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基于网格的协同设计技术是网格技术与计算机支持的协同设计技术相结合的产物。其目的是在跨地域、跨企业分布的异构环境下提供一种产品协同设计的支撑环境,通过网格服务实现数据资源和设计资源的共享,使得用户提交的任务,能够在动态组成的虚拟组织中完成。由于产品协同设计过程涉及到多学科的领域知识、多个步骤、多用户之间的交互,设计过程也比较复杂,包含很多时间、空间和资源方面的约束条件,为了使用户提交的设计任务能够在协同设计网格平台上有条不紊的执行,本文针对计算机支持的系统设计和网格技术的特点,对基于网格的协同设计所涉及的若干关键技术进行了深入的研究。
主要研究内容包括:
1.在充分论述协同论、计算机辅助的协同设计技术和网格相关技术基础上,结合国内外计算机辅助的协同设计技术的研究进展,给出基于网格的协同设计的定义,根据网格的五层沙漏模型原理,结合OGSA架构建立了基于网格的协同设计体系结构。基于网格环境下的现代产品协同设计系统采用网格中间件技术和Web Service技术,通过定义和描述封装异构的设计资源,采用基于XML标准的信息交换平台,实现XML/Web相结合的信息共享与应用界面的集成平台。
2.研究了任务分解原理,给出了产品协同设计任务的具体分解方法,采用设计结构矩阵来判断任务分解的合理性并对任务进行重组,给出耦合任务集的解耦方法。对设计任务进行分解和重组之后,就要进行任务分配,以确保将子任务在合适的时间分配给合适的协同设计人员,最后给出了任务规划功能模块的网络实现流程。
3.分析了产品协同设计中约束的动态性、分布性和层次性等特点,研究了协同产品设计中的约束求解策略,建立了协同产品设计中的动态约束求解模型,利用遗传模拟退火算法并对该约束模型进行求解,为冲突的检测提供了量化手段。研究基于事例推理技术的基础上,提出了基于网格的协同设计冲突消解方法,重点研究了冲突消解策略的实施过程,给出了冲突消解功能模块的网络实现流程。
4.比较分析了传统访问控制模型、基于任务的访问控制模型和基于角色的访问控制模型的优缺点。在充分借鉴基于角色的访问控制模型优点的基础上,结合基于网格的协同设计系统中访问控制的具体需求分析提出了访问控制模型,兵给出了基于网格的协同设计访问控制模型的访问控制实现方法和部署结构图。
5.开发了协同设计网格的原型系统。为了验证基于网格的协同设计系统中所涉及的关键技术的可行性,通过理论基础研究与程序设计,成功开发了基于网格的协同设计的原型系统。