بخشی از مقاله
چکیده
این مقاله به معرفی یک بسته نرم افزاري براي بهینه سازي طراحی چند وجهی می پردازد. سامانه هاي مهندسی پیچیده - 1CES - با ارتباطات جفت شده2، فرآیند هاي کاري، داده ها و دانش طراحی درگیر هستند. معمولا خبرگان مختلفی که روي این سامانه ها کار می کنند به صورت جغرافیایی در بسترهاي مختلف با ابزارهاي مختلف تحلیل، پراکنده شده اند. در این سامانه ها براي کاهش پیچیدگی معمولا از روش هاي مبتنی بر بهینه سازي طراحی چند وجهی - 3MDO - استفاده می شود.
به دلیل پیچیدگی CES ها و بالطبع هزینه هاي بالا و قابل توجه طراحی آن ها، چنین بهینه سازي اي قبل از تست و در حین طراحی ضروري است. هم چنین در نظر گرفتن راه حلی براي کنترل و مدیریت طراحی ضروري می شود. خصوصا هنگامی که چند از بسترهاي مختلف پراکنده از نظر جغرافیایی، از این سامانه ها استفاده می کنند. لذا این مقاله با تمرکز بر خدمات تحت وب، با معرفی بسته نرم افزاري »نمآ «4 براي MDO سعی در بهبود مدیریت سامانه هاي مهندسی پیچیده دارد. در این مقاله، نمونه اولیه ي این بسته نرم افزاري که مبتنی بر 5J2EE می باشد، از نظر نقاط قوت، ضعف، فرصت، و تهدید - SWOT6 - مورد تحلیل قرار می گیرد.
-1 مقدمه
سامانه هاي مهندسی به دلیل پیچیدگی وجوه، اهداف، متغیرها، و محدودیت هاي مختلفی که دارند به مساله اي پرهزینه و تعاملی تبدیل شده اند. خوشبختانه، بهینه سازي طراحی چند وجهی - MDO - براي CES راه حل هایی فراهم کرده است. MDO روشی است براي طراحی سامانه ها که در آن تعامل قوي بین وجوه مختلف این انگیزه را در طراحان به وجود می آورد که به طور همزمان متغیرها را در چند وجه دستکاري کنند
در این روش پارامترهاي بهینه با در نظر گرفتن قیدها و تابع هدف در یک تعامل متقابل تعیین می شوند. این روش ارتباطات جفت شده ي حوزه هاي مختلف را به طور مناسب در خلال فرآیند طراحی به حساب می آورد و زمان و هزینه ي بیشتري را نسبت به سایر روش هاي طراحی ترتیبی کاهش می دهد. [4] MDO توسعه داده شده و به طور گسترده اي در بسیاري از حوزه ها، از جمله ساخت کشتی [5]، مهندسی اتومبیل [6]، مهندسی الکترونیک و محصولات الکتریکی و مکانیکی بزرگ مقیاس توسعه داده شده است .
طراحی مهندسی در این حوزه، چند وجه، فرآیند طراحی، ابزارهاي تحلیل مختلف و خیلی از مشارکان را که بر بستر ناهمگن و به طور جغرافیایی پراکنده شده اند درگیر می کند.
بهینه سازي طراحی در این حوزه ها فرآیندي پیچیده و چند وجهی است. به گونه اي که جستجوي فضاي طراحی براي ارزیابی توابع هدف به طور چشم گیري به اجراي تکرار پذیر مدل هاي شبیه سازي و کدهاي تحلیلی مربوط به زیر سامانه هاي مختلف - نظیر سازه، محموله، تامین انرژي، تعیین و کنترل وضعیت، مخابرات، مدیریت داده و فرمان - وابسته است. بنابراینMDO ذاتا یک فرآیند چند گامی است و به انواع مختلفی داده و دانش طراحی، ابزارهاي تحلیل، الگوریتم هاي بهینه سازي، طراحی با کمک کامپیوتر - 7CAD - و سایر منابع طراحی اشاره می کند
در طراحی چند وجهی ابتدا ارتباطات جفت شده محکم8 کلیه وجوه درگیر در طراحی استخراج شده و متغیرها، پارامترها و قیود طراحی مربوط به هر وجه/زیر سامانه به طور مستقل تعریف می شود. پس از تکمیل مدل طراحی هر زیر سامانه، متغیرهاي جفت شده بین زیر سامانه ها و ارتباط آن ها با قیود و توابع هدف در سطح زیر سامانه مشخص می شود.
