為了實現(xiàn)模具設(shè)計任務(wù)的自動化管理，結(jié)合模具設(shè)計任務(wù)的特點，提出了基于活動樹的任務(wù)分解模型，該模型能最大程度地避免任務(wù)間沖突的發(fā)生，并且能夠保證模具設(shè)計人員之間模型信息的一致。在此模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合業(yè)務(wù)流程管理技術(shù)開發(fā)出了一套模具協(xié)同設(shè)計任務(wù)管理原型系統(tǒng)，該系統(tǒng)提高了模具協(xié)同設(shè)計的自動化程度，實現(xiàn)了模具設(shè)計任務(wù)的自動化管理。 

　　1　協(xié)同設(shè)計中的任務(wù)管理

　　協(xié)同設(shè)計過程具有多用戶、多應(yīng)用、多任務(wù)等特征，在并行模式下，如果任由用戶隨意操作各種層次的信息，則會造成大量沖突的產(chǎn)生，影響協(xié)同設(shè)計的進行。因此必須采用一種有效的任務(wù)分解方法，降低協(xié)同設(shè)計過程中沖突發(fā)生的概率。任務(wù)分解完成之后，需將任務(wù)分配給設(shè)計人員，m時還必須實現(xiàn)設(shè)計人員之間的信息同步，保證設(shè)計人員之間的所見即所得。

　　1.1低耦合的任務(wù)分解方法

　　計算機支持的協(xié)同工作是多人圍繞共同目標(biāo)所進行的相關(guān)活動。對協(xié)同設(shè)計而言，產(chǎn)品就是協(xié)同群體的共同目標(biāo)。而產(chǎn)品信息是在設(shè)計活動中不斷累積的。因此，沖突避免實際是要避免設(shè)計活動中設(shè)計人員問存在的沖突行為。為此，作者提出的活動樹模型，如圖1所示。模型可分為任務(wù)層和零件層。任務(wù)層是將產(chǎn)品的設(shè)計細分為具于低耦合性的一系列設(shè)計任務(wù)，構(gòu)成一棵任務(wù)樹，位于樹的最低端的任務(wù)被稱之為原了任務(wù)。零件層則是產(chǎn)品的各零部件cad模型。任務(wù)層中的原子任務(wù)直接與零件層的零部件模型連結(jié)。由于具有相同父節(jié)點分支上的任務(wù)具有相對獨立性，而不同分支任務(wù)反映了零部件在整個裝配模型中的層次，因此，與分支任務(wù)相聯(lián)結(jié)的零部件cad模型間也就具有低的耦冶性。如此，在并行進行相關(guān)零部件設(shè)計時，發(fā)生沖突的可能性大為降低。將不同的任務(wù)賦予不同的人員或角色，即可達到在產(chǎn)品信息層面上的信息同步。

　　1.2協(xié)同設(shè)計中的信息同步控制

　　在模具設(shè)計中，cad模型是最重要的信息，對設(shè)計人員圍繞cad模型反復(fù)進行的并行操作進行控制是實現(xiàn)同步的關(guān)鍵現(xiàn)代cad／cam系統(tǒng)通常以top－　down模式進行設(shè)計，即可以先以空的裝配樹形式描述產(chǎn)品的構(gòu)成關(guān)系，而后進行不同零部件的詳細設(shè)計。因此，以裝配樹為關(guān)節(jié)，可以實現(xiàn)設(shè)計人員與設(shè)計任務(wù)的綁定。設(shè)計信息綁定過程。

　　首先由項目負責(zé)人對模具設(shè)計過程進行定義，將模具設(shè)計分解為若干子任務(wù)，根據(jù)了任務(wù)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，建立模具產(chǎn)品裝配討。然后，根據(jù)任務(wù)的知識特性，將之分配給不同的設(shè)計人員進行詳細設(shè)計（這些上程師來自不同知識領(lǐng)域和層次，具有不同權(quán)限的信息操作能力），直躉完成整副模具沒汁。

