【正文】 表其真實值， M0為 MCDMS預設協(xié)商評估的函數(shù)值。智能協(xié)商評估策略是協(xié)同空間智能體的重要智能模塊，策略機制如下所示： (1) MCDMS 構建協(xié)商評估函數(shù)： n nGPGGPFnini i? ?? ???121])/([),( 式中： iP 為分布式協(xié)同環(huán)境下專家的個體，滿足映射關系 GPi ? ； G 為枚舉類型變量，滿足 G?U； U={MCDMS 預設代數(shù)集 }； n 為專家成員個數(shù)。通 過協(xié)同空間智能體， 系統(tǒng)平臺對 協(xié)同批注流程進行不斷的循環(huán) (Y/N 操作控制 )操作 ，根據智能協(xié)商評估策略，判斷終止節(jié)點的位置，將優(yōu)化的工程軟件文檔交至系統(tǒng)管理人員審批并存入系統(tǒng) Oracle9i 數(shù)據庫保存。協(xié)同空間智能體即時記錄該過程并把結果保存至系統(tǒng) Oracle9i 數(shù)據庫。協(xié)同空間智能體會自動發(fā)送工程軟件文檔至專家組，發(fā)送在線批注第 2章 基于多 Agent技術的 MCDMS總體框架 15 消息請求。 系統(tǒng)管理員 通過系統(tǒng)平臺提交需要的工程軟件文檔，協(xié)同空 間智能體收到請求建立操作日記，并根據工程軟件文檔進行分類，存入系統(tǒng) Oracle9i 數(shù)據庫。構建協(xié)同空間智能體工作機理，如圖 所示。協(xié)同空間智能體在眾多功能智能體模塊中占有重要地位，提供多角色間協(xié)同批注的在線平臺，由基本操作指令與智能協(xié)商評估策略共同組成。 基于 Agent 技術的協(xié)同空間 隨著機械產品設計日 益復雜化，產品設計過程已不是單一串行模式和單一學科模式。 MCDMS 在 預設時間內進行 過程流時間節(jié)點監(jiān)控，根據本地時間自動標記已完成的過程流節(jié)點，同步更新過程流監(jiān)控圖形化樣式并呈現(xiàn)至 Web 用戶端瀏覽器，同時記錄完成節(jié)點 ID 并更新 (Update)系統(tǒng) Oracle9i 數(shù)據庫的節(jié)點 ID 狀態(tài)值，實現(xiàn)圖形化樣式呈現(xiàn)與數(shù)據庫信息同步的目的。用戶端 A 在接收優(yōu)化后的過程流可視化模型后，對任務進行分解，生成任務分配圖與 Gantt 圖，將結果保存至系統(tǒng) Oracle9i 數(shù)據庫。 發(fā) 布 過 程 流 信 息 至 W e b 用 戶 端系 統(tǒng) 權 限 分 配 用 戶 端 口 智 能 體系 統(tǒng) 優(yōu) 化 管 理 智 能 體過 程 建 模W e b 客 戶 端系 統(tǒng) 數(shù) 據 管 理 智 能 體 系 統(tǒng) 通 信 智 能 體G a n t t 圖可 視 化 流 程優(yōu) 化 圖任 務 分配 圖過 程 流查 看監(jiān) 控 管 理任 務 監(jiān)控 圖項 目 監(jiān)控 圖 圖 過程管理智能體基本功能 (1) 過程建模 ：項目管理智能體完成任務后，用戶端 A 進入過程管理智能體對項目整體過程進行建模并保存至系統(tǒng) Oracle9i 數(shù)據庫。通過記錄當前任務進度和相關數(shù)據的變化，能夠自動給出最優(yōu)設計過程調整方案，最終生成系統(tǒng)操作日記并保存至系統(tǒng) Oracle9i 數(shù)據庫中。過程流查看提供用戶端對建立好的過程流模型進行查看功能。過程建模包括可視化流程圖、任務分配圖及 Gantt 圖。至此，項目管理智能 體完成基本功能。項目管理智能體發(fā)第 2章 基于多 Agent技術的 MCDMS總體框架 13 出項目修改請求，用戶端 A 響應該請求并通過 Web 瀏覽器發(fā)送更改請求，通過系統(tǒng)平臺確認，最終保存至 Oracle9i 數(shù)據庫。