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第1篇：傳統(tǒng)建模方法范文

[關(guān)鍵詞]機(jī)械產(chǎn)品 三維CAD系統(tǒng) 建模及關(guān)鍵技術(shù)

[中圖分類號] TH128 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-2-109-1

傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)要想提高企業(yè)競爭力，就必須提高產(chǎn)品的創(chuàng)新能力，利用先進(jìn)的技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的制造技術(shù)。將先進(jìn)的三維CAD系統(tǒng)應(yīng)用到機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計當(dāng)中，對于產(chǎn)品的開發(fā)、工藝流程的設(shè)計等都有了很大的改進(jìn)，而且很容易的就可以設(shè)計出三維機(jī)械產(chǎn)品的模型。

1機(jī)械產(chǎn)品中三維CAD系統(tǒng)建模的探索

1.1三維CAD系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

目前國內(nèi)外有許多關(guān)于三維CAD系統(tǒng)建模、設(shè)計及分析的方法，例如ARIS、PERA等，這些方法論從各個角度對系統(tǒng)進(jìn)行分析和描述。

根據(jù)國內(nèi)外三維CAD系統(tǒng)建模方法及理論的研究，針對我國目前建模方面在實圖集成和系統(tǒng)實施模型等內(nèi)容中存在的相關(guān)問題，我國的三維CAD軟件專家提出了集成化建模的方法。集成化建模方法是根據(jù)相關(guān)項目的研究建立的建模體系結(jié)構(gòu)，以產(chǎn)品的流程模型作為體系的核心，還包括了功能模型、組織模型、信息模型等，建立起了一套完整的企業(yè)模型。所有的模型構(gòu)成了一個完成的生命周期，能夠體現(xiàn)出企業(yè)產(chǎn)品不斷的研發(fā)和更新的過程。

1.2構(gòu)建三維CAD系統(tǒng)功能的內(nèi)容

利用統(tǒng)一的三維CAD系統(tǒng)設(shè)計平臺，能夠幫助公司獲得相關(guān)的工作流程及數(shù)據(jù)信息，及時將研究人員所需的資料傳遞過去，這樣可以節(jié)約時間，提高工作效率，縮短了等待數(shù)據(jù)的時間。與此同時，三維CAD系統(tǒng)除了能夠設(shè)計計算機(jī)模型、圖紙外，還可以通過統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺進(jìn)行仿真模擬實驗、網(wǎng)絡(luò)編程和流程管理，形成與企業(yè)相關(guān)的知識庫數(shù)據(jù)，在有限的時間內(nèi)，獲取最合適的資料，提高研發(fā)的決策。統(tǒng)一的三維CAD系統(tǒng)設(shè)計平臺的這種優(yōu)勢消除了非自動化、信息堵塞以及流程不足所造成的內(nèi)在滯后。

1.3并行設(shè)計三維CAD支持系統(tǒng)功能模型

目前大多數(shù)實施CIMS的企業(yè)，采用的都是IDEFO方法來建立功能模型。IDEFO主要是通過結(jié)構(gòu)化分析方法來建模，該功能模型由許多的圖形構(gòu)成，它將復(fù)雜的整體分成許多的小部分，按照大小層次分解，采用圖形的方式對三維CAD系統(tǒng)進(jìn)行描述，稱作三維CAD系統(tǒng)的模型。三維CAD系統(tǒng)建模僅僅處于概念性的階段，是結(jié)構(gòu)化進(jìn)程的前半部分，系統(tǒng)工作的的主要內(nèi)容是實施階段，我們可以利用功能模型模型分析系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)，還能夠?qū)崿F(xiàn)從模型到現(xiàn)實的轉(zhuǎn)變。與此同時，應(yīng)用IDEFO的方法對并行設(shè)計三維CAD支持系統(tǒng)功能，能夠在三維CAD系統(tǒng)平臺上完成制造、裝配、特征建模的功能設(shè)計。

2機(jī)械產(chǎn)品中三維CAD關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)

近年來，隨著機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)過程中新技術(shù)的應(yīng)用，三維造型技術(shù)、虛擬技術(shù)等新的理論已經(jīng)逐漸代替了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，所以將三維CAD技術(shù)功能與機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)相結(jié)合，在機(jī)械產(chǎn)品研發(fā)中建立CAD系統(tǒng)軟件平臺，采用先進(jìn)的CAD系統(tǒng)軟件技術(shù)有利于推動機(jī)械設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，提高產(chǎn)品的質(zhì)量、降低研發(fā)成本。

2.1將三維CAD建模技術(shù)與機(jī)械產(chǎn)品模型相結(jié)合

機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計就是產(chǎn)品模型的改變，各種模型相互映射，且受到各種條件的限制。在對產(chǎn)品進(jìn)行評估時，必須以大量的工程實例為依據(jù)對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能以及工藝進(jìn)行審查。在產(chǎn)品設(shè)計的過程中，由于產(chǎn)品設(shè)計的目的、對象和約束條件的不同，得到的產(chǎn)品設(shè)計模型也大不相同。因此，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計模型的不同，對產(chǎn)品的設(shè)計人員進(jìn)行分配，由產(chǎn)品的總設(shè)計師給出機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計的概念和功能模型，再由其他的設(shè)計人員對產(chǎn)品進(jìn)行模型設(shè)計。在產(chǎn)品進(jìn)行模型構(gòu)造的各個時期，主特征模型作為產(chǎn)品設(shè)計中最重要的模型，是連接上游和下游設(shè)計的一個紐帶。產(chǎn)品設(shè)計過程中的構(gòu)思、概念、結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造工藝等每一個環(huán)節(jié)都需要設(shè)計人員進(jìn)行詳細(xì)的計算、分析和評價。而產(chǎn)品模型就是將產(chǎn)品的概念設(shè)計轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、組成、制造工藝的一個真實表達(dá)。

2.2將三維CAD裝配建模技術(shù)與機(jī)械產(chǎn)品裝配相結(jié)合

機(jī)械產(chǎn)品的裝配模型就是產(chǎn)品由理論設(shè)計到零件設(shè)計，而且還能夠準(zhǔn)確的完成不同機(jī)械產(chǎn)品裝配體設(shè)計的參數(shù)、層次以及信息的產(chǎn)品模型。產(chǎn)品模型包含了產(chǎn)品零部件之間的的層次和裝配關(guān)系，還包含了不同機(jī)械產(chǎn)品裝配設(shè)計參數(shù)之間的相互約束以及傳遞關(guān)系。產(chǎn)品模型是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計的核心，是產(chǎn)品在設(shè)計和開發(fā)過程中的最有用的工具。

機(jī)械產(chǎn)品裝配模型的目的主要有兩個方面。第一，能夠使三維CAD系統(tǒng)為機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計過程提供全面的支持；第二，產(chǎn)品裝配模型能夠給新的三維CAD系統(tǒng)的裝配自動化和工藝設(shè)計提供數(shù)據(jù)資料，并完成對設(shè)計的產(chǎn)品進(jìn)行分析。

2.3將三維CAD系統(tǒng)軟件設(shè)計技術(shù)與產(chǎn)品設(shè)計流程相結(jié)合

機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計中包含了概念設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工程圖紙的繪制、性能參與以及產(chǎn)品制造工藝等。在進(jìn)行零件設(shè)計時，首先要考慮零部件之間的約束關(guān)系，在對產(chǎn)品的整體設(shè)計完成后，再考慮每個零件的設(shè)計。目前在三維CAD系統(tǒng)中可以采用bottom-up設(shè)計過程和top-down設(shè)計過程來完成將設(shè)計好的零部件裝配成產(chǎn)品的過程。

3結(jié)語

機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)過程十分復(fù)雜，采用三維CAD系統(tǒng)建模的方式建立產(chǎn)品模型，根據(jù)我國軟件專家提出的集成系統(tǒng)建模的思想，將機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)三維CAD系統(tǒng)軟件相聯(lián)系，建立起系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，并以流程模型為核心，其他模型為輔助模型，建立起了機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)模型。

參考文獻(xiàn)

[1]鷹胡鐘.基于Gu的汽車縱梁模具cAD技術(shù)的研究[J].吉林工業(yè)大學(xué)，2009（12）.