　　在設(shè)計過程中，項目管理人員將不同的任務(wù)分給不同的設(shè)計人員，不同的設(shè)計人員即在不同的裝配節(jié)點下進行各自的工作，對該節(jié)點下的幾何模型擁有完全控制的能力，但對其他節(jié)點下的幾何模型，只有瀏覽的權(quán)限。由于設(shè)計人員的設(shè)計模型保存在不同的裝配節(jié)點下，并不會因為保存各自的設(shè)計結(jié)果而產(chǎn)生并發(fā)沖突。因而也就實現(xiàn)了模型信息的同步，并達到了沖突避免的目的。這樣，任務(wù)與模具產(chǎn)品的結(jié)合，為設(shè)計過程的協(xié)同控制提供了渠道，而設(shè)計人員與模具產(chǎn)品的結(jié)合，為設(shè)計人員的協(xié)同管理提供了渠道。如此，很好地實現(xiàn)了模具協(xié)同設(shè)計過程中的模型同步控制。以級進模為例，在模具設(shè)計開始前，根據(jù)客戶的需求和模具的特點定義，模具產(chǎn)品的裝配樹結(jié)構(gòu)。不同的裝配節(jié)點代表不同的功能部分，而不同的設(shè)計仟務(wù)則依附在不同的裝配節(jié)點上。一旦裝配樹確定，則作為當(dāng)前項目的統(tǒng)一模板存放于服務(wù)器，共享給項目所屬設(shè)計人員。各設(shè)計人員通過ftp服務(wù)器下載整個裝配樹，在本地工作空間中完成自己的沒汁任務(wù)。如裝配樹中blank節(jié)點用了存放鈑金件展開成為毛坯狀態(tài)的幾何模型。同時，它也對應(yīng)于任務(wù)中的“毛坯展開”項，并由具有毛坯展開經(jīng)驗的模具設(shè)計人員承擔(dān)。當(dāng)設(shè)計人員完成自己的設(shè)計任務(wù)時，將裝配樹中的“毛坯展開”節(jié)點文件上傳到ftp服務(wù)器上即可，同時發(fā)送消息給其他設(shè)計人員，其他設(shè)計人員可以通過同步工具實時地瀏覽“毛坯展開”結(jié)果或下載“毛坯展開”節(jié)點所對應(yīng)的模型文件。

　　2　基于soa的模具設(shè)計業(yè)務(wù)流程管理

　　業(yè)務(wù)流程是針對工作中具有固定程序的常規(guī)活動而提出的－個概念。通過將工作活動分解成定義良好的任務(wù)、角色、規(guī)則和過程來進行執(zhí)行和監(jiān)控，達到提高生產(chǎn)組織水平和工作效率的目的。業(yè)務(wù)流程管理技術(shù)為企業(yè)更好地實現(xiàn)經(jīng)營目標(biāo)提供了先進的手段。通過上一小節(jié)對模具設(shè)計任務(wù)管理的分析，不難發(fā)現(xiàn)，一副模具的設(shè)計流程，其實質(zhì)是由多個設(shè)計子任務(wù)組合而成的業(yè)務(wù)流程。因此，業(yè)務(wù)流程管理的特點天然地滿足了模具設(shè)計任務(wù)管理系統(tǒng)的需要。同時，將soa的思想引入其中，將系統(tǒng)中各功能模塊用web服務(wù)進行封裝，不但可以無縫地集成應(yīng)用，而且可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活、部署方便。

　　2.1基于soa思想設(shè)計系統(tǒng)

　　soa是一種基于網(wǎng)絡(luò)、松耦合、多應(yīng)用集成的技術(shù)解決方案，是目前信息系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的主流方向，它來源于早期的基于組件的分布式計算技術(shù)，在世界卞要信息技術(shù)公司和標(biāo)準(zhǔn)化組織推動下，已經(jīng)成為一個被廣泛認可的規(guī)范。soa在傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)層和技術(shù)層之間增加了－個服務(wù)層，以有效地溝通業(yè)務(wù)層和技術(shù)層之問的信息，讓企業(yè)應(yīng)用層可以徹底擺脫技術(shù)的束縛。具體地講，soa將分布在網(wǎng)絡(luò)中的各種軟件資源看作是不同的服務(wù)內(nèi)容。而且，能夠在不同的應(yīng)用中交換數(shù)據(jù)，而小需要考慮每個應(yīng)用是用什么編程語言開發(fā)或在什么操作系統(tǒng)下運行，在這種模式下，一個應(yīng)用或－個應(yīng)用軟件的一部分就是一種服務(wù)。

　　soa的核心思想就是讓應(yīng)用不受限于技術(shù)，讓企業(yè)輕松應(yīng)對商業(yè)服務(wù)變化和發(fā)展的需要。通過將注意力放在服務(wù)上，應(yīng)用程序能夠集中起來提供更加豐富、目的性更強的商業(yè)流程。其結(jié)果就是，基于soa的企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)通常會更加真實地反映與業(yè)務(wù)模型的結(jié)合。

