基于ASP模式的产品设计支持系统开发.
文/俞国燕
摘 要:
分析了基于网络的现代产品设计支持系统开发的关键问题， 利用ASP模式构建产品设计支持系统开发的结构框架。整个开发模式为不同层次的产品设计参与成员提供一集成人机智能与人人智能的设计支持系统，有效地提高了中小企业的产品开发能力。
关键词: 关键词：ASP，产品设计支持系统；DSS，智能集成
一、前言
随着全球网络化制造的普及，越来越多的企业开始按市场机制自愿进行动态联盟，以通过资源优势互补增强企业的竞争力。这种新的生产方式不仅要求不同学科、不同地区的各类专业设计人员参与整个设计过程，也要求客户和供应商参与到设计中来，以保证产品满足客户的个性化需求，并充分利用供应商提供的设计支持，集中发挥企业的核心竞争力。设计过程及参与成员的复杂性要求能对每位设计参与成员都提供一种设计支持方式，以方便借助各种资源的合作和支持随时获取新知识来辅助其设计工作。然而，要求不同层次与不同背景的企业都具备一个合适的产品设计支持系统是不现实的。本文由此讨论了开发产品设计支持系统应解决的关键问题，研究如何利用ASP模式来构建产品设计支持系统开发的结构框架，以有效解决中小企业产品开发能力低的情况。
二、开发产品设计支持系统的关键问题
当前对产品设计技术的研究主要从以下两方面进行：①侧重于寻求各种知识表达方法开发各类专家系统，强调在某一局部内以计算机代替设计师工作；②强调借助网络通过异地协作设计来集成各地专家经验知识进行产品开发。两者分别通过人机合作与人人合作进行产品设计。但最理想的应是能同时集成人机智能与人人智能的产品设计支持系统，为此需要解决以下关键问题：
① 设计过程中不同产品开发参与人员的信息交换问题。这要求能够建立、收集相关产品信息的历史记录，并可动态补充最新的产品设计信息，满足设计人员对信息的不同需求，从中发掘出新知识给设计决策提供帮助，如从历史记录中获取创新设计的灵感。
② 如何给不同领域、不同层次的设计人员提供一个合适的计算机辅助决策支持系统。这要求寻求一种简化的DSS(Decision Support System， 决策支持系统)生成机制，让普通设计师也可开发出符合自身需求的DSS，以将DSS的基于逻辑和符号处理的理性决策能力与人类的直觉决策能力相融合，充分发挥人机各自优势来寻求最佳设计方案[1]。
③ 集成各地分布、异构知识源的知识库的建立。知识库对整个人机、人人智能集成的协作设计过程中起着协调、管理、控制和冲突消解作用，是整个产品设计支持系统的核心部分。
另外，还要给设计师提供诸如AutoCAD、Pro/E、UG、MATLAB等用于绘图、应力分析、计算的多种具体应用软件。对于一个资金与技术力量都一般的企业来说，同时解决上述问题是比较困难的，尤其是我国中小企业普遍存在资金短缺、信息技术人才缺乏以及信息实施过程繁杂等问题，要满足上述要求更是艰难。因此，本文提出利用ASP思想，开发WEB环境下的产品设计支持系统来解决上述问题，提高企业的信息化程度与产品设计能力。
三、基于ASP模式的产品设计支持系统开发
ASP(Application Service Provider，即应用服务供应商)原是针对电子商务而产生的一种商业服务模式[2]。它由一些公司在自己的主机上部署、管理和维护各种应用系统，提供一个安全的网络基础结构和可靠的存放关键数据的数据中心设施，然后通过网络向远端的客户提供软件的计算能力(对客户来说就是服务)。所有应用软件在ASP的数据中心供客户随时调用。使用应用服务的企业不再负责与应用系统有关的建设、维护等工作，只是付给ASP租金以使用该信息系统，该企业并不拥有该应用系统。他只需要一台简单的PC机，加上浏览器软件及很少的客户端软件，通过Internet或VNP，登录到位于远端的集中式服务器上特定应用系统中去，就可以在本地使用该应用系统。ASP模式实现了一个公共数据平台，促进了供应商、制造商、经销商与客户之间的双向信息交流，方便企业实现供应链管理和实施电子商务。
当把ASP的这种思想用于中小企业的产品设计支持系统开发时，作为设计参与者的中小企业只要具备相对简单的软、硬件设施就可开发相应的产品设计支持系统，故能有效解决中小企业产品开发能力低的情况。利用ASP模式构建的产品设计支持系统的结构如图一所示。整个体系结构是构架在Internet基础上的B/S三层结构，系统分析如下。
2.1 客户端
客户端为信息、知识、DSS、设计工具应用端，它由参与产品设计过程的所有相关用户组成，随着因特网技术的发展，企业为保持较强的产品开发能力与市场竞争能力，开始强调以个性化定制产品，重视零部件重用，故需要多方成员的协作设计，其成员主要包括客户、设计师与供应商三大类。
其中客户是产品的使用者，产品设计过程作为一个动态响应用户需求的过程，使客户成为设计过程的重要成员；设计师包含领域专家与企业普通设计人员，它由异构、分布、异域的成员组成；而供应商的加入则是由于按新生产方式开发的新产品不仅包含企业自身开发的零部件，同时也包括市场协同的供应商的零部件，并且新产品所含零部件的40%~70 %可能由不固定的供应商提供，因此需要把供应商纳入产品开发过程中。
2.2 服务器端
服务器端为信息、知识、DSS、设计工具供应端，它是整个系统开发的重点，由以下四个部分组成：
① DSS基本组成模块子系统