第2篇：傳統(tǒng)建模方法范文

傳統(tǒng)的回歸系統(tǒng)構(gòu)建方法假設(shè)用于建模的數(shù)據(jù)是充分的，但若當(dāng)前場景中重要數(shù)據(jù)信息缺失，則基于此數(shù)據(jù)集訓(xùn)練所得系統(tǒng)泛化能力較差。針對此缺陷，以支持向量回歸機(jī)（SVR）為基礎(chǔ)，提出了具有遷移學(xué)習(xí)能力的回歸機(jī)系統(tǒng)，即遷移學(xué)習(xí)支持向量回歸機(jī)（TSVR）。TSVR不僅能充分利用當(dāng)前場景的數(shù)據(jù)信息，而且能有效地利用歷史知識來學(xué)習(xí)，具有通過遷移歷史場景知識來彌補(bǔ)當(dāng)前場景信息缺失的能力。具體地，通過控制目標(biāo)函數(shù)中當(dāng)前模型與歷史模型的相似性，使當(dāng)前模型能在信息缺失和不足時從歷史場景中得到有益信息，得到增強(qiáng)的當(dāng)前場景模型。在模擬數(shù)據(jù)和酒類光譜數(shù)據(jù)集上的實驗研究亦驗證了在信息缺失場景下TSVR較之于傳統(tǒng)回歸系統(tǒng)建模方法的更好適應(yīng)性。

關(guān)鍵詞：

遷移學(xué)習(xí)；數(shù)據(jù)缺失；支持向量回歸機(jī)；知識相關(guān)性；信息修補(bǔ)

0引言

在分類、回歸、聚類領(lǐng)域，機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)都已取得了重大的成就。但許多性能良好的訓(xùn)練學(xué)習(xí)方法都針對單一場景，當(dāng)前場景的數(shù)據(jù)信息嚴(yán)重影響學(xué)習(xí)系統(tǒng)的性能。而在許多實際生產(chǎn)過程中，獲取完整的數(shù)據(jù)以重建學(xué)習(xí)系統(tǒng)是昂貴的或是不現(xiàn)實的[1]。一方面，部分生產(chǎn)過程中的實驗成本較高，只能選擇少量數(shù)據(jù)進(jìn)行實驗；另一方面，隨著科技的發(fā)展，生產(chǎn)過程中正使用著越來越多的傳感設(shè)備。由于信息采集器、傳感器等設(shè)備存在短路或是其他故障的風(fēng)險，其穩(wěn)定性及抗外界干擾能力尚不能令人滿意，此時這些設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)往往存在信息缺失或信息不完整現(xiàn)象。

針對上述問題，歷史場景中的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)中蘊涵的歷史知識對當(dāng)前場景的建模來說是一種有益的補(bǔ)充。但利用歷史數(shù)據(jù)時也會面臨一些挑戰(zhàn)，倘若當(dāng)前場景跟歷史場景相比已經(jīng)發(fā)生了較大的漂移，此時大量歷史數(shù)據(jù)反而可能會帶來一些負(fù)面影響。由于信息缺失現(xiàn)象在實際應(yīng)用中普遍存在，因此有必要研究出一種系統(tǒng)構(gòu)建方法，能通過歷史場景數(shù)據(jù)的輔助以一定程度地承受當(dāng)前場景部分?jǐn)?shù)據(jù)信息的缺失。

遷移學(xué)習(xí)[1]技術(shù)借助相關(guān)場景的數(shù)據(jù)或知識以提高當(dāng)前系統(tǒng)的泛化能力。由于支持向量機(jī)形式簡潔、應(yīng)用廣泛，目前已有諸多基于支持向量機(jī)的遷移學(xué)習(xí)研究成果[2-7]，其中近期的研究視角集中于領(lǐng)域自適應(yīng)[4-7]。但上述成果主要是從數(shù)據(jù)分布相近的角度來研究遷移學(xué)習(xí)問題，并未研究因總體信息量稀少導(dǎo)致數(shù)據(jù)分布不明顯現(xiàn)象，也未考慮到因存在局部信息段缺失而導(dǎo)致泛化性能惡化的現(xiàn)象。

在支持向量回歸機(jī)（Supported Vector Regression， SVR）領(lǐng)域，目前尚沒有文獻(xiàn)針對信息缺失的現(xiàn)象展開專門的研究。在相近的領(lǐng)域中，Yang等融合多任務(wù)學(xué)習(xí)理念[8-10]及層次貝葉斯建模[10-11]提出層次貝葉斯框架（Hierarchical Bayesian Framework， HiRBF）[12]，HiRBF方法在面對非線性遷移回歸問題時有著較好的性能，但其本質(zhì)上還是對歷史數(shù)據(jù)與當(dāng)前數(shù)據(jù)的折中，大量歷史數(shù)據(jù)的采用會給當(dāng)前場景的學(xué)習(xí)帶來一定的干擾；蔣亦樟等[13]以模糊建模技術(shù)為基礎(chǔ)，研究了在ML（MamdaniLarsen）型模糊系統(tǒng)下利用歷史知識提高系統(tǒng)泛化能力的方法。

本文以支持向量回歸機(jī)為對象來探討遷移學(xué)習(xí)支持向量回歸機(jī)（Tansfer learning Supported Vector Regression， TSVR）系統(tǒng)的構(gòu)建。針對部分重要信息缺失環(huán)境下回歸系統(tǒng)建模面臨的挑戰(zhàn)，本文提出了一種基于歷史數(shù)據(jù)的遷移回歸系統(tǒng)建模方法，依靠當(dāng)前模型與歷史模型之間的相似性彌補(bǔ)當(dāng)前場景信息缺失之目標(biāo)。TSVR中包含傳統(tǒng)意義上的兩個回歸超平面，但其對偶問題仍相當(dāng)于核化空間上的另一個支持向量回歸機(jī)問題，計算復(fù)雜度和二次規(guī)劃一致。因此，本文提出的TSVR方法具有較好的適應(yīng)性與實用性，特別是對于實驗成本昂貴的場合，以及傳感器大量存在的一些生產(chǎn)過程，本文方法將會有很好的潛在應(yīng)用前景。

第3篇：傳統(tǒng)建模方法范文

關(guān)鍵詞：時間Petri網(wǎng)；面向方面；實時系統(tǒng)；關(guān)注點

中圖分類號：TP311.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1007-9599(2012)03-0000-02

Aspect-oriented Petri Net Applications in Real-time Systems

Cai Rewen,Zhang Lichen,Yang Min

(Faculty of Computer,Guangdong University of Technology,Guangzhou510006,China)

Abstract:Petri net as a graphical way of modeling is frequently used in business process model,for its presentation is visualized and its operation is simple.The basic idea of aspect-oriented modeling is to divide the modules according to the features of the system.The traditional Real-Time system is strictly related to the time.First,we separate the aspect of the time in the Real-Time system.Then we use time Petri net to model it.Finally, we introduce the modeling process according a use case.

Keyword:Time Petri net;aspect-oriented;Real-time system;Concerns

Petri網(wǎng)在數(shù)學(xué)上是建模和檢驗軟件產(chǎn)品的基本技術(shù)。它不僅有著優(yōu)越的建模能力和有利于結(jié)構(gòu)化屬性，而且在設(shè)計、分析和控制上也是一個非常有效的工具[1]。在各種系統(tǒng)行為范圍中，Petri網(wǎng)被廣泛推薦使用。但傳統(tǒng)的Petri網(wǎng)并不支持面向方面的建模。目前，針對Petri網(wǎng)或面向方面來對實時系統(tǒng)進(jìn)行建模的研究有很多，但大部分的都沒有將他們統(tǒng)一起來。

文獻(xiàn)[2]用簡單時間Petri網(wǎng)去分析實時軟件。文獻(xiàn)[3-6]只涉及時間Petri網(wǎng)、面向方面和實時系統(tǒng)三者中一個或兩個。文獻(xiàn)[7]對PrT網(wǎng)作了一個面向方面的擴(kuò)展。文獻(xiàn)[8]提出一種通過分離時間屬性，并用時間Petri網(wǎng)建模分析實時系統(tǒng)。

一、相關(guān)工作

我們通過把面向方面的特征加到Petri網(wǎng)中，擴(kuò)展Petri網(wǎng)去支持AOM。方面模塊和基本模塊用Petri網(wǎng)和基本網(wǎng)來表示。而方面網(wǎng)必須和基本網(wǎng)組合起來，通過編織機(jī)制，形成新的編織網(wǎng)。

本文對實時系統(tǒng)的面向方面進(jìn)行時間建模時，通過引入時間方面來表達(dá)系統(tǒng)的時間特性，用時間Petri網(wǎng)進(jìn)行建模，最后通過實例來說明。

本文其余部分組織如下。第2部分描述了面向方面的時間Petri網(wǎng)模型和實例。第3部分總結(jié)了本文。第4部分是參考文獻(xiàn)。

二、面向方面的Petri網(wǎng)的實時系統(tǒng)模型

（一）面向方面

傳統(tǒng)的軟件設(shè)計是按面向過程或面向?qū)ο箝_發(fā)的，但由于系統(tǒng)橫切屬性引起的“代碼混亂”和“代碼分散”問題，使得軟件的開發(fā)成本和維護(hù)成本很高，而面向方面編程就是在此情況下被提出來的。

在面向方面的編程語言中，主要存在以下幾個概念：

（1）join point(連接點)：程序執(zhí)行中激發(fā)通知被執(zhí)行的觸發(fā)點。

（2）pointcut（切入點）：是系統(tǒng)中的連結(jié)點，如對象生成點，方法入口點等。

（3）introduction（引入）：提供原類的修改特性，用來為添加新的變量和方法。

（4）advice（通知）： 定義程序在切入點所要完成的功能，包括前置通知、后置通知、環(huán)繞通知和異常通知等等。

（5）aspect：實現(xiàn)關(guān)注點功能的模塊化單元，由pointcut、introduction和advice組成。

（二）時間Petri網(wǎng)

Petri網(wǎng)是1962年由佩特里發(fā)明的，適合于描述異步的、并發(fā)的計算機(jī)系統(tǒng)模型。經(jīng)典的Petri網(wǎng)由庫所、變遷、有向弧和令牌等元素組成的。它較常用于軟件設(shè)計、工作流管理、工作流模式、數(shù)據(jù)分析、并行程序設(shè)計、協(xié)議驗證等中。

經(jīng)典的Petri網(wǎng)是沒有全局時間的，把時間特性加入到Petri網(wǎng)模型，使得它們能夠被應(yīng)用于實時系統(tǒng)的分析。當(dāng)前用于描述時間的Petri網(wǎng)模型可謂百花齊放，各有千秋；有的在變遷上引入時間元素，有的在位置上引入時間，還有的在弧上放置時間元素[9]。