用戶端 B 進入系統(tǒng)平臺，觸發(fā)更改審批操作指令，項目管理智能體提交項目立項的名稱、內容、最早開始時間 (Early Start, ES)、最早結束時間 (Early Finish, EF)、最遲開始時間 (Late Start, LS)、最遲結束時間 (Late Finish, LF)、總時差 (Total Float, TF)等項目信息至用戶端 B，用戶端 B 接收上述發(fā)送請求并進行操作。智能體記錄立項內容，建立 Agent 操作日記。項目管理智能體請求響應機制：用戶端 A 通過用戶端口智能體驗證，進入系統(tǒng)平臺，系統(tǒng)后臺自動開啟操作指令與搜索指令，等待請求消息。 系 統(tǒng) 權 限 分 配 用 戶 端 口 智 能 體系 統(tǒng) 項 目 管 理 智 能 體項 目 立 項系 統(tǒng) 操 作 指 令系 統(tǒng) 其 它 智 能 體更 改 審 批項 目 修 改更 改 請 求項 目 查 詢文 件 索 引W e b 用 戶 端系 統(tǒng) 搜 索 指 令更 改 狀 態(tài) 圖 項目管理智能體結構 項目管理智能體操作指令包括：項目立項、項目修改、更改請求、更改審批、更改狀態(tài)。從項目初始建立到整個項目的完成，項目管理智能體跟蹤并記錄各個活動 Agent的 業(yè)務操作，完成業(yè)務要求，生成業(yè)務日記。 系 統(tǒng) o r a c l e 9 i數(shù) 據 庫任 務1系 統(tǒng) 權 限 分 配 用 戶 端 口 智 能 體系 統(tǒng) 項 目 管 理 智 能 體系 統(tǒng) 過 程 管 理 智 能 體系 統(tǒng) 優(yōu) 化 管 理 智 能 體系 統(tǒng) 人 員 管 理 智 能 體W e b 客 戶 端Y / N登錄系統(tǒng)系 統(tǒng) 權 限 分 配 策 略啟 動 A g e n t 功 能 智 能 體退出系統(tǒng)存 儲 功 能 模 塊 數(shù) 據系 統(tǒng) 協(xié) 同 通 信 策 略存 儲 功 能 模 塊 數(shù) 據退出系統(tǒng)產 品 設 計報 告系 統(tǒng) 協(xié) 同 空 間 智 能 體過 程 優(yōu) 化 數(shù) 據 優(yōu) 化p r o E A d a m s . . .J A V A 3 D 技 術W E B 發(fā) 布 流 程工 作 流 建 模系統(tǒng)數(shù)據管理智能體系統(tǒng)通信智能體任 務2任 務n. . . 系 統(tǒng) 管 理 員 專 家設 計 人 員 圖 MCDMS 平臺的工作模型 第 2章 基于多 Agent技術的 MCDMS總體框架 12 基于 Agent 技術的項目管理 項目管理智能體由操作指令與搜索指令組成，實現(xiàn)對系統(tǒng)項目過程的管 理，是 MCDMS 系統(tǒng) 功能智能體模塊運作的起點，是整個任務流程的開端。至此，過程流結束、任務完成、項目完成、產品設計完成，生成產品設計報告，退出系統(tǒng)。協(xié)同空間智能體解析收到的信息，判斷需要操作的對象，分時段發(fā)送信息采集指令至數(shù)據管理智能體后，根據權限分配用戶端口智能體把需要進行優(yōu)化的數(shù)據發(fā)送至優(yōu)化管理智能體， 數(shù)據優(yōu)化結束，將數(shù)據返回數(shù)據管理智能體并保存至系統(tǒng) Oracle9i 數(shù)據庫。在項目管理智能體發(fā)送信息后，將生成的過程流信息提交至系統(tǒng) Oracle9i 數(shù)據庫保存。項目管理智能體在項目立項、項目修改與項目審批等過程后，向過程管理智能體發(fā)送接收請求信息，將生 成的主要信息保存至系統(tǒng) Oracle9i 數(shù)據庫。