 策 略N设 计 人 员专 家 系 统 管 理 员会话I D 2会话I D 3会话I D„会话I D n关 系 映 射 表N销 毁 会 话 I D删 除 关 系 映 射 图 人员管理智能体的工作机理 分类匹配策略：使 Web 用户端能自动匹配相应的用户组人员。 其分类匹配策略，如图 所示。 工 作 组 1工 作 组 2工 作 组 3„ „工 作 组 nR3R1R2R1R5R1R5R2R2R6R5R4R5 5R8R1R6R2 2R1 2R2 3R1 1R2 1R2 0PitiR2 图 (1) MCDMS 会 构建 Web 用 户 端 的 信 息 属 性 集 及 映 射 关 系 集 ：U={T1,f(T1),T2,f(T2),T3, f(T3),…,Ti, f(Ti) | Ti, f(x)函数有且只有不同的唯一解， i整数集 }； T 为 Web 客户端的属性值。 U:U R, R 表示实数集。 (2) 各个工作组通过系统平台来发出匹配缺省信息属性集 1t 的请求，其中1t  U，等待响应，满足 1t  1R ， 1R  R。 (3) Web 客户端通过系统平台接收响应，发送响应信息的属性值 2t ，满足关系2t  2R ， 2R  R。 (4) 自顶向下匹配，若 1R = 2R ，则 返回值为 1，进行插入操作，匹配成功；否则 ， 匹配失败。 第 2章 基于多 Agent技术的 MCDMS总体框架 19 关系映射表：系统平台提供会话 ID 与工作组的关系映射 iR ={t， iP | t U, iP 为分布式协同环境下专家个 体， i整数集 }。 MCDMS 系统各 Agent间的协同关系 通过对各 Agent 的详细描述，构建的 MCDMS 系统中各 Agent 的协同优化关系，如图 所示。 图 说明多 Agent 技术 在 MCDMS 系统中产品协同设计优化的网络关系。 系统数据流随产品协同设计流程产生。 根据各 Agent 触发策略的阐述，通过系统项目管理智能体、系统过程管理智能体、系统协同空间智能体、系统优化管理智能体、系统通信智能体，将设计流程中的数据流存至系统 Oracle9i数据库。 用户端通过 系统数据库操作实现对项目与任务监控、过程流优化、数据流优化、数据上传下载、任务反馈等相关功能，使用户端更好的对产品设计进行管理。 特别地，由于系统项目管理智能体能提供整个项目的运作时间表，包括：ES、 EF、 LS、 LF、 TF 等， 因此，可实现不同时段用户端的同步操作。 系 统 权 限分 配 用 户端 口 智 能体系 统 协 同 空 间智 能 体系 统 项 目 管 理智 能 体系 统 人 员 管 理智 能 体系 统 过 程 控 制智 能 体系 统 数 据 管 理智 能 体系 统 通 信 智 能 体专 家 人 员设 计 人 员产 品 协 同 设 计 优 化系 统 管 理 员搭 建项 目项 目 最 早 开 始 时 间 、 最 早 结 束 时 间 、最 迟 结 束 时 间 、 最 迟 开 始 时 间 、总 时 差 、 自 由 时 差调 用 工 程 文 件 评审 专 家项 目 立 项 内 容 , 时 间 等 信 息专 家 , 设 计 人 员 信 息匹 配 工 作 组 人 员 并 分 配权 限 , 录 入 系 统 数 据 库O r a c l e 9 iF i l t e r 过 滤 器 技 术 并 结 合 会 话W E B 发 布聊 天 工 具。