時間Petri網(wǎng)定義如下：

定義1 五元組 稱作時間Petri網(wǎng)（TPN）當(dāng)且僅當(dāng)：

① 是一個Petri網(wǎng)，稱作Z的源網(wǎng)；

② ,其中 表示正有理數(shù)。

I稱作Z的時間函數(shù)， ，有 ， ， 和 分別稱作t的最早發(fā)生時間和最晚發(fā)生時間。

我們在這里使用Petri網(wǎng)來表示我們編織后的模塊，它由一個基本的時間Petri網(wǎng)和一個方面網(wǎng)組合而成。

（三）實時系統(tǒng)

實時系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于國防、 航空、 自動化控制等領(lǐng)域。一個實時系統(tǒng)要有清晰的實時響應(yīng)特性以及很強(qiáng)的承受能力。

但實時系統(tǒng)的設(shè)計存在幾個難題：第一，程序員必須確定時間約束符合系統(tǒng)條件；第二，由于系統(tǒng)通常情況下是物理分布的，它們的行為經(jīng)常依賴通信網(wǎng)絡(luò)的隨機(jī)延遲和不可預(yù)測的中斷等；最后，多個異步進(jìn)程的存在，可能產(chǎn)生死鎖和饑渴等。

（四）基于面向方面的時間Petri網(wǎng)實時系統(tǒng)建模

面向方面的時間Petri網(wǎng)面向方面包括了面向方面編程（AOP）的基本特征。AOP模塊化將關(guān)注點橫切成方面。一個AOP包含大量基礎(chǔ)模塊，而這些方面能夠被編織到一個可執(zhí)行的整體中去。

1.編織網(wǎng)機(jī)制

我們通過將一個基本網(wǎng)和通知網(wǎng)、切入點等組成的一個或多個方面網(wǎng)，通過一些確定規(guī)范，用一個編織器形成新的網(wǎng)規(guī)范，然后得到最后的編織模型。如圖1所示：

圖1：編織處理模型

2.建模過程，實例

我們火車控制系統(tǒng)的進(jìn)出站來對建模過程做個實例分析?；疖囉蛇M(jìn)站開始到出站的操作時間及運行狀態(tài)如下圖所示：

圖2：基本網(wǎng)N1

在基本網(wǎng)N1中，N1.t4為切入點。

在現(xiàn)實環(huán)境中，列車開動前，需要記錄列車此時的時間狀態(tài)，以便列車控制調(diào)度查看，所以此時列車啟動的時間直接影響到后面列車的控制調(diào)度。

調(diào)整調(diào)度時間的方面網(wǎng)如圖3所示：

圖3：方面網(wǎng) N2

整合方面網(wǎng)到基本網(wǎng)中的分下面幾步：

（1）由圖2可知，此通知網(wǎng)中的通知屬于后置通知，而方面網(wǎng)的切入位置是(N1.t4,N1.p4),N1中t4的輸出弧應(yīng)指向方面網(wǎng)中變遷t的輸出位置，而方面網(wǎng)中的輸入弧p應(yīng)指向基本網(wǎng)中p4。

（2）刪除方面網(wǎng)中的第一個變遷t、輸出弧和方面網(wǎng)中的最后一個庫所p。

最后得到的模型如下圖所示：

圖4：編織網(wǎng)

三、總結(jié)

本文通過基于面向方面的時間Petri網(wǎng)為火車進(jìn)入站臺的控制系統(tǒng)建立理想狀態(tài)模型，但并沒有對其失敗模型及更為復(fù)雜的情況進(jìn)行分析，同時，并沒有運用時間Petri網(wǎng)來為復(fù)雜的控制做可達(dá)性及一致性分析。

本文的工作如下：（1）介紹了面向方面、時間Petri網(wǎng)和實時系統(tǒng)的一些概念；（2）引出了面向方面時間Petri網(wǎng)相關(guān)概念；（3）總結(jié)出建模過程及建立起實例模型并進(jìn)行了簡單的介紹。

進(jìn)一步的工作有：（1）將火車控制系統(tǒng)及模型更深入結(jié)合起來研究，建立更為精確的模型；（2）把方面網(wǎng)的沖突及沖撞等問題考慮進(jìn)去，并進(jìn)行歸并處理；（3）對可達(dá)性及一致性進(jìn)行分析研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]Modular Representation of Urban Traffic Systems based on Hybrid Petri Nets

[2]A Petri-Net-Based Approach to Real-Time Program Analysis

[3]基于面向方面的實時系統(tǒng)建模方法

[4]基于面向?qū)ο髸r間Petri網(wǎng)的業(yè)務(wù)流程建模方法研究

[5]基于時間Petri網(wǎng)的建模與分析

[6]一種基于Petri網(wǎng)的面向方面的用例建模方法

[7]Threat-Driven Modeling and Verification of Secure Software

[8]Compositional Schedulability Analysis of Real-Time Systems Using Time Petri Nets

[9]時間Petri網(wǎng)分析工具的實現(xiàn)

[10]面向方面建模方法的研究及其應(yīng)用

[作者簡介]蔡熱文（1986―），男，碩士，研究方向：面向方面，分布式實時系統(tǒng)；

第4篇：傳統(tǒng)建模方法范文

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；項目驅(qū)動；系統(tǒng)仿真；教學(xué)效果

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9324（2012）05-0182-02

項目驅(qū)動教學(xué)法是一種建立在建構(gòu)主義教學(xué)理論基礎(chǔ)上的新方法，是一種探究式教學(xué)方法，根據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，學(xué)生掌握知識不是通過教師傳授得到的，而是學(xué)生在一定的情境下，借助老師和同學(xué)的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過意義建構(gòu)方式獲得的。也就是說，項目驅(qū)動式教學(xué)方法是以項目為核心的，在進(jìn)行系統(tǒng)仿真課堂教學(xué)時，如果只通過說教式的教學(xué)，學(xué)生對知識的掌握是膚淺的，要學(xué)會仿真系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)過程，必需把學(xué)生的學(xué)習(xí)訓(xùn)練有效融入真實系統(tǒng)開發(fā)任務(wù)過程中，讓學(xué)生自己動手去開發(fā)，積極地學(xué)習(xí)，只有在具體的開發(fā)過程中，讓學(xué)生自己去構(gòu)建仿真系統(tǒng)開發(fā)的知識框架，才能真正掌握知識，形成能力。國內(nèi)外已有很多教授都將項目驅(qū)動教學(xué)法應(yīng)用于自己的課程教學(xué)過程中，比如：文獻(xiàn)[1]將項目驅(qū)動教學(xué)法應(yīng)用于《管理信息系統(tǒng)》課程教學(xué)中，文獻(xiàn)[2]將項目驅(qū)動教學(xué)法應(yīng)用于在計算機(jī)實踐教學(xué)中，文獻(xiàn)[3]分析了項目驅(qū)動教學(xué)法在職業(yè)技術(shù)教育中的應(yīng)用情況，這些應(yīng)用都產(chǎn)生了很好的教學(xué)效果。本文介紹了根據(jù)《系統(tǒng)仿真》課程以及工科學(xué)生的特點，將項目驅(qū)動教學(xué)法應(yīng)用于本門課程的教學(xué)取得的效果。

一、《系統(tǒng)仿真》課程的主要知識點

《系統(tǒng)仿真》課程主要是針對普通高等學(xué)校本科工科院系的大三學(xué)生開設(shè)的課程，內(nèi)容主要包括連續(xù)系統(tǒng)建模與仿真方法、離散事件系統(tǒng)建模與仿真方法、離散事件系統(tǒng)仿真策略、離散事件系統(tǒng)仿真時間推進(jìn)機(jī)制、隨機(jī)變量的分布與隨機(jī)變量的實現(xiàn)、建模與仿真的校核驗證、分布交互式仿真。這些知識點理解起來都比較困難、比較抽象，在實際使用過程中，常常感到無從下手。本文中，我們根據(jù)《系統(tǒng)仿真》課程的知識點，設(shè)計三個項目，分別為香煙過濾嘴設(shè)計仿真系統(tǒng)、教學(xué)樓停車場仿真系統(tǒng)、火災(zāi)撲救模擬演練仿真系統(tǒng)。這三個項目涵蓋了連續(xù)系統(tǒng)建模與仿真、離散事件系統(tǒng)建模與仿真、分布交互式仿真中的主要知識點。

二、基于項目驅(qū)動的教學(xué)實踐過程

本文中的基于項目驅(qū)動的教學(xué)方法實踐過程，在傳統(tǒng)的基于項目驅(qū)動的教學(xué)實踐過程中加入了項目檢驗的環(huán)節(jié)，也就是學(xué)生認(rèn)為項目已經(jīng)完成后，需要經(jīng)過老師的檢驗，查看是否需要的知識點都已經(jīng)涉及到，項目完成的質(zhì)量是否符合要求，如果都符合，則項目完成，進(jìn)入總結(jié)交流、結(jié)業(yè)階段；如果不符合要求，則要求查看設(shè)計是否合理，項目實施過程是否合理，中間有哪些環(huán)節(jié)需要改進(jìn)等?；陧椖框?qū)動的教學(xué)方法實踐過程如圖1所示：

三、《系統(tǒng)仿真》課程的項目驅(qū)動教學(xué)效果分析

基于項目驅(qū)動的教學(xué)方法已經(jīng)應(yīng)用在兩屆學(xué)生的《系統(tǒng)仿真》課程教學(xué)中，從這兩屆學(xué)生的反應(yīng)來看，效果還是不錯的。我們在每屆學(xué)生中抽取50人，總共100人，對基于項目驅(qū)動的《系統(tǒng)仿真》課程教學(xué)效果進(jìn)行評價，評價表格如表1所示。

從表1可以看出，92%以上的調(diào)查項都顯示基于項目驅(qū)動的教學(xué)方法是持正面評價態(tài)度的，通過項目驅(qū)動教學(xué)方法，學(xué)生的實際動手能力和分析、解決問題的能力都得到了提高。

四、結(jié)論

課堂教學(xué)過程是教和學(xué)的統(tǒng)一過程，在這個過程中，教師的主導(dǎo)作用就在于強(qiáng)化教學(xué)對象――學(xué)生的主體意識，培養(yǎng)學(xué)生的主體能力，讓學(xué)生獨立地學(xué)，主動地學(xué)，創(chuàng)造性地學(xué)。通過基于項目驅(qū)動的教學(xué)方法在《系統(tǒng)仿真》課程中的應(yīng)用情況來看，該方法還是非常適用此類課程的教學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓可眾，方黨生.基于項目驅(qū)動的《管理信息系統(tǒng)》教學(xué)探索[J].中國成人教育，2011，（17）：161-162.

