基于功能建模及過(guò)程建模制造系統的建�？蚣芘c方法的論文

　　《基于功能建模及過(guò)程建模制造系統的建�？蚣芘c方法》----軟件工程論文

　　摘 要: 介紹了基于功能建模和基于過(guò)程建模兩種制造系統建�？蚣芘c方法,分析了軟件對象技術(shù)、組件技術(shù)和代理技術(shù)的不同特點(diǎn)提出了基于多代理的制造系統建�？蚣�,它由對象自治性層次維、代寫(xiě)博士論文軟件生命周期維和多視圖模型維組成采用基于多代理的軟件工程實(shí)現方法,開(kāi)發(fā)了基于多代理的制造系統軟件與軟件對象和組件相比,智能代理具有更強的自治性和智能性,能夠滿(mǎn)足復雜制造系統對分布式數據和分散控制的要求,為制造系統過(guò)程集成提供了新的途徑

　　關(guān)鍵詞: 代理; 建�？蚣�; 制造系統; 軟件工程;多代理系統;業(yè)務(wù)過(guò)程建模

　　制造系統建模內容豐富、覆蓋面廣,其體系結構是由一組活動(dòng)、方法和工具組成,從不同角度對制造系統模型進(jìn)行描述利用面向對象技術(shù),制造系統建模采用抽象、分解和封裝的策略把整個(gè)系統模型分解為一組對象的集合,各對象之間應用交互機制協(xié)作完成各部分功能組件技術(shù)作為對象技術(shù)高層抽象性對象,被越來(lái)越多地應用于大型復雜分布式異構環(huán)境的應用系統而代理技術(shù)比對象技術(shù)具有更強自治性,為分散控制和智能控制提供新的支持,因此,筆者提出了基于多代理的制造系統建�？蚣�,并實(shí)現了多代理系統軟件方法

　　1．制造系統建模方法

　　經(jīng)國內外研究人員多年努力,已形成許多有影響的制造系統建模方法和建模工具系統,主要有基于功能建模和基于過(guò)程建模的兩大類(lèi)建模方法

　　1.1 基于功能的建模方法

　　20世紀90年代初,制造系統建模方法主要由基于功能的建模方法所主導,代表方法有CIMOSA和IDEF方法其主要思想是采用功能分解法和遞階層次控制建立制造系統各個(gè)不同視圖中的模型以CIMOSA建模方法[1]為例,其視圖組包括功能視圖、信息視圖、組織視圖和資源視圖由于功能分解法采用統一的活動(dòng)單元來(lái)描述整個(gè)系統各個(gè)遞階層次中的功能模塊,因而具有較好的通用性和一致性但使用單一的活動(dòng)單元模型無(wú)法表達豐富的建模語(yǔ)義,難以滿(mǎn)足制造系統對復雜模型描述的要求

　　1.2 基于過(guò)程的建模方法

　　針對功能分解法的不足,許多學(xué)者提出了基于過(guò)程的制造系統建模方法,代表方法有ARIS方法[2,3]和工作流建模方法[4]其主要思想是以過(guò)程模型為核心,建立由多個(gè)活動(dòng)交互形成的系統運行的業(yè)務(wù)流,有效地集成控制流、物料流和信息流以ARIS建模方法為例,如圖1所示,采用面向對象方法建立制造系統多個(gè)視圖的模型,包括組織視圖、數據視圖、產(chǎn)品/服務(wù)視圖和功能視圖,并用控制視圖來(lái)描述這些視圖的邏輯關(guān)系和約束規則由于核心過(guò)程跨越組織和部門(mén),能夠更好地描述業(yè)務(wù)過(guò)程,支持制造系統集成,適應系統組織結構變化。

　　2. 基于多代理的制造系統建模方法

　　2.1 多代理技術(shù)

　　代理技術(shù)是在對象技術(shù)和組件技術(shù)基礎上發(fā)展而來(lái)的自治性主體面向對象技術(shù)為實(shí)體描述提供了一種抽象對象被定義為具有狀態(tài)集和對狀態(tài)集操作的方法集所組成的封裝實(shí)體,通過(guò)與其他對象進(jìn)行消息傳遞的通信機制調用對象的方法,改變對象的狀態(tài)對象邊界能夠保護狀態(tài)數據,使其不受或很少受到對象外部的影響,因而對象具有較高的封裝性和獨立性,具有很好的模塊化特點(diǎn),實(shí)現對象重用和軟件重用