ارتباطات جفت شده محکم بین وجوه که موجب چالش سازمانی شود، یک مساله کلیدي است. این که چگونه همه ي عناصر و منابع را سازمان دهی و تلفیق کنیم، همیشه یک کار پیچیده و زمان بر می باشد. این کار یکی از بزرگ ترین چالش ها از تولد MDO تاکنون است. بنابراین، یک محیط MDO تلفیقی و مشارکتی براي مدیریت راحت تر و کاراتر فرآیندهاي سازمان ضروري است.
براي ارائه راه حلی به این چالش، چند چهارچوب براي MDO ناهمگن ارائه شده اند. در [1] یک چهارچوب براي MDO مبتنی بر وب ارائه شده که در آن برخی فن آوري هاي تواناساز شامل وب/اینترنت، و XML به کار رفته اند. هدف این فن آوري ها ارائه راه حلی قوي براي مدیران پروژه و طراحانی می باشد که بر چند پروژه ي طراحی کار می کنند، تا اطلاعات و دانش محصول را به اشتراك بگذارند.
در یک چهارچوب مبتنی بر خدمات وب براي MDO ارائه شده است که ترکیب وجوه در دسترس و منابع بینا وجهی9 را از طریق جعبه ابزار گلوباس10 فراهم می کند. در این سامانه با کمک مدیریت جریان کاري به طراحان امکان استفاده راحت از منابع داده می شود.
نکته اي که در مورد [1] و [2] وجود دارد این است که اگرچه براي تسهیل مدیریت فرآیندها توسط سازمان ارائه شده اند، این انعطاف پذیري را ندارند که اجازه دهند کسانی هم که برنامه نویس نیستند نیز بتوانند منطق سازمانی را در سامانه مدیریت فرآیندهاي سازمان اضافه کنند یا تغییر بدهند.
در این مقاله ما یک سامانه مبتنی بر وب ارائه می کنیم که هدفش فراهم کردن محیطی اشتراکی و راحت می باشد. این سامانه اجراي فرآیند MDO را با سامانه مدیریت جریان کاري و فن آوري هاي وب استاندارد، تضمین می کند. به علاوه کسانی هم که برنامه نویس نیستند نیز در آن می توانند منطق سازمانی را اضافه کنند یا تغییر بدهند.
در ادامه در بخش2 برخی نیازمندي هاي کارکردي چهارچوب MDO بیان شده است. سپس در بخش 3 بسته نرم افزاري »نمآ« به عنوان راه حلی براي رفع نیازمندي هاي کارکردي MDO معرفی می شود. در بخش 4 تحلیل نقاط قوت، ضعف، فرصت، تهدید - - SWOT11 تطابق بهینه بین قوت هاي درونی، ضعف هاي استفاده از این بسته نرم افزاري و تمایلات محیطی - تهدیدها و فرصت ها - را براي عرضه براي نیازمندي هاي کارکردي MDO نشان می دهد. لذا در بخش 3 به این تحلیل پرداخته می شود. در نهایت بخش 5 به نتیجه گیري و پیشنهادها اختصاص یافته است.
-2 نیازمندي هاي کارکردي
در این بخش، برخی نیازمندي هاي کارکردي چهارچوب MDO بیان شده اند. در این مقاله، 6 نیاز کارکردي خلاصه شده اند.
- 1 - تلفیق. با یک دید وسیع تر، تلفیق در این جا شامل تلفیق داده، تلفیق ابزار، و تلفیق فرآیند می شود. تلفیق داده یک چهارچوب مشترك فراهم می کندکه می تواند همه اسناد طراحی، داده هاي طراحی و داده هاي سامانه و زیر سامانه را تلفیق کند. نهایتا تلفیق فرآیند طراحی این است که همه فرآیندهاي طراحی و تکرارها را در خلال سرتاسر فرآیند MDO، تلفیق کنیم.
- 2 - هوشمندي. هوشمندي چهارچوب MDO می تواند به دو جنبه تقسیم شود. یکی هوشمندي جریان کاري مبتنی بر استدلال دانش و استراتژي اجزاي خدمات وب است. دیگري الگوریتم هاي بهینه سازي هوشمند - مثل الگوریتم ژنتیک، کلونی مورچه ها، و 12PSO می باشد - که در کار با CES هاي بزرگ مقیاس به کار می روند.
- 3 - محیط کار توزیع شده. MDO می تواند با گروه هاي مختلف طراحی که به صورت جغرافیایی در بسترهاي ناهمگن پراکنده شده اند، انجام شود.
- 4 - مدیریت داده طراحی. داده هاي زیادي وجود دارند که به اهداف طراحی، محدودیت ها و متغیرهاي طراحی در هر دو سامانه و زیر سامانه در فرآیند MDO، به علاوه داده هاي فرآیند مانند تکرار هاي بهینه سازي و تحلیل اشاره می کنند. بر همین اساس، ذخیره سازي، توصیف و انتقال داده ها وظیفه اي ضروري براي توصیف و مدیریت داده ها به منظور ساده سازي پیاده سازي MDO شده است.