[2]吳亞峰，蘇亞光.項目驅(qū)動式教學(xué)法在計算機(jī)實踐教學(xué)中的應(yīng)用[J].高師理科學(xué)刊，2009，（2）：59.

第5篇：傳統(tǒng)建模方法范文

關(guān)鍵詞：石油機(jī)械設(shè)計；發(fā)展；趨勢

當(dāng)前，如何進(jìn)行石油機(jī)械設(shè)計的優(yōu)化與發(fā)展是重要的發(fā)展課堂，需要掌握好石油機(jī)械化設(shè)計在現(xiàn)代化社會中的發(fā)展趨勢，從復(fù)雜化的系統(tǒng)建模和方法研究、復(fù)雜系統(tǒng)化搜索策略的優(yōu)化研究兩個主要方面進(jìn)行石油機(jī)械設(shè)計的發(fā)展趨勢的研究。

一.石油機(jī)械化設(shè)計在現(xiàn)代化社會中的發(fā)展趨勢

在現(xiàn)代化社會中，石油機(jī)械的優(yōu)化設(shè)計已經(jīng)不僅僅是針對現(xiàn)有的零部件，越來越關(guān)注一些系列或整機(jī)產(chǎn)品、組合產(chǎn)品以及復(fù)雜性的零部件。并且，在產(chǎn)品性能的要求上也逐漸從單一性向全性能與多性能的方向發(fā)展，這在很大程度上要求復(fù)雜系統(tǒng)化的全性能、多性能優(yōu)化要求。

對石油機(jī)械設(shè)計方面，對于機(jī)械的優(yōu)化需要注重并加強(qiáng)復(fù)雜系統(tǒng)的整體壽命周期、多目標(biāo)的優(yōu)化，一定要解決好這些問題的優(yōu)化工作，但是這涉及到多個學(xué)科與領(lǐng)域，所以單純靠某個技術(shù)與學(xué)科是很難處理好的。所以，在當(dāng)前社會中，機(jī)械優(yōu)化是多種技術(shù)與多個學(xué)科間的領(lǐng)域集成與優(yōu)化，并且石油機(jī)械的系統(tǒng)都是相當(dāng)復(fù)雜的，例如注水系統(tǒng)、機(jī)械化的采油系統(tǒng)等等，但是其系統(tǒng)優(yōu)化后獲得的效益要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于零部件的效益。

由此可見，石油化工設(shè)備需要在全國范圍內(nèi)將機(jī)械設(shè)計提升到一個全新的水平，就需要了解和掌握當(dāng)前形勢下石油機(jī)械發(fā)展的趨勢，然后才能結(jié)合自身的實際情況，制定切實可行的措施，不斷促進(jìn)石油機(jī)械設(shè)計的健康、可持續(xù)發(fā)展。

二.復(fù)雜化的系統(tǒng)建模和方法研究

第一，全性能、多性能目標(biāo)設(shè)計的特點就在于建模的系統(tǒng)與復(fù)雜性。例如，經(jīng)濟(jì)性能方面，尤其是在方案設(shè)計的初級階段，這一階段是對系統(tǒng)壽命的成本估算，因此具有一定的困難。除此之外，一般來講都是運用語言變量來表達(dá)復(fù)雜系統(tǒng)化的社會性能，但是在語言變量的定量評價上海有待進(jìn)一步研究。

可以說，復(fù)雜系統(tǒng)化的社會性能、經(jīng)濟(jì)性能與技術(shù)性能在整個壽命周期中具有很大的變化，例如企業(yè)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性能在壽命周期中將被分解為使用成本、制造成本、設(shè)計成本、管理維修以及回收成本等等。這樣一來，在系統(tǒng)化的整體壽命中對全能目標(biāo)的實現(xiàn)就存在很大的難度，并且這也是對復(fù)雜系統(tǒng)化建模工作必須解決的重要問題。

第二，靈活運用權(quán)系數(shù)合成的多目標(biāo)系統(tǒng)方法實現(xiàn)對多目標(biāo)的有效優(yōu)化，這樣就可以在很大程度上滿足當(dāng)前石油機(jī)械復(fù)雜性系統(tǒng)優(yōu)化的作用。然而，在系統(tǒng)中對多種子系統(tǒng)的發(fā)展相關(guān)性方面較為復(fù)雜，這就在某種意義上增加了確定多目標(biāo)系數(shù)的難度，并且需要相關(guān)的研究決定。

第三，針對較大型的復(fù)雜化系統(tǒng)，需要結(jié)合實際建立相應(yīng)的模型具有一定的困難，所以就需要利用近似建模與簡化建模等有效方法進(jìn)行研究。也就是說，在大型復(fù)雜系統(tǒng)中每個結(jié)構(gòu)部件都具有自己的獨立性，例如一體化機(jī)電系統(tǒng)之中的電子、液壓、機(jī)械等多個子系統(tǒng)之間具有的相對獨立性，因此就可以采用分級系統(tǒng)建模。另一方面，還可以利用分解模型的方式實現(xiàn)簡化建模的發(fā)展目標(biāo)。

需要注意的是，模型在近似與簡化方面一定要保證各級子系統(tǒng)與復(fù)雜系統(tǒng)之間的精確度。

第四，選擇多媒體技術(shù)、智能建模、柔性建模等方式，應(yīng)用好模糊優(yōu)化的工作原理，這樣才能更加有效地提升建模的真實性與效率，但是它的實現(xiàn)還有待于深入研究。

第五，實施并推廣可靠性優(yōu)化與隨機(jī)優(yōu)化等有效建模方法進(jìn)行深入研究。其中，在實際生活中存在很多隨機(jī)因素，而優(yōu)化模型自身存在很多不確定性，這樣一來就出現(xiàn)了可靠性、容差設(shè)計、統(tǒng)計均值、概率等多種形式的模型。所以，在處理這類優(yōu)化問題的時候就一定會用到隨機(jī)函數(shù)的隨機(jī)優(yōu)化、數(shù)值計算以及概率分析的知識。而隨機(jī)優(yōu)化作為可靠性優(yōu)化的重要研究內(nèi)容，在實際工作中具有很重要的作用與意義。

第六，在進(jìn)行非數(shù)值知識的模型優(yōu)化環(huán)節(jié)中，需要提供和選擇定性解而不是非數(shù)值化的解，例如結(jié)構(gòu)、效應(yīng)等等，這些在實際運用的過程中是需要采用一定的方式實現(xiàn)自身設(shè)計變量的表達(dá)?？梢哉f，這種設(shè)計變量通過有效的形式可以實現(xiàn)具體數(shù)值的轉(zhuǎn)化，但是在本質(zhì)上已經(jīng)失去了自身的數(shù)值價值，起到重要的標(biāo)識性作用。最后，從根本上來說，這種設(shè)計最大的特點就是設(shè)計的變量性，所以在石油機(jī)械設(shè)計發(fā)展方面，需要結(jié)合石油機(jī)械的發(fā)展情況與時代的發(fā)展要求，然后適當(dāng)引進(jìn)先進(jìn)的機(jī)械化設(shè)計，并進(jìn)行有效的深入研究。

三.復(fù)雜系統(tǒng)化搜索策略的優(yōu)化研究

隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，動態(tài)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計是建立在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)之上，并且會獲得更好的發(fā)展。而石油機(jī)械設(shè)計也會涉及很多動態(tài)化結(jié)構(gòu)部件的優(yōu)化設(shè)計，逐步取代傳統(tǒng)意義上的靜態(tài)化部件優(yōu)化設(shè)計。但是在實際運用的過程中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在解決這種復(fù)雜問題上具有強(qiáng)有力的速度優(yōu)勢，是一種實現(xiàn)石油機(jī)械動態(tài)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的有效方法，充分發(fā)揮自身的應(yīng)用優(yōu)勢，擁有更加廣泛的發(fā)展與應(yīng)用前景，但具體實施與研究方法目前還只是處于起始階段。

結(jié)語：

總而言之，隨著社會經(jīng)濟(jì)與科技的迅速發(fā)展，對石油的需求量也逐漸變大，因此這就需要注重并加強(qiáng)石油機(jī)械設(shè)計及其發(fā)展趨勢，這樣才能保證石油開采總量與質(zhì)量，為社會的快速發(fā)展提供強(qiáng)有力的保障。因此，需要了解并掌握石油機(jī)械化設(shè)計在現(xiàn)代化社會中的發(fā)展趨勢，然后再結(jié)合實際情況與當(dāng)前的時展要求進(jìn)行石油機(jī)械設(shè)計，有效進(jìn)行復(fù)雜化的系統(tǒng)建模和方法研究以及復(fù)雜系統(tǒng)化搜索策略的優(yōu)化研究工作，充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)計在石油行業(yè)中的重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉衛(wèi)平.試論石油機(jī)械中的綠色設(shè)計理念及應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報， 2009（14）.

