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分布式CAD协同设计中的冲突消解探究

2016/12/30    来源:互联网    作者:曾文忠      
关键字:协同设计  冲突产生  冲突检测  冲突消解  
作为计算机支持协同工作的一个重要领域,在传统项目管理与设计以及不同设计之间的脱节方面,协同设计做出了很大改善。对于设计费用高,设计质量难以保证这些弊病也有了足进步。然而冲突是无处不在,不可避免的,冲突的产生和消解过程也是协同设计的过程。如何检测协同设计过程中的冲突以及消解这种冲突就势在必行。

    作为一种一个项目有多个相互制约,相互影响关系小组参与的协同设计,冲突的产生不可避免。因为产品开发的考虑角度,评价标准,领域知识有所不同,这些或许会造成设计的不协调甚至是搁浅,同时会导致设计成本的增加。然而一个良好或革新的设计也可能始于冲突。冲突使问题更早的暴露在设计人员的面前,这有利于各方协调解决问题并更大程度的满足各领域专家的要求。而将分布式CAD协同设计中的冲突消解是势在必行并具有重要意义的。

1 冲突消解的必要性

    (1)每个协同设计小组都具有相对独立性的要求。每个协同小组都具有自己独立的知识库以及解决问题的方式,这也导致了协同设计冲突的产生。这种设计可由三种冲突构成。分别是数据冲突、计划冲突和知识冲突。由于一些数据缺乏一致性导致多个协同小组的部分数据缺乏一致性,从而使多个协同小组的要求不能得到满足而导致的冲突就是数据冲突。由于对设计任务理解的不同导致的冲突是计划冲突。而协同小组对不同领域的规则不能做到相互满足将会导致知识冲突。设计选择的冲突。由于对设计评价的标准以及考虑问题的角度不同,难以达成一致。第一点,信息传递的冲突。由于思考方式和解决问题的方式以及对知识的表达方法不同,相互间信息传递的正确性收到重大阻碍。第二点,信息缺乏完整性。协同小组之间存在着相互依赖的关系,在这种关系下的设计信息不完整有很大几率导致设计冲突。

    (2)每个协同小组具有依赖性的要求。有限的资源,能力,信息也意味着只有经过一定程度的协调合作才能更好的完成这份设计。由于独立性和依赖性这一对无可避免的矛盾,设计冲突也将是一个无法避免的问题,冲突消解也势在必行。首先,设计评价间的冲突。协同小组之间具有相互的独立性。各个小组由于知识体系,解决问题方式的不同会拥有不同的评价标准。而这些标准很难让各个协同小组达成一致。其次是资源冲突。在人力资源、知识资源、硬件资源以及软件资源有限的情况下,资源冲突是在所难免的。另一方面,对资源进行良好的规划和调度也是是否会造成资源冲突的关键。最后,要设想与实际过程的冲突。影响、阻碍设计顺利进行的一个关键就是协同设计转化为实际产品时不能完美的达到预期效果。

2 冲突消解的措施

    2.1  冲突的检测

    相互制约、相互依赖是协同设计各小组在参与同一设计中无法避免的关系。设计规范、设计对象的基本规律以及各种一致性要求也囊括其中。同时,这种相互关系也包含了对用户需求的限制和在当前技术水平下的资源限制。在这种情况下,如何表达这种关系就成了当务之急。而解决这种情况的关键就是约束。作为一种能够表达过程、产品及资源相互关系间有效关系,由各种约束关系构成的约束网络不仅可以建立各协同小组之间的联系,还可以检测冲突的产生。

    传统约束网络的特点是单层传播,这导致了其遍布整个网络的特性。这种单层的约束传播不仅使传播的效率大大降低,还对管理造成了不少麻烦。另一方面,这也对定义的完整性造成了阻碍,大大提高了约束网络建立的难度。相对于传统约束网络的不便,分层约束网络在冲突检测时具有很大优势。具体可分为以下两点:第一点,分阶级建立。这意味着在建立产品约束级的基础上,随着设计的发展,部件级乃至零件级约束都会相继出现。这对约束网络的柔性做出了保证,同时也也完善和补充了约束网络。第二点,传播优先级。不同子网拥有的传播优先级不同。这有利于冲突检测的提高。

    2.2 冲突的消解

    (1)约束松弛。约束松弛实行的前提是在协同设计过程中,相互制约、相互依赖是各协同小组之间无法避免的关系。在这种关系下,约束松弛就成了冲突消解的一种可行方法。而约束松弛主要靠对一些约束条件的放宽以及对次要约束的忽略来消解冲突。然而约束松弛也有一定的局限性。当协同小组内部发生冲突时适合用约束松弛来消解。同时对于一些耦合度较小的冲突,约束松弛也具有一定的作用。而当约束松弛不能满足各协同小组的利益时,约束松弛将会失效。

    (2)回溯点是利用回溯进行冲突消解的关键。当设计冲突产生并被发现时,用回溯技术找到回溯点是能否顺利消解冲突的重要步骤。找到回溯点后会将与环境不相适应的设计以及不匹配的结构模型进行消解冲突。同时,顺序回溯和相关制导回溯是回溯技术的两个重要内容。相比于相关制导回溯,顺序回溯会优先消解距离最近的节点,这导致了顺序回溯的大量回溯量。而相关制导回溯却是寻找最有利的节点进行回溯。由于相关制导回溯屏蔽了其他无关节点,所以相对来说效率更高。

    (3)基于规则的推理及基于事例的推理是组成知识推理的重要内容。首先包括基于知识的推理,一些冲突产生的根本原因就在于各协同小组缺乏其他领域的专业知识。这些知识的缺乏导致了小组不能完全理解超出自己领域内的设计,冲突由此产生。然而这些不是不能解决的,在一定的规则下组建一个领域知识库来进行表达,这有利于冲突的消解。其次是关于事例的推理,基于事例的推理是将以前的经验做为一个事例并以这些事例来组建事例库,从而组织管理这些事例。当产生冲突时,会检索事例库寻找相关事例,以此做为参考来解决新问题。这个过程可以分为以下几步:首先,定义新问题的属性及特点,寻找关键字并指定索引;其次,搜索相似事例并根据实际情况修改来解决新问题;最后,检验修改后的解答是否符合新问题,如果是正解则将其加入到事例库中,反之则思考失败原因并加以改正。

    (4)仲裁是在其他消解方式都失败的情况下才会采用的消解冲突的方式。当冲突产生并涉及多个协同小组,小组间又无法对彼此妥协时,才会使用仲裁来消解冲突。仲裁的过程也是一个冲突不断被提出,建议、理由被反复交换,不断接受他人的建议以及阐述自己建议来让他人接受,最后慢慢达成一致的过程。

3 结语

    冲突是协同设计中不可避免的现象,而如何进行有效的冲突消解是我们当下必须思考的问题。因此,为了更好更高效地进行冲突消解,对冲突的产生,冲突的检测以及如何进行冲突消解就必须全面研究并制定一套切实有效的管理办法。然而由于产生冲突的原因多种多样,国内外依旧缺少统一有效的消解冲突的方法,冲突消解的研究依旧不全面。如何在保留各方创意及利益的情况下将冲突的产生几率降到最低将成为我们继续研究努力的方向。

责任编辑:马倩
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