趙群力

（河南工程學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系 河南 451191）

0 引言

在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持下的網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)技術(shù)改變了傳統(tǒng)的合作方式。不同設(shè)計(jì)師、設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)、人員之間可以實(shí)現(xiàn)資源共享，實(shí)時(shí)互動(dòng)協(xié)作參與、合作設(shè)計(jì)，避免了重復(fù)工作，提高一起工作人們的整體效率，從而提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量，產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)，降低成本，縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)周期，提高產(chǎn)品服務(wù)，實(shí)現(xiàn)提升企業(yè)核心競爭力的目的。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)存在著大量復(fù)雜的、有依賴關(guān)系的設(shè)計(jì)活動(dòng)，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程就是按照一定的順序來進(jìn)行這些設(shè)計(jì)活動(dòng)的過程。因此，產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)的前提是任務(wù)分解，任務(wù)分解需要依據(jù)一定的原則，將總設(shè)計(jì)任務(wù)分解為多個(gè)子任務(wù)，確立各子任務(wù)之間的關(guān)系，便于設(shè)計(jì)人員進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)。

1 協(xié)同設(shè)計(jì)概述

網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)是指在計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)及多媒體技術(shù)的支持下，將在地理位置上分散的各設(shè)計(jì)人員，通過協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)平臺(tái)合作協(xié)同、充分利用各種設(shè)計(jì)資源，實(shí)現(xiàn)協(xié)同產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)的過程。

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，處在異地的開發(fā)人員進(jìn)行產(chǎn)品信息的資源共享和數(shù)據(jù)通信、進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的討論、設(shè)計(jì)協(xié)同、設(shè)計(jì)結(jié)果的審核和修訂。協(xié)同設(shè)計(jì)結(jié)合了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)，包含了行為學(xué)、社會(huì)學(xué)等多方面的研究，深化了并行工程、敏捷制造等先進(jìn)制造模式在設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用。根據(jù)現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)具有以下特點(diǎn)：

（1）多主體性：協(xié)同設(shè)計(jì)過程中協(xié)同人員構(gòu)成較為復(fù)雜，來自不同專業(yè)、不同知識(shí)背景，在設(shè)計(jì)之初就需要整體考慮整個(gè)設(shè)計(jì)過程各個(gè)階段可能出現(xiàn)的各種問題，因此協(xié)同設(shè)計(jì)具有多主體性的特點(diǎn)。

（2）協(xié)同性：在整個(gè)協(xié)同過程中，信息的交互方包括領(lǐng)域內(nèi)也包括跨領(lǐng)域信息交互，其信息交互方式也存在同步和異步交互，協(xié)同設(shè)計(jì)產(chǎn)品開發(fā)過程的實(shí)施有多個(gè)工作組，根據(jù)設(shè)計(jì)的需求采用不同的交互方式來組織和完成設(shè)計(jì)任務(wù)。

（3）靈活性：協(xié)同工作的過程會(huì)因?yàn)閭€(gè)體的不同而不同，協(xié)同工作的結(jié)果也可能會(huì)因?yàn)閰f(xié)同工具的增強(qiáng)或者個(gè)體的增長而改善，整體比較靈活沒有固定的模式。

（4）時(shí)效性：在協(xié)同設(shè)計(jì)工作中，多個(gè)用戶組成一個(gè)小組圍繞著同一個(gè)產(chǎn)品任務(wù)來完成，任務(wù)完成后，協(xié)同小組也就解散。

（5）共享性：協(xié)同的基本特點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)資源的共享，信息在知識(shí)源之間可以交流互補(bǔ)，以完善協(xié)同任務(wù)的效果。

（6）異地性：參與協(xié)同設(shè)計(jì)的成員分布在不同地域。

（7）互補(bǔ)性：參與協(xié)同的成員可以是來自不同專業(yè)，互補(bǔ)之間的知識(shí)。

（8）并發(fā)性和一致性：在同一時(shí)刻協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)中分布在各地的協(xié)同人員有可能進(jìn)行并發(fā)操作，所以系統(tǒng)需要保證資源數(shù)據(jù)的一致性，避免數(shù)據(jù)遭到破壞。

（9）沖突性：產(chǎn)品開發(fā)過程存在約束及資源沖突。另外，在產(chǎn)品的開發(fā)過程中設(shè)計(jì)需求的多樣性及設(shè)計(jì)人員的學(xué)科背景差異，造成合作必然存在沖突。

2 任務(wù)規(guī)劃及其任務(wù)分解

在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員以任務(wù)作為工作和調(diào)度的基本操作，任務(wù)的產(chǎn)生有幾種情況：可以是設(shè)計(jì)人員創(chuàng)建產(chǎn)生任務(wù)、協(xié)作小組中其他協(xié)作人員發(fā)送的任務(wù)和上級(jí)下發(fā)產(chǎn)生的任務(wù)。任務(wù)產(chǎn)生后生成任務(wù)完成計(jì)劃存放于任務(wù)隊(duì)列中，任務(wù)完成計(jì)劃的產(chǎn)生要考慮相關(guān)任務(wù)的時(shí)間、優(yōu)先級(jí)、調(diào)度原則等參數(shù)進(jìn)行指定。整個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)按照一定的劃分規(guī)則及原理進(jìn)行任務(wù)分解，將任務(wù)分解為若干個(gè)子任務(wù)。