[2] 張峰.石油機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)對金融危機(jī)路徑探討[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)， 2009（18）.

[3] 趙鑫.試論石油機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展策略[J].化學(xué)工程與裝備， 2010（01）.

第6篇：傳統(tǒng)建模方法范文

調(diào)度問題多為復(fù)雜的優(yōu)化組合問題，應(yīng)用于多個領(lǐng)域，主要包括制造、電力、通信、交通、水利、港口等領(lǐng)域。生產(chǎn)過程調(diào)度是研究最為深入的領(lǐng)域之一。為適應(yīng)運籌管理、優(yōu)化、自動化及計算機(jī)技術(shù)發(fā)展，生產(chǎn)過程調(diào)度是整個先進(jìn)生產(chǎn)制造系統(tǒng)的核心。有效的調(diào)度及優(yōu)化方法研究及應(yīng)用對縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期、確保產(chǎn)品交貨期、降低生產(chǎn)成本等均具有重要的意義；它是實現(xiàn)先進(jìn)制造和提高生產(chǎn)效益的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。

生產(chǎn)過程調(diào)度方法研究是生產(chǎn)過程調(diào)度問題研究的核心內(nèi)容，主要包括生產(chǎn)過程調(diào)度問題的建模方法及其優(yōu)化方法。生產(chǎn)過程調(diào)度問題的傳統(tǒng)建模方法主要包括數(shù)學(xué)規(guī)劃方法、排隊網(wǎng)絡(luò)、Markov鏈、Petri網(wǎng)和仿真方法等[1]。當(dāng)實際生產(chǎn)過程環(huán)境過于復(fù)雜，生產(chǎn)過程調(diào)度問題通常表現(xiàn)為多約束、多目標(biāo)的優(yōu)化問題?；谏鲜鰝鹘y(tǒng)建模方法建立的生產(chǎn)過程調(diào)度模型的規(guī)模一般比較大。隨著模型的規(guī)模增長，求解的工作量呈指數(shù)級增長，調(diào)度時間的要求難以滿足。因此，傳統(tǒng)建模方法均難以得到有效應(yīng)用。

目前，生產(chǎn)過程調(diào)度建模還存在以下諸多問題。（1）調(diào)度問題的復(fù)雜性和系統(tǒng)求解思想往往為研究者所忽視[2]。（2）現(xiàn)有建模方法難以同時處理數(shù)據(jù)和語言兩方面的信息，并且缺少統(tǒng)一的系統(tǒng)模型，而且調(diào)度研究的分類經(jīng)常是模糊不清的，某些調(diào)度研究是在很具體的層次上，通用價值很小[3]；（3）重復(fù)編碼現(xiàn)象嚴(yán)重、開發(fā)效率低是生產(chǎn)調(diào)度管理軟件開發(fā)面臨的一大難題[4]。因此，迫切需要進(jìn)一步研究適應(yīng)于復(fù)雜生產(chǎn)過程調(diào)度需求的調(diào)度問題建模與優(yōu)化方法。

針對上述問題，提出基于本體的生產(chǎn)過程調(diào)度的建模思想。目前，本體在機(jī)械制造行業(yè)的應(yīng)用主要集中在企業(yè)本體、工程設(shè)計本體、產(chǎn)品本體、產(chǎn)品設(shè)計資源本體和（分布式）工作流程本體等。下面研究生產(chǎn)調(diào)度問題的本質(zhì)、描述、概念，確定本體的領(lǐng)域和范圍，抽出領(lǐng)域中重要概念術(shù)語，規(guī)范概念及概念之間在領(lǐng)域中的關(guān)系，然后建立本體模型。為構(gòu)建一個調(diào)度問題的統(tǒng)一語義模型，生產(chǎn)調(diào)度模型的構(gòu)建采用本體思想，建立本體的效率得到提高，大規(guī)模調(diào)度對模型的共享和重用的需求得到有效滿足，進(jìn)而提高集成過程中的自動化程度[5]。

一、關(guān)于本體的概述

本體原本是哲學(xué)理論上的一個術(shù)語。它是以體系化的形式說明萬事萬物及其關(guān)系的學(xué)說。通過收集相關(guān)領(lǐng)域信息，提煉出領(lǐng)域知識的共同內(nèi)涵，確定共同概念，最后把這些共同概念和概念之間的關(guān)系表達(dá)在形式化模式的不同層次上是建立領(lǐng)域本體的目標(biāo)。從內(nèi)涵上來看，本體作為領(lǐng)域內(nèi)不同主體（人、、機(jī)器等）之間達(dá)成的共識，是其進(jìn)行交流的語義基礎(chǔ)。領(lǐng)域內(nèi)公認(rèn)的實體概念的有限集合是本體模型的核心，通過概念實體間的關(guān)聯(lián)關(guān)系來表達(dá)領(lǐng)域內(nèi)公認(rèn)的語義信息。蔣易強(qiáng)：基于本體的生產(chǎn)調(diào)度建模及XML描述析十堰職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報 2012年第4期 第25卷第4期

二、生產(chǎn)調(diào)度問題核心概念

一個領(lǐng)域內(nèi)公認(rèn)的本體概念集是本體模型的核心，通過該集合中的概念本體之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系來表達(dá)領(lǐng)域內(nèi)公認(rèn)的語義信息。概念提煉過程包括對生產(chǎn)調(diào)度領(lǐng)域內(nèi)的信息的收集、挖掘、整理，以及重要信息和概念的確定、整合等步驟，形成領(lǐng)域本體的核心概念集；然后用精確的圖表或術(shù)語表示重要概念之間的基本關(guān)系，從而使得抽取的概念能被生產(chǎn)調(diào)度有關(guān)人員所共同理解。概念本體構(gòu)建是本體模型的基礎(chǔ)，整個模型是否具有共享性和重用性將由其是否成功構(gòu)建決定。

關(guān)于調(diào)度問題的典型概念描述：生產(chǎn)過程調(diào)度問題是指在滿足工藝和資源等相關(guān)約束條件下，通過確定各工件的加工機(jī)器和在相應(yīng)機(jī)器上的加工順序、加工開始時間、工件組批方式和投料策略及其他關(guān)鍵資源的使用計劃等調(diào)度策略，使某個或多個調(diào)度性能指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)[1]。

關(guān)于生產(chǎn)調(diào)度的本質(zhì)問題的表述如下：涉及任務(wù)、資源和時間等三維空間的多目標(biāo)決策是單元制造任務(wù)調(diào)度問題的本質(zhì)。工件在其關(guān)聯(lián)設(shè)備上的加工順序和時間在制造單元有限資源的約束下被確定，以實現(xiàn)調(diào)度目標(biāo)（如最短完工時間、最小成本等）的最優(yōu)是其目標(biāo)[6]。

在形式化描述方面，調(diào)度就是在滿足約束條件下，在各機(jī)器上合理地安排加工工序，并合理地安排加工時間和次序，同時優(yōu)化性能指標(biāo)。因此，可以作如下形式化描述：調(diào)度問題及其擴(kuò)展問題可用三元組α/β/γ的形式進(jìn)行描述，其中α代表機(jī)器工作的環(huán)境，工件的加工特性用β表示，加工性能指標(biāo)用γ表示[7]。

生產(chǎn)調(diào)度本體模型的構(gòu)建主要體現(xiàn)在對相關(guān)領(lǐng)域本體概念的抽取和關(guān)系的繼承，抽取概念時，要在盡量簡化本體的同時使得本體盡量包含足夠多的信息。從生產(chǎn)調(diào)度問題的本質(zhì)、描述、概念中抽象出以下核心概念類：任務(wù)（Task）、指標(biāo)（Index）、規(guī)則（Rule）、方案（Schedule）和資源（Resource）。本體的存在是依賴于生產(chǎn)調(diào)度過程而存在的。本體的內(nèi)容、概念、聯(lián)系也會隨著調(diào)度和用戶需求的變化而變化，因此本體需要根據(jù)調(diào)度和用戶需求變化進(jìn)行自適應(yīng)評價和修訂，以保證調(diào)度的有效共享。

三、生產(chǎn)調(diào)度本體關(guān)系模型

根據(jù)前文分析，從生產(chǎn)調(diào)度問題中抽象出以下核心概念類：任務(wù)、指標(biāo)、規(guī)則、方案、資源。核心概念類及相互關(guān)系為：以所需完成生產(chǎn)任務(wù)為導(dǎo)向，將任務(wù)分解為各類指標(biāo)，這些指標(biāo)必須滿足約束規(guī)則，在規(guī)則的約束下優(yōu)化組合成方案，根據(jù)方案分配資源，最后資源執(zhí)行方案，完成生產(chǎn)任務(wù)。調(diào)度概念本體模型的框架如圖1。

四、概念集的XML表達(dá)

第7篇：傳統(tǒng)建模方法范文

關(guān)鍵詞：機(jī)電系統(tǒng) 仿真

Abstract: This thesis has established an open electro mechanical system module library by uniting the theories of bond graph and modularization. And based on it a typical complex electromechanical system .Simulation results of the global mathematical model closely verge on experimental result.