　　組件技術(shù)為對象引用提供對象管理服務(wù)對象管理服務(wù)體系結構[5]提供公共對象服務(wù)、通用設施、領(lǐng)域接口和應用接口,為分布計算提供通用平臺通過(guò)遠程過(guò)程調用或對象引用機制,實(shí)現跨平臺資源的透明互操作和協(xié)同計算,適用于傳統的相對穩定的制造系統環(huán)境和企業(yè)應用程序組件之間通過(guò)接口進(jìn)行交互,并主動(dòng)提供服務(wù),具有可重構性,可擴展性和半自治性的特點(diǎn)

　　代理技術(shù)進(jìn)一步加強了對象的自治性,還具有反應性、能動(dòng)性、自學(xué)習性和社會(huì )性等特點(diǎn)[6,7]自治性是代理最基本的特性自治性使代理一旦啟動(dòng)運行,無(wú)需用戶(hù)直接干預能獨立執行代理控制著(zhù)自己的外部行為和內部狀態(tài)管理者通過(guò)授權可以使代理進(jìn)行決策,完成事務(wù)處理反應性使代理能感知和作用所處的環(huán)境,如物理實(shí)體、用戶(hù)圖形接口或其他的代理集等,并對環(huán)境改變及時(shí)做出響應,遇到例外情況時(shí)可以及時(shí)采取措施

　　能動(dòng)性使代理以目標為導向,不是被動(dòng)地接受指令要求,而是采取主動(dòng),不斷地探測環(huán)境,根據目標導向來(lái)調整策略,適時(shí)地對自身系統行為做出調整,而不是等待環(huán)境的變化通過(guò)能動(dòng)性,系統只是接受高層次的要求,決定如何滿(mǎn)足目標和協(xié)調策略,使系統能動(dòng)地對環(huán)境變化做出快速響應,提高系統的敏捷性

　　自學(xué)習性使代理能夠從過(guò)去的執行情況中不斷學(xué)習,以指導未來(lái)的行為代理能從大量歷史數據中發(fā)現用戶(hù)的需求或系統狀態(tài)

　　社會(huì )性使代理與其他代理通信協(xié)調,積極參與合作,在目標導向下協(xié)作完成一些復雜任務(wù)從而形成代理社會(huì )這種社會(huì )性大大地分散了系統運行的數據和控制邏輯,系統具有更加開(kāi)放的性能

　　2.2 基于多代理的制造系統建�？蚣�

　　在基于過(guò)程的建模方法基礎上,結合多代理技術(shù),筆者提出基于多代理的制造系統建�？蚣�。該框架采用了3個(gè)不同維度來(lái)描述基于多代理的制造系統模型,它們分別是對象自治性層次維、軟件生命周期維和視圖模型組維對象自治性層次維分為被動(dòng)對象、主動(dòng)對象和智能代理3種類(lèi)型軟件生命周期維分為需求定義、系統設計和系統實(shí)現3個(gè)不同階段視圖模型組維采用面向對象的方法建立多個(gè)視圖模型,例如數據視圖、功能視圖、資源視圖和組織視圖等并以目標視圖為導向,以過(guò)程模型為核心,用過(guò)程模型來(lái)描述這些視圖的邏輯關(guān)系和約束規則

　　該模型還有以下顯著(zhù)特點(diǎn):

　�、僭黾恿藢ο笞灾涡詫哟尉S,整個(gè)系統是由多個(gè)對象、組件和智能代理組成的集合被動(dòng)對象是指封裝狀態(tài)集和方法集而沒(méi)有自我控制線(xiàn)程的抽象實(shí)體,通常表現為簡(jiǎn)單對象主動(dòng)對象是指封裝狀態(tài)集和方法集并具有自我控制線(xiàn)程的對象,通常表現為服務(wù)端或Web服務(wù)(Web Service),以及基于對象引用的各類(lèi)組件智能代理是指智能的自治性對象