否則，發(fā)出確認信息 N，放棄訪問并退出系統(tǒng)?？煞奖愀鹘巧c各功能模塊間的協(xié)調使用與傳遞，達到維護數(shù)據一致性與協(xié)調性的目的。由系統(tǒng)數(shù)據管理智能體對各功能模塊產生的數(shù)據源開辟出一個存儲數(shù)據的空間。該功能是基于 TCP/IP 通訊協(xié)議 ， 由系統(tǒng)通信智能體根據系統(tǒng)發(fā)出的各類消息請求的特征，解析出消息請求的內容，利用點對點(PeertoPeer,P2P)技術，使處于不同地理環(huán)境下的各實體和各角色間能建立有效的連接，保持系統(tǒng)在協(xié)同設計方面的高效性與同步性。 (3) 系統(tǒng)通信層 此模塊層提供 MCDMS 系統(tǒng) 各實體間的交互通信機制。每一個功能模塊對應一個指定的功能智能體，如：系統(tǒng)項目管第 2章 基于多 Agent技術的 MCDMS總體框架 10 理智能體、過程管理智能體、協(xié)同空間智能體、優(yōu)化管理智能體、系統(tǒng)人員管理智能體。由于用戶端口智能體能按預先設定的系統(tǒng)權限分配策略并根據當前用戶角色的注冊信息，采用嚴格的權限訪問和身份驗證機制來實現(xiàn)用戶與系統(tǒng)間的交互平臺，因此，可很好的解決權限分配問題。 MCDMS 系統(tǒng) 在分布式協(xié)同設計中也需要多個角色 (系統(tǒng)管理員組、設計人員組、專家組等 )共同進行完成任務。基于MAS 的 MCDMS 系統(tǒng)的 體系結構為瀏覽器 /服務器 (Browser/Server, B/S)架構，主要可分為四層，如圖 所示。 基于多 Agent 技術的 MCDMS 系統(tǒng)的體系結構 MCDMS 系統(tǒng) 體系的目的是實現(xiàn)多學科協(xié)同優(yōu)化設計，由協(xié)同工作中多個地區(qū)上分布、行為上自治的信息節(jié)點構成，分為：分布式項目管理、動態(tài)過程建模、協(xié)同空間、優(yōu)化管理、人員管理、數(shù)據處理等方面。另一方面， MAS能在一定程度上滿足部分智能數(shù)據的采集與建立數(shù)據共享區(qū)。 MAS 作為一個計算機程序單元的模型及實體 ， 可有效解決時間上的限制。在此，提出多智能體 (MultiAgent System, MAS)作為實現(xiàn)上述要求的關鍵技術，其最早來自于人工智能 [35]。 將分布式的項目管理、過程管理、協(xié)同管理、優(yōu)化管理、人員調度、網絡工程管理、動態(tài)聯(lián)盟及并行工程等技術相結合，可為企業(yè)提供一個異地、異步的產品協(xié)同設計優(yōu)化于一體的系統(tǒng)平臺。隨著機械產品設計日益多元化與復雜化，導致多學科協(xié)同設計環(huán)境下設計過程的繁瑣與各類數(shù)據量的迅速激增。第 2章 基于多 Agent技術的 MCDMS總體框架 8 第 2 章 基于多 Agent 技術的 MCDMS 系統(tǒng)總體框架 引言 一個完整的系統(tǒng)，其中包含很多條主線，數(shù)據是其中很重要的一條，它可以當成設計任務的節(jié)點，也可作為數(shù)據優(yōu)化的來源。通過具體操作 描述 了 在設計 和 實現(xiàn)過第 1章 緒論 7 程中所 應 用到的技術 ，并 依據 減速器的 協(xié)同設計 流程 ，驗證本文與系統(tǒng)開發(fā)的合理性 和 有效性 。該算法能克服標準 CO 算法計算方面的一些不足，實現(xiàn)對協(xié)同設計過程中產生的數(shù)據進行優(yōu)化的目的，并取得了較好的效果。 第四章介紹了多學科協(xié)同設計過程中的一種優(yōu)化算法。該方法可使用戶端及系統(tǒng)平臺更加容易的對設計過程進行操作及監(jiān)控，可化簡操作步驟，使過程流局部明了。 