电子产品分布式协同设计实现技术电子产品分布式协同设计实现技术
针对复杂电子产品在分布式异构环境下协同设计的特点,提出应用Multi-Agent技术构造协同设计单元、实现协
同设计的方法。分析了支持分布式处理的CORBA规范的特点,提出应用CORBA实现分布式应用集成的方法。
摘摘 要:要: 针对复杂电子产品在
关键词:关键词: 分布式异构环境 Multi-Agent技术 协同设计单元 CORBA规范
复杂电子产品的设计任务往往需要由分布在不同部门或不同场所的具有不同领域知识的专家群组协同合作完成。在计算机
网络环境下,模拟人类专家群组合作工作的自然属性、开发具有网络协同作业功能的系统是当前电子线路设计技术研究的前沿
课题之一。Internet/Intranet提供了完成这种分布式异地协同设计的物质基础,Web技术和Multi-Agent技术则构成了协同设计
环境的底层支撑技术,但协同工作系统的协同机理、进程协调、设计信息的集成等关键技术目前还没有得到有效解决[1]。因
此针对复杂产品设计和协作的需要,研究Internet/Intranet模式下电子产品设计任务协同求解的原理和实施方法具有重大的理
论价值和实际应用意义。
代表了分布式对象技术的CORBA规范的出现,为问题的解决提供了一种可能的途径[2]。
1 应用应用Multi-Agent实现分布式协同设计实现分布式协同设计
1.1 Multi-Agent的概念与应用的概念与应用
目前Agent领域的研究主要是针对软件Agent展开的,将它作为软件工程开发的一种规范。一个软件Agent即为一个独立自
主的计算实体,能在无法事先建模的、动态变化的信息环境中,独立规划复杂的操作步骤,解决实际问题;在用户不参与的情
况下,独立发现和索取符合用户需求的可利用资源与服务。
人作为一类特殊的Agent,在协同工作系统中占有相当重要的地位。软件Agent的主要思想即是人格化。在协同工作这类
松耦合式、动态变化的系统中,人类的知识、经验以及面对新环境的主动性、适应性是软件Agent无法比拟的。因此将人本身
作为Multi-Agent系统的一部分来构建Muti-Agent系统也是未来Agent技术研究的一个重要方向。
1.2 协同设计单元的构建协同设计单元的构建
协同设计单元(Cooperative Design Cell,CDC)由设计者、多个软件Agent以及设计工具等构成,如图1所示。CDC本身就
是一个Multi-Agent系统。在这个Multi-Agent系统中,人占有主导地位,而软件Agent主要用来辅助人管理节点上的各种资源和
设计工具。软件Agent的辅助管理使得设计者(即自然Agent)将更多的注意力集中在设计任务上,从而提高设计的效率。设计者
通过软件Agent的帮助,理解节点上一些动作含义,而软件Agent则通过与设计者的交互不断获取新的知识和经验。
1.3 CDC之间的协同工作原理之间的协同工作原理
单个协同设计单元不能完全体现网络协同工作系统中的协作性,由这些设计单元互相连接构成的更高层次的Multi-Agent
系统才是一个有意义的协同工作环境。这种Multi-Agent系统的协同工作不仅仅是人-机之间的协作,更是人-人之间的协作。它
使Multi-Agent系统突破了时空上的限制,具有更高的智能性和协作性,它提供了下述几个层次的协同应用。
(1)人与人的协同。协同设计系统的目的是提供一个使设计者和专家们能够协同合作的环境,这与传统的专家系统有所不
同。专家系统追求的目标是让普通的、非专家的设计者能完成专家才能完成的任务,并达到专家的水平。而协同工作系统让异
地、分布的专家们协同合作,完成单个专家难以完成的工作。它强调的是具有一定领域知识的设计者之间的协同。
(2)设计界面的协同。支持网络协同设计的交互界面是对传统人机交互界面的继承和发展,它是群体合作的联系纽带。单
机上人机交互时,用户面对的是机器,而网络上的交互,用户面对的是人,交互过程中,他们要互相感觉到彼此的存在。因
此,一个支持网络协同设计的交互界面对传统人机交互界面进行了延伸。
(3)设计信息的协同。协同设计过程中,全域的产品信息共享是协同的核心。随着设计过程的深入,产品信息模型是动态
演进的。因此在任何时刻,当某一CDC提交设计结果,对产品信息模型进行修改时,与此信息相关的其他CDC应该能及时得
到一个合适的信息跟随。所谓合适的信息跟随的含义是将同一信息在不同的用户那里以用户需要的方式反应出来。
(4)设计工具的协同。设计工具的共享具体体现在应用的共享上,其主要目标是:①同一应用同时受控于参与共享的所有
CDC。②应用的输出结果同时提供给参与共享的所有CDC。③同一时刻,只有一个CDC的应用操作有效。
(5)设计方法的协同。设计方法的共享是指设计者之间通过在线演示,互相交流设计过程中使用的一些方法。具体方式可
以采用远程控制接管某一节点,进行手把手式教授,或者通过视频会议进行现场直播。
(6)网络通信的协同。网络协同工作系统中,各个CDC所处的网络环境是不同的,因此提供一个异构的网络环境集成方式
是实施网络协同工作的基础。Internet/Intranet的广泛发展和应用,提供了一个天然的网络互联的物质基础,而
Internet/Intranet上普遍采用的Web技术提供了异构网络集成的技术基础[3]。
2 应用应用CORBA规范实现分布式应用的集成规范实现分布式应用的集成
2.1 公用对象请求代理结构公用对象请求代理结构CORBA
CORBA是为实现分布计算环境下的应用集成而制定的分布对象规范,是新一代客户/服务器模式,其核心是接口定义语言
(Interface Define Language,IDL)和对象请求代理(Object Request Broker,ORB)。服务器对象包括界面和对象实现两部分,
界面是用IDL定义的,它描述服务器对象所能提供的操作及这些操作所需要的参数,对象实现具体完成这些操作的代码和数