客户端是由产品设计决策过程中承担不同责任的决策人组成的，每个决策人所需的信息资源或决策辅助工具是不同的，故每个网络结点至少应含有一个DSS或具有若干辅助决策的功能，用以支持不同结点的多层次决策，提供决策的个人支持、群体支持和组织支持[3]。对此，系统通过在服务器端建立DSS的基本模型库、方法库构成DSS生成器。当客户端用户需要决策辅助工具时，只需通过浏览器向服务器发送请求，服务器即根据知识子系统指导用户建立一专用DSS框架，建立过程中用户只需要根据使用说明填写“具体内容”（包括数据、模型与方法等，所需数据在信息管理子系统中存储），即可形成一个可运行的DSS。此种方式有效地降低了在每个客户端结点都开发专业DSS的难度。
② 产品信息管理子系统
产品信息管理子系统用以管理所有与产品相关的信息，(包括电子文档、数字化文件、数据库记录等)和所有与产品相关的过程(包括工作流程和更改流程)。它提供产品全生命周期的信息管理，为基于企业动态联盟的网络设计的数据交流和信息共享提供了保证。这方面的研究较为深入[4]~[6]，也有多种类型的PDM与ERP软件，它们能解决不同开发系统之间的产品数据相互独立问题，较好地克服了异地、分布、异构环境下产品协同设计中的数据交流障碍，在此就不再对这部分内容详述。
③ 知识子系统
知识子系统中所含的知识应是多领域、多形式的，有决策领域的知识、决策专家的知识、问题识别的知识、方法选择构造的知识以及控制求解过程的知识。重要的是它不仅保存类似设计规则、约束、基本原理等类型的传统知识库的内容，也有过程、程序、经验、体会与设计实例等包含隐性知识的内容。知识子系统的存在使对产品设计过程的主动支持成为可能。
例如前述的客户端专业DSS开发，一种方法是用户通过询问决策群体中的相关专家而完成，这可通过CSCW技术来实现，体现的是人人智能的集成；另一种方法就是在服务器端知识库的指导下完成，它将指导普通设计师从基本模型库与方法库中选择合适的决策模型和计算方法，这体现的是人机智能集成。当然，结合上述两种方法来构建自己的专业DSS将更为有效，这也是本文的中心点，要求结合人人智能与人机智能来进行决策。但是不论采用何种方法进行专业DSS开发，都需要知识子系统对整个系统进行协调、管理、控制和冲突消解，这种活动贯穿在整个产品协作设计过程中。
作为整个设计支持系统的核心模块，知识子系统应具有良好的包容性、可扩充性与可修改性，在人机智能集成进行产品设计时，其提供的是机器智能；在人人智能集成进行产品设计时，其提供的是协调、管理、控制和冲突消解的作用。因此，知识子系统的建立好坏直接影响整个系统的产品设计支持效果。
④ 设计应用工具子系统
这部分比较简单，它主要是由第三方公司购买各类具体的设计应用软件工具，有用于绘图、模具设计、外型设计、应力分析、数学计算、系统设计等各类用途的软件，客户端用户只需在需要使用时向服务器端发出请求就可以调用自己所需的专用软件。此种方式的用户支出费用与用户自己购买一套软件的支出费用相比，其成本就降低很多，这也是采用ASP模式的优势之一。
四、结论：
基于网络的现代产品设计支持系统开发的关键题是设计过程中的产品信息管理、专业设计DSS的开发、知识子系统的建立及各种设计应用工具的供应。作者通过构建基于ASP模式的产品设计支持系统开发结构，将设计支持系统开发的关键技术都提交于服务器端解决，而对客户端用户则没有很高的要求，从而使每位用户都能根据自身需求得到合适的专用产品设计支持系统，充分结合人机智能与人人智能来进行新产品设计，为提高中小企业的产品开发能力提供了有效支持。
（作者：广东海洋大学工程学院副教授/博士）
参考文献
[1] 俞国燕等.面向现代制造领域的决策支持系统研究. 现代制造工程. 2001, 11: 16~18.
[2] 孙延明等. 基于ASP模式的中小机电企业信息化改造系统研究. 现代制造工程. 2001, 11: 9~11.
[3] 高洪深. 决策支持系统（DSS）. 清华大学出版社. 2000. 9: 14~33.
[4] 吴祚宝, 吴澄. 基于产品数据管理的产品和开发过程集成方法. 清华大学学报 (自然科学版). 2000, 40(4): 88-91.
[5] J.A. Hardinga and K. Popplewella. An intelligent information framework relating customer requirements? and product characteristics. Computers in Industry, 2001(44): 51~65.
[6] 田边等. Intranet环境下信息系统的集成开发方案研究及应用. 小型微型计算机系统. 2000, 21(11): 1211-1213.
[7] Felix T.S.Chan and Bing Jiang. The development of intelligent decision support tools to aid the design of flexible manufacturing systems. Int. J. Production Economics? 2000(65): 73~84.
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