第三章對優(yōu)化管理智能體中的過程優(yōu)化部分，提出基于 WPR的改進過程方法。其中 包括 ： Agent 的項目管理 、 Agent的過程 管理、 Agent 的協(xié)同空間 、 Agent 的優(yōu)化管理、 Agent 的人員管理等 主要 功能模塊 。具體結構如下： 第 1章 緒論 6 第 一 章 緒 論第 二 章 基 于 A g e n t 技 術 的M C D M S 系 統(tǒng) 總 體 框 架第 三 章 基 于 W P R 的 改 進 過 程方 法 研 究第 四 章 基 于 標 準 C O 算 法 改進 的 算 法 研 究第 五 章 M C D M S 系 統(tǒng) 實 現(xiàn)第 六 章 結 論 圖 本文總體結構圖 第一章為緒論部分，介紹了課題 來源、課題研究的背景 和 意義、國內外 發(fā)展現(xiàn)狀 、 總體發(fā)展趨勢 及 本文的主要研究工作 。 通過具體產品設計的 驗證性應用，一定程度上 說明了 現(xiàn)階段研究成果的可實用性和有效性。 (3)從 優(yōu)化管理、數(shù)據流向和模塊實現(xiàn)等 方面介紹 了 MCDMS 系統(tǒng)設計。由于該算法是基于標準 CO 算法提出，因此繼承標準CO 算法的優(yōu)點。最后根據網上開源代碼，設計出一款可視化圖形建模軟件，兩者結 合，實現(xiàn)對產品設計過程優(yōu)化的目的。 本文涉及的研究工作 包括 ： 過程優(yōu)化技術理論的提出 ；數(shù)據優(yōu)化改進算法的研究； 搭建多學科協(xié)同設計過程管理系統(tǒng)的總體框架 ； 。 第 1章 緒論 5 本文的主要研究工作 本文 的 主要 研究工作是在多學科協(xié)同設計過程中，探索與解決 過程設計優(yōu)化與數(shù)據優(yōu)化管理 的問題。 在 MCDMS 系統(tǒng) 開發(fā)方面，目前 國內外已 有 基于 Isight 的 MCDMS 商業(yè)軟件，但在 優(yōu)化管理方面還存在很多 局限性。 隨著 MCD 算法 和 MDO 方法 在 MCDMS 系統(tǒng) 的深入研究與 應用，如： 單級優(yōu)化 算法 、協(xié)作優(yōu)化 算法 、序列優(yōu)化 算法 、并行子空間優(yōu)化 算法 、多層遞階優(yōu)化 算法 、 耦合 系統(tǒng)中 參 數(shù) 的 映射方法、基于靈敏度分析的多學科設計優(yōu)化方法 等 [3234]，多學科協(xié)同設計 過程的數(shù)據優(yōu)化問題變得愈發(fā)明顯 。 目前 的解決方法有： 采用XML 文檔結合 DTD 規(guī)范或 XML Schema、 CyberCAD 提供的造型器、中間件技術、STEP 數(shù)據到 VRML 轉換等，這些 方法是通過構造目標格式標識，建立 一種 基于數(shù)據 源 的統(tǒng)一文檔格式， 從而 實現(xiàn)不同數(shù)據源 數(shù)據共享 的目的 。 因此， 支持MDO 的系統(tǒng)平臺需要完成的 首要任務是集成各種已有的設計分析工具。 隨著生產水平和經驗技術的不斷提升，國內越來越重視 MDO 技術在實際生產設計中的運用。 國內很多高校開展 了對 MDO 技術 的理論研究 ，將其 應用到 一些簡單 的 系統(tǒng)設計中 。 日本 、 韓國等國家 紛紛成立 研究中心 和相關 專業(yè)機構 針對 MDO 進行 研究 ， 并已應用于 各自的 工業(yè) 部門 [2123]。 現(xiàn)今，業(yè)內已能 實現(xiàn) 對 部分學科的 優(yōu)化設計 并開發(fā)出 諸 如 ： iSIGHT、 Model Center 等 多學科優(yōu)化 的商業(yè) 軟件 。 波音公司 、 福特 、 美國國家航空宇航局 、 通用等 世界著名公司 開始將 MDO 技術 運用在 各類 產品設計 開發(fā) 中 ，并