　　2.2用web服務(wù)實現(xiàn)系統(tǒng)功能

　　從表面上看，web服務(wù)就是一個應(yīng)用程序，它向外界暴露一個能夠通過web進行調(diào)用的api。即其他用戶能夠用編程的方法通過web調(diào)用束實現(xiàn)某個功能的應(yīng)用程序，web服務(wù)便是基于網(wǎng)絡(luò)的、分布式的模塊化組什，它執(zhí)行特定的任務(wù)，遵守具體的技術(shù)規(guī)范，這些規(guī)范使得web服務(wù)能與其他兼容的組件進行互操作。它可以使用標(biāo)準(zhǔn)的瓦聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，web服務(wù)是目前實現(xiàn)soa最重要的標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.3ws－bpel支持的業(yè)務(wù)流程管理

　　業(yè)務(wù)流程是一系列相互銜接、自動進行的業(yè)務(wù)活動或任務(wù)。一個業(yè)務(wù)流程包括一組任務(wù)以及它們之間的相互順序關(guān)系，還包括流程及任務(wù)的啟動和終止條件，以及對每個任務(wù)的描述。將各個服務(wù)組件看成業(yè)務(wù)流程中的任務(wù)，服務(wù)組合就轉(zhuǎn)化為一個構(gòu)建業(yè)務(wù)流程的過程。

　　ws－bpel（web services business process e x e cution lan－guage，服務(wù)業(yè)務(wù)流程執(zhí)行語占）是為組合web服務(wù)而定制的一項規(guī)范，它能夠描述由web服務(wù)參與的復(fù)雜業(yè)務(wù)流程，同時又能將web服務(wù)組合而進一步包裝成更為高級別的web服務(wù)并發(fā)布出去。ws－bpel定義了用來描述基于流程及其相關(guān)方之間互操作的qp務(wù)流程行為的模型和語法。ws－　bpel流程定義了這些相關(guān)方之間的多重服務(wù)互操作是怎樣被協(xié)調(diào)起來達成業(yè)務(wù)目標(biāo)的，以及這種協(xié)調(diào)所需的狀態(tài)和邏輯。

　　2.4任務(wù)管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

　　為了實現(xiàn)模具產(chǎn)品異地設(shè)汁的高效協(xié)同上作，本系統(tǒng)采用業(yè)務(wù)流程管理技術(shù)作為技術(shù)支持，使用soa思想對系統(tǒng)功能模塊進行封裝，構(gòu)建了－個模具設(shè)計任務(wù)自動化管理環(huán)境。系統(tǒng)分為3層。

　　2.4.1用戶層

　　用廣i層位于客戶端，提供任務(wù)分配工具和模具設(shè)計工具。任務(wù)分配工具是一個在java平臺上使用jgraph組件開發(fā)出的可視化的業(yè)務(wù)流程模型設(shè)計器，項目管理人員可采用此工具進行任務(wù)分配，業(yè)務(wù)流程模利設(shè)計器將任務(wù)分配的結(jié)果映射為wsbpel語言存儲在xml文件中，同時將該xml文件存入業(yè)務(wù)流程執(zhí)行引擎所指定的目錄，業(yè)務(wù)流程執(zhí)行引擎讀取此文件后自動運行業(yè)務(wù)流。模具設(shè)計丁具包括常用的cad設(shè)計軟件，如ug等，本系統(tǒng)在。net平臺上，使用　wmi（windows management instrumentation）組件開發(fā)出遠程控制的功能，該功能被封裝在服務(wù)器端的“任務(wù)啟動服務(wù)”中，該服務(wù)能在指定的時間啟動指定設(shè)計人員機器上的設(shè)計軟件（如ug）。