進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃的復(fù)雜性在于：子任務(wù)之間具有串行和并行的時(shí)間約束關(guān)系；子任務(wù)之間具有依賴性，某個(gè)子任務(wù)的修改會(huì)影響到和它關(guān)聯(lián)的其他子任務(wù)，導(dǎo)致關(guān)聯(lián)子任務(wù)的修改。

任務(wù)分解是按照一定的劃分原理和規(guī)則，將任務(wù)分解為幾個(gè)子任務(wù)，同時(shí)確定子任務(wù)之間的相互關(guān)系。分解粒度較粗，子任務(wù)個(gè)數(shù)太少，會(huì)導(dǎo)致任務(wù)的復(fù)雜度太高，影響子任務(wù)的完成，不利于協(xié)同設(shè)計(jì)；反過來，分解粒度較細(xì)，產(chǎn)生的子任務(wù)個(gè)數(shù)較多，任務(wù)復(fù)雜度會(huì)降低，但對(duì)子任務(wù)之間的控制和管理會(huì)提高難度。因此，任務(wù)分解是否合理，會(huì)影響整個(gè)協(xié)同設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行。

3 任務(wù)分解的原則

產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)任務(wù)分解應(yīng)遵循以下原則：

（1）設(shè)計(jì)人員對(duì)于分解后的子任務(wù)是否滿意。

（2）分解的任務(wù)應(yīng)具有一定的相對(duì)獨(dú)立性，減少子任務(wù)之間的相互依賴關(guān)系，減少設(shè)計(jì)人員之間的信息交互。

（3）分解后的子任務(wù)要便于控制與管理。

（4）分解后的子任務(wù)完成后應(yīng)易于組合裝配。

（5）子任務(wù)分解粒度要適中。

4 任務(wù)分解的方法

定義1滿意度Sij為設(shè)計(jì)組j對(duì)任務(wù)Ti的滿意程度。

滿意度分別以數(shù)值{O，O.25，0.5，0.75，1}來量化，通過模糊變量集{很不滿意，不滿意，一般，滿意，很滿意）來表示。

定義2 平均滿意度

式中m為設(shè)計(jì)小組的個(gè)數(shù)。

通過分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)的功能和結(jié)構(gòu)，將整個(gè)設(shè)計(jì)看成總?cè)蝿?wù)，對(duì)其進(jìn)行按層次分解，當(dāng)分解的子任務(wù)不能再繼續(xù)分解，判定為最小子任務(wù)不再進(jìn)行分解，否則，對(duì)子任務(wù)進(jìn)行滿意度測評(píng)，如果子任務(wù)的平均滿意度達(dá)到閥值 λ（0<λ

圖1 任務(wù)結(jié)構(gòu)樹

具體的分解步驟如下：

（1）按功能與結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式將任務(wù)T分解成子任務(wù)Ti（i=1，2，…，n）。

（2）若Ti是最小子任務(wù)，則不必再分解，否則對(duì)其進(jìn)行滿意度測評(píng)。

（3）若Si’>λ，則不必再分解，否則繼續(xù)對(duì)Ti進(jìn)行分解。

分解后的任務(wù)是一種樹狀的層次結(jié)構(gòu)，如圖1所示任務(wù)結(jié)構(gòu)樹描述設(shè)計(jì)任務(wù)。在任務(wù)結(jié)構(gòu)樹中，用符號(hào)T表示設(shè)計(jì)任務(wù)；符號(hào) T1，T2……，Tn表示其子任務(wù)；符號(hào) Ti1，Ti2，……，Tin表示Ti的子任務(wù)?？?cè)蝿?wù)為樹的根節(jié)點(diǎn)，然后分解成多個(gè)子任務(wù)，葉子節(jié)點(diǎn)為最小子任務(wù)。

5 結(jié)束語

產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)中的設(shè)計(jì)任務(wù)分解與分配是一個(gè)復(fù)雜的過程；其中涉及的影響因素和需要處理的信息較多，需要與企業(yè)其他信息系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合，本文在分析協(xié)同設(shè)計(jì)過程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了任務(wù)分解的原則及任務(wù)分配的數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)按照一定的劃分規(guī)則及原理進(jìn)行任務(wù)分解，將任務(wù)分解為若干個(gè)子任務(wù)，將合適的任務(wù)分配給合適的人的目的，對(duì)協(xié)同設(shè)計(jì)實(shí)施產(chǎn)生了有效驅(qū)動(dòng)。

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