　�、谝晥D維中增加了目標視圖:目標視圖利用目標層次結構樹(shù),描述制造系統的.目標層次,并通過(guò)細化,達到目標策略控制的目的由于多個(gè)代理以目標導向來(lái)指導自己的行為,并與其他代理協(xié)調完成共同目標,所以目標視圖在多代理系統中的作用尤為突出

　�、凵�命周期維中保證構件的一致性:在建模工具系統中,模型的分析、設計與實(shí)現3個(gè)生命周期階段的構件(artifact)必須保證在上一階段表達的每個(gè)構件語(yǔ)義在下一階段能夠找到相應的語(yǔ)義表達,從而維持各個(gè)構件在分析、設計和實(shí)現階段中模型的一致性

　�、芟到y建�？蚣塥毩⒂谲浖�實(shí)現方法和實(shí)現語(yǔ)言

　　2.3 多代理軟件實(shí)現

　　基于上述框架,在應用開(kāi)發(fā)中采用了多代理軟件實(shí)現方法[8~10],其系統分析與設計如圖3所示

　　此方法的主要步驟說(shuō)明如下:

　�、俑鶕�制造系統實(shí)際需求分析確定應用系統的總體目標,進(jìn)行目標分解,建立目標層次結構樹(shù)

　�、谟尚枨蠓治龃_定系統邊界,建立應用系統的高層用例,并用用例的交互圖來(lái)描述

　�、奂毣瘧�用用例,明確各個(gè)用例涉及的角色和對象之間的交互

　�、懿捎枚鄬芋w系結構應用系統,平衡各層功能,分析被動(dòng)對象、主動(dòng)對象和智能代理,以此建立類(lèi)層次結構

　�、輰Ω鱾�(gè)類(lèi)進(jìn)行精化,建立相應的協(xié)議圖、過(guò)程圖和交互圖

　�、藿M裝各個(gè)對象,建立系統的應用框架

　�、邞�用特定平臺和編程語(yǔ)言實(shí)現各個(gè)構件

　　3． 結 語(yǔ)

　　在基于多代理的制造系統建�？蚣苤�,智能代理具有比對象和組件更強的自治性和智能性,能夠實(shí)現系統應用的分散控制和智能控制目標視圖能夠協(xié)調多個(gè)代理共同完成任務(wù)而基于代理的軟件實(shí)現提供為制造系統應用開(kāi)發(fā)提供了新的途徑

　　參考文獻:

　　[ 1 ] ESPRIT Consortium AMICE.CIMOSA: open system architecture for CIM[M]. Berlin: Springer, 1993.13-157.

　　[ 2 ] Scheer A W.ARIS-business process framework[ M]. Berlin: Springer, 1999.1-131.

　　[ 3 ] Scheer A W.ARIS-business process modeling[M]. Berlin: Springer, 1999.1-176.

　　[ 4 ] Workflow Management Coalition. The workflow reference model[EB/OL]. http:∥www.wfmc.org, 1994.

　　[ 5 ] Object Management Group. Common services specification [EB/OL]. http:∥www.omg.org, 1999.

　　[ 6 ] FIPA-Foundation for Intelligent Physical Agent. Agent speci

　　fication[EB/OL]. http:∥www.fipa.org, 1999.

　　[ 7 ] Wooldridge M,Ciancarini P.Agent-oriented software engineering: the state of art [A]. http://www.51lunwen.org/doctor_degree.html Proceeding of the First International Workshop[C]. Berlin:Springer, 2000.1-28.

　　[ 8 ] Odell J, Bauer B. Representing agent interaction protocols in UML[A].Proceeding of the First International Workshop [C]. Berlin: Springer, 2000. 121-140.

　　[ 9 ] Booch G, Rumbaugh J, Jacoboson I.The unified modeling language user guide[M]. Lakewood: Addison-Wesley, 1999.85-244.

　　[10] Rumbaugh J, Jacoboson I, Booch G.The unified modeling language reference manual[ M ]. Cupertino: Addison-Wesley, 1999.33-296.

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