　　2.4.2服務(wù)層

　　服務(wù)層位于服務(wù)器端，是系統(tǒng)的核心層。系統(tǒng)以web服務(wù)的形式封裝了任務(wù)管理系統(tǒng)的核心功能，其中包括文件傳輸服務(wù)、用戶管理服務(wù)、任務(wù)列表服務(wù)、任務(wù)啟動服務(wù)和消息服務(wù)。其中，文件傳輸服務(wù)提供文件的上傳和下載功能；用戶管理服務(wù)提供用戶權(quán)限管理功能；任務(wù)列表服務(wù)提供設(shè)計人員任務(wù)列表管理功能，如一個任務(wù)（非原子任務(wù)）可能由多個設(shè)計人員完成，同時一個設(shè)計人員也可能負責(zé)多個任務(wù)；任務(wù)啟動服務(wù)提供啟動設(shè)計任務(wù)的功能（如前所述的“在指定的時間啟動指定設(shè)計人員機器上的設(shè)計軟件”）；消息服務(wù)提供消息傳遞的功能。

　　2.4.3服務(wù)支持層

　　服務(wù)支持層也位于服務(wù)器端，該層的主要職責(zé)是為上層的服務(wù)層提供技術(shù)支持，其中包括數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)流程執(zhí)行引擎、ftp服務(wù)器、消息隊列。如用戶管理服務(wù)和任務(wù)列表服務(wù)需要數(shù)據(jù)庫支持、文件傳輸服務(wù)需要ftp服務(wù)器的支持等。在此層中，業(yè)務(wù)流程執(zhí)行引擎是任務(wù)管理系統(tǒng)的核心部分，它負責(zé)運行從用戶層中傳來的　ws－bpel描述文件（即模具設(shè)計流程），以自動執(zhí)行業(yè)務(wù)流程。系統(tǒng)中采用開源的activebpel engine作為業(yè)務(wù)流程執(zhí)行引擎。

　　3　應(yīng)用實例

　　作者在java平臺上開發(fā)出了一個模具協(xié)同設(shè)計任務(wù)管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)現(xiàn)在還處于原型系統(tǒng)階段。下面還是以級進模設(shè)計為例，來說明該系統(tǒng)的運行過程。

　　圖形化的業(yè)務(wù)流程設(shè)計器界面，如圖5所示。項目管理人員通過瀏覽器登錄后即可訪問此界面。

　　每－個節(jié)點都代表著一個設(shè)計子任務(wù)。子任務(wù)中包含有設(shè)計人員、設(shè)計任務(wù)外始時間、設(shè)計工時、cad模型文件名、模具設(shè)計應(yīng)用程序、消息文本等信息。當(dāng)項目管理人員將模具設(shè)計任務(wù)流程設(shè)計完成之后，便將其結(jié)果傳入業(yè)務(wù)流程執(zhí)行引擎，業(yè)務(wù)流程執(zhí)行引擎即會自動執(zhí)行此業(yè)務(wù)流程。同時，設(shè)計好的業(yè)務(wù)流程也可當(dāng)作模板存入服務(wù)器，以便于日后重用。

　　當(dāng)設(shè)計人員登錄后，設(shè)計人員可通過調(diào)用“任務(wù)列表服務(wù)”查看自己所承擔(dān)的所有設(shè)計任務(wù)，任務(wù)列表中同樣顯示了設(shè)計任務(wù)的開始時間、合計工時、cad文件名等信息。當(dāng)時問將要達到某項任務(wù)的開始時間時，系統(tǒng)會調(diào)用“消息服務(wù)”彈出提示信息來提示設(shè)計人員；當(dāng)達到任務(wù)開始時間時，系統(tǒng)會調(diào)用“任務(wù)啟動服務(wù)”和　“文件傳輸服務(wù)”，將用戶的設(shè)計工具在指定的時間自動啟動，同時，下載并打開cad模型。當(dāng)設(shè)計人員的設(shè)計工作完成后，可調(diào)用“文件傳輸服務(wù)”將設(shè)計結(jié)果上傳到服務(wù)器中。

　　4　結(jié)論

　　根據(jù)模具協(xié)同設(shè)計的特點，提出了基于活動樹的模具協(xié)同設(shè)計任務(wù)分解模型，該模型能夠有效地保證協(xié)同設(shè)計過程中的信息同步。在此模型的基礎(chǔ)上，將業(yè)務(wù)流程管理技術(shù)與基于soa思想的web服務(wù)技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)出了一個模具協(xié)同設(shè)計任務(wù)管理系統(tǒng)的原型系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供了可視化的業(yè)務(wù)流程設(shè)計界面，可以幫助項目管理人員做出科學(xué)合理的任務(wù)分配計劃，并使得任務(wù)分配信息能在不同設(shè)計人員之間自動傳遞。該系統(tǒng)可大大提高模具設(shè)計管理的自動化程度，具有良好的應(yīng)用前景。