Key words: electromechanical system Simulation

中圖分類號：TU85文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

在復(fù)雜機(jī)電一體化系統(tǒng)開發(fā)中,跨學(xué)科的系統(tǒng)建模方法、多領(lǐng)域模型的協(xié)同仿真和多學(xué)科協(xié)同開發(fā)的過程管理技術(shù)是目前亟待解決的關(guān)鍵技術(shù),可以對機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)提供強(qiáng)有力的支持,目前已經(jīng)成為該領(lǐng)域的研究重點。近年來，復(fù)雜產(chǎn)品虛擬樣機(jī)技術(shù)隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展，以計算機(jī)虛擬模型仿真代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實物樣機(jī)實驗，使得由機(jī)、電、液等多領(lǐng)域部分集成的復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)過程大為簡化，縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，減少了產(chǎn)品開發(fā)費用和成本，也優(yōu)化了產(chǎn)品品質(zhì)。復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)是一種“復(fù)合化系統(tǒng)”，由多學(xué)科(機(jī)械、電子、液壓等)技術(shù)相滲透、融合而成。由于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化在機(jī)械、電子等領(lǐng)域的應(yīng)用，因此機(jī)電系統(tǒng)具有3個重要的性質(zhì)，即系統(tǒng)、模塊、接聞。將這3個性質(zhì)運用于系統(tǒng)建模，即為模塊化建模的基本思路:將系統(tǒng)按照一定規(guī)則劃分為通用性較強(qiáng)的模塊，并建立開放式的模塊庫;各模塊單獨建立各自的數(shù)學(xué)模型，與其物理模型一起存入模塊庫中以備調(diào)用;通過接口確立各模塊交界而的參數(shù)使系統(tǒng)整體的數(shù)字求解及仿真得以實現(xiàn)。對于同類系統(tǒng)，個別系統(tǒng)=通用模塊(不變部分)+專用模塊(變動部分)，在對其建立數(shù)學(xué)模型時，通用模塊可直接調(diào)用，只需對專用模塊進(jìn)行處理并加入模塊庫中，這樣，極大的方便了系統(tǒng)物理模型的自動拼裝和系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的自動集成。

在對系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真的過程中，采用鍵合圖作為建模工具，因為鍵合圖以統(tǒng)一的形式來處理不同能量范疇的系統(tǒng)，極大的方便了模塊間的接口統(tǒng)一;鍵圖模型通過一些規(guī)范化的處理可以得到標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)空間方程，因此，依據(jù)文獻(xiàn)所提供的思路，編寫程序，由計算機(jī)自動生成系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。

以典型復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)一與筆大型鋼廠的軋機(jī)為例，模塊劃分是對大系統(tǒng)進(jìn)行分析與綜合的途徑。由于復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)往往是機(jī)、電、液等多能量范疇的組合，其模塊的合理劃分是一個較復(fù)雜的設(shè)計分析過程。模塊劃分太細(xì)，雖可帶來較好的直觀性和可移植性，但模塊綜合過程困難，計算量相對增加。反之，模塊劃分過粗，雖然模塊綜合過程簡單，但容易導(dǎo)致不可移植模塊的產(chǎn)生。在模塊劃分的過程中，一般遵循以下原則(1)獨立原則。獨立原則包括單獨試驗和獨立流通。單獨試驗指模塊的功能和性能可以被單獨試驗。獨立流通是指模塊可以作為“黑箱”供使用者使用。對要劃分的模塊要在功能上、結(jié)構(gòu)上盡可能做到獨立化，這樣的模塊易于拼裝搭配，便于移植到不同的研究對象中。(2)典型部件原則。以結(jié)構(gòu)相對獨立的部件作為模塊化單元，便于模塊的互換，對結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部件可進(jìn)一步細(xì)化將部件中的某些組件模塊化?；A(chǔ)件若結(jié)構(gòu)簡單，功能獨立，應(yīng)作為單獨的模塊單元考慮。 依照劃分原則分析軋機(jī)后，建立的軋機(jī)模塊劃分小意圖，如圖所示。

對模塊描述和數(shù)學(xué)模型自動生成。首先是物理模型模塊化，依據(jù)模塊劃分原則，將所研究的軋機(jī)系統(tǒng)劃分為15個模塊， 值得注意的是，絕大多數(shù)模塊在與其他模塊聯(lián)接時，其接曰功率流向和因果關(guān)系是不確定的，因此，需要將有不同接口功率流向和因果關(guān)系的模塊分別制作并存入模型庫，以保證各模塊聯(lián)接時接口的正確?；阪I合圖的模型自動生成分為自動數(shù)值建模和自動符號建模。出于研究的需要，本文采用自動符號建模。自動符號建模的過程包括建立系統(tǒng)的功率鍵合圖，確定鍵合圖的功率流向及因果關(guān)系，依據(jù)“標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則”擬定系統(tǒng)初始方程并整理得到標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)空間方程。國內(nèi)的一些學(xué)者對自動符號建模的關(guān)鍵問題也進(jìn)行了研究。以MATLAIB語言為工具，實現(xiàn)了系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的自動生成，并解決了模塊間的參數(shù)調(diào)用。

模塊的集成和仿真， 由各模塊功能描述，再根據(jù)各模塊之間的藕合關(guān)系，即接口位置、因果關(guān)系的非矛盾性等，得出描述整系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)的功率拓?fù)浣▓D，如圖下所小。圖中虛線框表明也可把數(shù)個模塊合并為一個模塊，對于非常復(fù)雜的大系統(tǒng)這種合并可以減少模塊集成過程中的計算量。

模塊數(shù)學(xué)模型的集成在模塊數(shù)學(xué)模型的建立過程中，各模塊的輸入Ui是有待確定的。整系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型集成，就是將各模塊的輸入確定下來。按此過程，確定各模塊的輸入Ui后，即可對整個系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值求解及仿真。

數(shù)值求解和仿真的過程，由于各模塊固有頻率相差很大，采用各模塊分步長求解，目一相鄰模塊i, j之間計算步長hj,滿足:

T=nihi=njhj式中t——仿真時間ni,nj——各模塊總迭代次數(shù)

各模塊每一步計算完成后，根據(jù)ui的表達(dá)式求出ui各分量的值并儲存以備調(diào)用。如此處理既保證了各模塊的運算精度，又加快了運算速度。 圖一和圖二是部分仿真結(jié)果和實測對比，其要工況參數(shù)是:帶速1184m/ min，液壓源給定軋制壓力初值4. SMN，平整率1 %，前張力50kN，后力70kN_帶厚I .5mm,帶寬1500mm.

圖一：軋機(jī)下工作輥垂振沖擊速度時域響應(yīng)

由圖一可知，仿真結(jié)果與實測結(jié)果比較一致，證明用該建模方法對系統(tǒng)進(jìn)行分析是可靠的。

圖二：軋機(jī)下工作輥垂振沖擊速度頻域響應(yīng)

結(jié)論：1)運用模塊化理論建立了一個復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)的全局藕合動力學(xué)模型并對其進(jìn)行了仿真，經(jīng)實驗證是正確的。 ( 2)根據(jù)實際系統(tǒng)建立了一個開放式的模塊庫，制作了一批通用性較強(qiáng)的模塊，可以通過模塊的拆卸和拼裝構(gòu)成不同類型的軋機(jī)。 ( 3)利用鍵圖建模的特點，采用了模型自動生成技術(shù)，無論是模塊的數(shù)學(xué)模型，還是模塊間藕合參數(shù)的確定，編寫程序均由計算機(jī)自動完成。使復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)的建模和仿真變得容易和可行。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜慧，徐燕申.機(jī)械產(chǎn)品模塊化設(shè)計總體規(guī)劃方法的研究[J].機(jī)械設(shè)計.1999. (12)

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[3]童時中.模塊化原理設(shè)計方法及應(yīng)用[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社

第8篇：傳統(tǒng)建模方法范文

【關(guān)鍵詞】混雜系統(tǒng)控制；最優(yōu)控制；電力電子

0引言

由于電力電子變換器本質(zhì)的高階非線性，閉環(huán)控制問題多年來未能得到較好的解決。線性、非線性和智能控制理論在電力電子中先后得到應(yīng)用，由于模型存在誤差或者控制理論本身的不完備，這些解決方案都未能達(dá)到最佳。近年來隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，高精度的高速微處理器的出現(xiàn)和普及，使現(xiàn)代控制及智能控制方法的實時計算或近似估算成為可能。在設(shè)計高性能的電力電子系統(tǒng)時，先進(jìn)控制理論的應(yīng)用是很有實用價值的。本文對混雜系統(tǒng)控制理論的發(fā)展現(xiàn)狀做了總結(jié)，對電力電子變換器的混雜系統(tǒng)建模及混雜系統(tǒng)控制理論在電力電子學(xué)的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)和展望，指出切換系統(tǒng)最優(yōu)控制的應(yīng)用是一個比較新穎的研究方向。