- 5 - تحلیل عدم قطعیت. نتایج بهینه MDO که در آن تعداد و انواع متغیر به سرعت افزایش می یابند، بطور فزاینده اي به عدم قطعیت ها حساس اند. اما MDO سنتی عدم قطعیت ها را به حساب نمی آورد. بنابراین به منظور بهبود کیفیت محصول لازم است همه انواع عدم قطعیت در نظر گرفته شود.
- 6 - نظارت و بصري سازي.13 نظارت و بصري سازي MDO نقش مهمی در سرتاسر فرآیند توسعه ي CES بازي می کند. با در نظر گرفتن پیچیدگی فرآیند MDO و تنوع وجوه، متغیرهاي طراحی، محدودیت ها و عدم قطعیت ها، بصري سازي آن ها و نظارت پویا فرآیند طراحی ضروري هستند، که کار طراحان را براي دخالت در فرآیند MDO یا تغییر برخی پارامترها و مدل محاسباتی براي یک بهینه سازي جدید، ساده می کند.
در بخش 3 بسته نرم افزاري نمآ به عنوان راه حلی به این نیازهاي کارکردي معرفی می شود.
-3 بسته خدمات تحت وب »نمآ«
امروزه بخش قابل توجهی از اسناد در گردش سازمانها در قالب فرم هستند. ثبت، نگهداري و بازیابی اطلاعات این فرمها از اهمیت ویژهاي برخوردار است. راهکار نمآ بدین منظور فرمساز و موتور گردش فرم در کنار خودکارسازي تحت وب را جهت پاسخگویی به این نیاز طراحی و ارائه کرده است. با استفاده از این فرمساز کاربر بدون دانش برنامهنویسی میتواند فرم ها را به راحتی در سیستم طراحی کرده و اطلاعات مربوط به تکمیل آنها را مدیریت و کنترل کند. تعریف جریان کاري، این امکان را می دهد تا فرم ها به طور خودکار در مسیر تعریف شده و با توجه به دسترسیهاي اعمال شده گردش داشته باشند و در هر مرحله با توجه به وضعیت فرم تکمیل شوند.
طراحی فرم ها در فرمساز تحت وب نمآ به راحتی شامل انتخاب مولفهها و قرار دادن آن ها در صفحه طراحی فرم است. جهت تعریف جریان کاري فرم نیز تنها کافیست به راحتی آن را با استفاده ابزار گردش کار به صورت بصري طراحی کرد. تمامی این ویژگی ها به صورت کاملا تحت وب و بدون نیاز به نصب نرم افزار سمت مشترك14 در اختیار کاربر قرار می گیرد.
بنابراین بسته نرم افزاري »نمآ« به عنوان یک سامانه جامع تحت وب، می تواند راهکاري مناسب در راستاي اجرا و پیاده سازي MDO باشد. طراحی و پیاده سازي آن با استفاده از فن آوري هاي تواناساز 15AJAX، JQuery براي کنترل در سمت مشترك و مبتنی بر 16JSP براي کنترل سمت خدمات دهنده می باشد. با استفاده از این فن آوري ها، تعامل با کاربر راحت تر شده و مدیریت منابع که ممکن است در مکان هاي مختلف جغرافیایی پراکنده باشد، راحت تر شده است. این بسته شامل بخش هاي زیر می باشد:
- 1 سامانه مدیریت جریان کاري
- 2 سامانه مدیریت منابع - شامل اطلاعات نقش ها و کاربران، و اطلاعات فرم ها -
- 3 فرم ساز
- 4 سامانه مدیریت فرآیندهاي سازمان - 5 ارتباط با سایر ابزارها
سامانه مدیریت جریان کاري شامل دو بخش مدل کردن جریان هاي کاري و موتور جریان کاري می شود. موتور جریان کاري مدیریت مدل کردن جریان هاي کاري را برعهده دارد. براي مدل کردن جریان هاي کاري از پایگاه داده ها و ابزارهاي طراحی گرافیکی 17SVG و JavaScript - جهت بصري سازي - بهره برده است.
به این ترتیب تعامل کاربر با محیط به منظور طراحی و ویرایش جریان هاي کاري بسیار ساده گشته است. فرم ساز سامانه نمآ براي ذخیره کردن و ویرایش فرم ها یک مدل پایگاه داده اي رابطه اي تعریف می کند. سامانه مدیریت فرآیندهاي سازمان از موتور قوانین سازمانی به عنوان بخشی از نرم افزار نمآ استفاده می کند که اجازه می دهد کسانی که برنامه نویس نیستند نیز بتوانند، منطق سازمانی را در این سامانه اضافه کنند یا تغییر بدهند