1混雜系統(tǒng)控制的研究現(xiàn)狀

混雜系統(tǒng)是一類包含相互作用的連續(xù)動態(tài)過程和離散動態(tài)過程的動態(tài)系統(tǒng)，混雜系統(tǒng)控制理論是繼線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)控制理論之后發(fā)展起來的系統(tǒng)控制理論。經(jīng)典及現(xiàn)代控制理論研究的數(shù)學(xué)模型可以視為混雜系統(tǒng)的一個特例，而將傳統(tǒng)控制的理論體系推廣到混雜系統(tǒng)控制理論還有大量的理論研究要做?；祀s系統(tǒng)的模型有很多種，如層次結(jié)構(gòu)模型、自動機(jī)模型，混合邏輯動態(tài)模型，切換模型等，其中應(yīng)用最廣泛的是自動機(jī)模型?；祀s系統(tǒng)的控制方法與現(xiàn)代控制理論類似，也包括自適應(yīng)控制、學(xué)習(xí)控制、容錯控制、鎮(zhèn)定控制、最優(yōu)控制和魯棒控制等，這里僅對三種研究較為深入的控制方法加以說明。(l)鎮(zhèn)定控制：是指在給定平衡點下，調(diào)整控制策略，使系統(tǒng)由不穩(wěn)定轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的控制策略。類似傳統(tǒng)控制中用輸出或狀態(tài)反饋令開環(huán)不穩(wěn)定系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定。(2)最優(yōu)控制：就是在約束條件下，滿足初值和終值條件，并使系統(tǒng)的給定性能指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)的控制策略。(3)魯棒控制：實際的混雜系統(tǒng)通常存在各種不確定性，魯棒控制器按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)設(shè)計，也能夠分析并克服這些不可預(yù)見的干擾因素，令閉環(huán)系統(tǒng)具有一定的魯棒性。

2電力電子變換器的混雜系統(tǒng)建模

電力電子變換器中開關(guān)器件的存在，使它成為一個典型的開關(guān)非線性系統(tǒng)。隨著開關(guān)的通斷，電路處在不同的工作狀態(tài)；每一個狀態(tài)中，系統(tǒng)都隨時間連續(xù)運行。在變換器外部或內(nèi)部事件的驅(qū)動下，系統(tǒng)在各個狀態(tài)間循環(huán)跳轉(zhuǎn)，輸出由在幾個狀態(tài)間的切換平均實現(xiàn)。變換器的運行特征與混雜系統(tǒng)完全吻合，因此可以說，電力電子變換器是一類典型的混雜系統(tǒng)。目前在電力電子變換器的混雜系統(tǒng)建模中應(yīng)用較多的有自動機(jī)模型和切換系統(tǒng)模型，按這兩種思路得到的變換器數(shù)學(xué)模型基本是一致的。

3混雜系統(tǒng)控制在電力電子中的應(yīng)用

在國內(nèi)，從20世紀(jì)末開始，越來越多的學(xué)者投入到混雜系統(tǒng)控制理論的研究，并致力于將混雜系統(tǒng)控制理論應(yīng)用于電力電子變換器，目前取得了一定的成果。文獻(xiàn)[3]是國內(nèi)較早將混雜系統(tǒng)理論引入電力電子變換器研究的論文，對電力電子電路進(jìn)行了混雜系統(tǒng)建模、故障診斷、事件辨識以及小波故障分析等方面的研究。文獻(xiàn)[4]對變換器用自動機(jī)模型建模做了有益的探索，利用混雜自動機(jī)理論建立了電力電子電路的統(tǒng)一抽象模型，并設(shè)計出新型滑模變結(jié)構(gòu)控制器。將混雜系統(tǒng)模型和非線性控制方法結(jié)合是有益的嘗試。文獻(xiàn)[5-6]建立了DC-DC變換器的切換線性系統(tǒng)模型，并引入了切換線性系統(tǒng)投影法的概念，提出最小投影法切換律的控制策略。仿真和實驗結(jié)果表明最小投影法切換律在DC-DC變換器中具有普遍適用性。為了實現(xiàn)切換控制的魯棒性，與PI控進(jìn)行了結(jié)合在擾動情況下對平衡點進(jìn)行修正。最小投影法切換律的本質(zhì)是切換系統(tǒng)在任意初始狀態(tài)都能夠選擇一個指向平衡點的速度矢量場，使系統(tǒng)軌跡不斷逼近并最終穩(wěn)定運行于平衡點。

4切換系統(tǒng)最優(yōu)控制及其在電力電子中的應(yīng)用展望

對混雜系統(tǒng)的最優(yōu)控制問題的研究，取得了一定的成果，特別是基于切換線性系統(tǒng)的最優(yōu)控制?；诮?jīng)典的動態(tài)規(guī)劃方法，文獻(xiàn)[7]針對切換線性系統(tǒng)的最優(yōu)控制提出了一種二階段算法。首先固定切換序列，在此條件下求得切換系統(tǒng)最優(yōu)控制問題的次優(yōu)解；然后改變切換序列（改變切換次數(shù)和順序）來求全局最優(yōu)解。當(dāng)把電力電子變換器視為周期的切換線性系統(tǒng)，可以用來實現(xiàn)多種目標(biāo)的最優(yōu)控制。這種情況下系統(tǒng)不能達(dá)到一般意義上的最優(yōu)，但是其運算較為簡單，在一定程度上可以達(dá)到設(shè)計目標(biāo)，具有一定的實用價值。文獻(xiàn)[8]給出基于范數(shù)、基于收斂路徑、基于收斂距離、基于收斂方向和基于綜合的周期切換線性系統(tǒng)的最優(yōu)切換律的設(shè)計方法，可以嘗試推廣到更復(fù)雜的情形，檢驗其性能。切換系統(tǒng)控制本身還不成熟，有很多問題在控制理論上未能很好地解決。由于切換線性模型可以精確地描述電力電子變換器，切換線性系統(tǒng)最優(yōu)控制期望能得到更好的特性。

5結(jié)論

作為一門交叉學(xué)科，電力電子學(xué)的發(fā)展與控制理論的應(yīng)用密切相關(guān)。目前混雜控制理論還有較大的發(fā)展空間，它在電力電子的應(yīng)用更是剛剛起步。切換控制是新興的控制方法，由于它所處理的切換系統(tǒng)模型可以較為精確地刻畫電力電子變換器，它在電力電子中的應(yīng)用具有較好的前景。

作者:王磊 單位:韓山師范學(xué)院物電系

【參考文獻(xiàn)】

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第9篇：傳統(tǒng)建模方法范文

關(guān)鍵詞 MDA；模型驅(qū)動架構(gòu)；軟件開發(fā)；平臺無關(guān)模型；平臺相關(guān)模型

中圖分類號TP31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2013）91-0215-02

0引言

如何迅速、高效地開發(fā)軟件系統(tǒng)，適應(yīng)用戶需求的快速變化，確保軟件系統(tǒng)的質(zhì)量，控制軟件開發(fā)成本是軟件工程一直以來面臨的一個共通的問題。與傳統(tǒng)軟件開發(fā)方法不同，MDA方法側(cè)重于系統(tǒng)建模和系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計。在MDA中，模型是軟件開發(fā)的核心，MDA通過目前被廣泛應(yīng)用的可視化建模語言對系統(tǒng)建模，以實現(xiàn)系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯與特定技術(shù)平臺的分離，從而更大程度的提高系統(tǒng)可重用性，規(guī)范軟件開發(fā)流程，提高軟件開發(fā)效率。

1 MDA概述

模型驅(qū)動架構(gòu)（Model Driven Architecture，MDA）是一種基于模型驅(qū)動技術(shù)的軟件開發(fā)框架，由國際對象管理組織（Object Management Group，OMG）于2002年，該框架以UML及其它工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為技術(shù)支撐，可創(chuàng)建出高抽象度的、可機(jī)讀的、獨立于實現(xiàn)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化模型，同時可實現(xiàn)軟件開發(fā)模型在軟件開發(fā)過程中的可視化、存儲以及交換[1]，是一種溶入了新思想、新技術(shù)、新方法的軟件開發(fā)方法。

1.1 MDA體系結(jié)構(gòu)

MDA體系結(jié)構(gòu)如圖1，其核心是OMG的一系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：統(tǒng)一建模語言（Unified Modeling Language，UML），元對象設(shè)施（Meta Object Facility， MOF），XML 元數(shù)據(jù)交換（XML Metadata Interchange，XMI），公共倉庫元模型（Common Warehouse Meta-Model， CWM）[1]。

從同心環(huán)中心部分的核心標(biāo)準(zhǔn)到外層環(huán)的JAVA、.NET、Web Service等平臺模型再到更外一層的SECURITY等公共服務(wù)，最后到最外層Telecom等領(lǐng)域的應(yīng)用代碼，實際上就是從與平臺無關(guān)的抽象模型到與特定平臺相關(guān)的更高層次模型，最后到各個領(lǐng)域應(yīng)用程序的過程，這體現(xiàn)了MDA模型驅(qū)動的開發(fā)過程。

UML：是MDA存在的基礎(chǔ)，是一種通用的可視化建模語言，UML被MDA用于描述各種模型，UML模型的應(yīng)用使得軟件開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。

MOF：是MDA的的核心部分，它是對UML 更高層次的抽象，可以實現(xiàn)不同格式數(shù)據(jù)的統(tǒng)一定義，它為MDA各種模型的轉(zhuǎn)換與映射提供了基礎(chǔ)支持。

XMI：是一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是基于XML的元數(shù)據(jù)交換，用于定義統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換格式，目的在于實現(xiàn)不同模型之間的相互理解。

CWM：是MDA實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式變換的手段，例如將數(shù)據(jù)實體從關(guān)系數(shù)據(jù)庫變換為XML格式，從而使MDA中通用的數(shù)據(jù)模型變換引擎得以實現(xiàn)。

上述標(biāo)準(zhǔn)形成了創(chuàng)建、和管理模型的基礎(chǔ)，為MDA在模型的建立、模型間的變換，以及模型與特定平臺代碼的轉(zhuǎn)換提供了理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1.2 MDA模型

MDA的關(guān)鍵在于建模，建模的成敗決定了MDA軟件開發(fā)的成敗。MDA中有三個重要模型：計算無關(guān)模型（Computation-Independent Model，CIM），平臺無關(guān)模型（Platform Independent Model，PIM），平臺相關(guān)模型（Platform Specific Model，PSM）[2]

CIM模型：來自于業(yè)務(wù)領(lǐng)域，通過對業(yè)務(wù)領(lǐng)域建模產(chǎn)生。通常是采用圖表和自然語言相

結(jié)合的方式對系統(tǒng)相關(guān)的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行描述，因此也被稱為業(yè)務(wù)模型。

PIM模型：是對CIM模型的映射，也是對領(lǐng)域模型更高層次的抽象。由于其不涉及任何

與系統(tǒng)支撐環(huán)境和實現(xiàn)技術(shù)相關(guān)的信息，因此稱為平臺無關(guān)模型。

PSM模型：與PIM模型的差異在于，PMS模型是根據(jù)特定平臺和實現(xiàn)語言的映射規(guī)則由

PIM轉(zhuǎn)換而來，是與具體實現(xiàn)技術(shù)相關(guān)的平臺相關(guān)模型，是最貼近代碼級的模型。

1.3模型轉(zhuǎn)換

在MDA中，模型轉(zhuǎn)換是系統(tǒng)能否實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)，它由四部分組成：源模型、目標(biāo)模型、轉(zhuǎn)換工具以及轉(zhuǎn)換規(guī)則庫。所謂模型轉(zhuǎn)換就是指利用轉(zhuǎn)換規(guī)則，通過轉(zhuǎn)換工具將源模型轉(zhuǎn)換為目標(biāo)模型，最后將生成的目標(biāo)模型輸出的工作過程[2]。以PIM和PSM之間的轉(zhuǎn)換為例，其轉(zhuǎn)換過程如圖2所示，為便于實現(xiàn)模型間的轉(zhuǎn)換，二者均采用同一種元語言——基于MOF擴(kuò)展的UML建模，其中的變換定義由轉(zhuǎn)換規(guī)則庫描述，執(zhí)行則是通過MDA相應(yīng)的轉(zhuǎn)換工具加以實現(xiàn)。

2 MDA軟件開發(fā)

MDA軟件開發(fā)思想的出現(xiàn)為軟件開發(fā)提供了一個全新的思路，它汲取并結(jié)合了現(xiàn)有軟件開發(fā)方法的優(yōu)點，如：極限編程的快捷開發(fā)、RUP的迭代式開發(fā)以及快速原型法的原型思想，在此基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新，致力于提升模型構(gòu)建的標(biāo)準(zhǔn)化和自動化程度，以提高軟件的可移植性、互操作性、重用性及可維護(hù)性。MDA軟件開發(fā)生命周期如圖3所示，其各開發(fā)階段功能描述如下：

1）需求捕獲：通過與目標(biāo)軟件用戶交流溝通，了解系統(tǒng)的業(yè)務(wù)工作流程及用戶對系統(tǒng)的功能需求，形成對待解決問題完整描述的文檔資料及初步用戶手冊；

2）需求分析：對需求捕獲中獲取的信息文檔進(jìn)行提取、抽象，生成相關(guān)的業(yè)務(wù)邏輯文檔。該階段為CIM建模過程，可通過UML用例圖對業(yè)務(wù)流程進(jìn)行計算無關(guān)建模；

3）系統(tǒng)總體設(shè)計：將前面構(gòu)建的CIM計算無關(guān)模型轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的PIM模型，由于采用UML統(tǒng)一建模，語義明確，便于理解，因此該轉(zhuǎn)換過程通過手工可方便實現(xiàn)。該階段為PIM平臺無關(guān)建模過程，可通過基于MOF的領(lǐng)域建模實現(xiàn)；

4）系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計：本階段是對系統(tǒng)特定平臺相關(guān)技術(shù)的設(shè)計過程，如：信息格式化技術(shù)、消息處理中間件、分布式組件中間件等技術(shù)的設(shè)計，當(dāng)然也包括系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、界面表示等內(nèi)容的設(shè)計。該過程是將步驟3）中的PIM模型轉(zhuǎn)換成一個或多個特定平臺模型PSM的模型轉(zhuǎn)換過程，其模型轉(zhuǎn)換由系統(tǒng)定義的一系統(tǒng)映射規(guī)則實現(xiàn)；

5）系統(tǒng)編碼：該階段為PSM平臺相關(guān)模型向?qū)崿F(xiàn)代碼的轉(zhuǎn)換過程。由于PSM建模過程中已將大量的特定平臺相關(guān)信息融入其中，也就是說本階段的PSM模型已經(jīng)很大程度上貼近最終的系統(tǒng)代碼。因此，只要通過定義相關(guān)轉(zhuǎn)換規(guī)則、選擇相應(yīng)轉(zhuǎn)換工具，PSM向代碼的轉(zhuǎn)換工作可由系統(tǒng)工具直接完成；

6）系統(tǒng)的測試和：對系統(tǒng)代碼的測試以及維護(hù)是本階段的主要工作，其目的是確保交付軟件系統(tǒng)的正確性、可用性及功能完備性；

通過上述分析可知，相較傳統(tǒng)軟件開發(fā)方式而言，MDA具有幾乎相同的軟件開發(fā)周期，二者不同之處在于MDA和傳統(tǒng)軟件開發(fā)在不同開發(fā)階段產(chǎn)生的設(shè)計工件不相同。傳統(tǒng)軟件開發(fā)中，分析與設(shè)計過程中產(chǎn)生的模型、圖以及文檔是為最終的代碼實現(xiàn)而存在的，它們只是軟件開發(fā)的一種輔助工具[3]，代碼編寫完成后，它們也就失去其存在的意義。而MDA軟件開發(fā)則不同，MDA在設(shè)計階段分離出抽象級別的模型，如：PIM和PSM模型，它們是正式的精確模型，它們是能夠被機(jī)器所理解和識別的，是軟件開發(fā)的產(chǎn)品，而不僅僅是中間過程模型[4]。因此可以說，MDA從根本上改變了軟件開發(fā)的方式，以建模行為驅(qū)動整個軟件開發(fā)過程，軟件工業(yè)的最終產(chǎn)品將不再是代碼，而是獨立于計算平臺的模型，這是軟件工程方法學(xué)的一個質(zhì)的飛躍。

3 MDA軟件開發(fā)前景

目前，MDA正處在一個演進(jìn)的過程當(dāng)中，其優(yōu)勢在于：MDA可以對異構(gòu)系統(tǒng)之間的互操作提供支持，這使得MDA具備了中立于任何軟件商的軟件開發(fā)優(yōu)勢。此外，MDA是需求和技術(shù)之間的杠桿和紐帶，PIM是對需求的建模，PSM則是應(yīng)用具體技術(shù)后的模型，兩者之間的變更是相互獨立的，也正因如此，系統(tǒng)的商業(yè)邏輯和實現(xiàn)技術(shù)實現(xiàn)了松藕合。所以說，MDA開發(fā)方式使我們的系統(tǒng)能夠更為靈活地實現(xiàn)、集成、維護(hù)和測試[2]。

然而，MDA在實際應(yīng)用中還存在著諸多問題，如：MDA為獲取業(yè)務(wù)模型的持久價值，增加了抽象層，但層與層之間的轉(zhuǎn)換并不如期待那樣順暢。比如，PIM模型PSM模型轉(zhuǎn)換，PSM模型代碼轉(zhuǎn)換，這些轉(zhuǎn)換過程都需要相應(yīng)的MDA工具實現(xiàn)，而就目前而言MDA相應(yīng)的開發(fā)工具并不完備，這使得模型之間的轉(zhuǎn)換比預(yù)想的要困難了許多。而且，UML作為當(dāng)前最具優(yōu)勢的統(tǒng)一建模語言，在建模技術(shù)上的表現(xiàn)也并不盡如人意，UML的局限性體現(xiàn)在不能適應(yīng)特殊領(lǐng)域的建模。因此，系統(tǒng)要想實現(xiàn)精確模型的建立就需要大量的UML擴(kuò)展機(jī)制提供相應(yīng)的技術(shù)支持，盡管目前也有一些語言，如：OCL（對象約束語言）可支持精確建模，然而這種支持距離真正意義上的可執(zhí)行模型還具有一定距離[4]。此外，MDA方法與工具的推廣也是一個問題，目前多數(shù)企業(yè)與個人都有一套自已的開發(fā)模式與開發(fā)工具，放棄自身多年的積累去適應(yīng)一個全新的的開發(fā)模式，不能不說是一個嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

4 結(jié)論

總之，MDA為軟件開發(fā)提供了一個戰(zhàn)略性的方法學(xué)。MDA的發(fā)展目標(biāo)就是要盡可能減少重復(fù)工作，盡可能地提升軟件復(fù)用的層次和范圍，實現(xiàn)模型的直接運行或是代碼的自動生成。盡管在MDA的發(fā)展過程中還存在著諸多內(nèi)在外在的制約因素，但是MDA作為新一代的軟件開發(fā)方法，它將是未來軟件體系研究的重點，相信MDA會給未來的軟件行業(yè)帶來更大的發(fā)展空間以及更多的挑戰(zhàn)與驚喜。

參考文獻(xiàn)

[1]吳濤等.MDA與高?？焖賲f(xié)同開發(fā)平臺的構(gòu)建[J].河北理工大學(xué)學(xué)報，2011（33）.

[2]黃建庭，等.基于面向?qū)ο蟮腗DA三級建模技術(shù)[J].計算機(jī)應(yīng)用，2010（30）.