● 摘要
复杂工程系统的综合设计通常涉及众多的设计人员，海量的数据资源，不同领域的软件工具，复杂的设计流程，是一个需要经过多个设计阶段逐步细化的、反复的过程，是人员、资源、工具和过程的综合。这些特点导致传统的设计方法和只针对特定领域的计算机辅助设计软件已经无法胜任复杂工程系统和产品的开发。因此我们迫切需要一个分布式的协同的设计环境来支持设计过程中的多个专业模型与应用的集成设计、分析和优化。该协同设计环境应该能够在遍布各地的设计团队和组织机构之间共享和集成不同学科领域的软件工具，能够灵活高效的组织运行这些工具以完成设计任务，并保证设计过程中各个参与者能够得到统一的、准确的、及时更新的产品数据。因此，本文从复杂工程系统综合设计的特点出发，探讨了产品开发过程中工具资源共享的难点和解决办法，在此基础上运用Web Service技术建立了工具的组件化封装模型，采用面向服务的体系结构（SOA）设计并实现了综合设计优化平台（SDOF）中的工具服务集成系统。本文的研究内容主要涉及以下几个方面：分析了复杂工程系统的综合设计过程中对工具集成的需求，以及在分布式系统中工具共享的难点问题，阐述了以SOA架构和Web Service技术实现工具集成服务系统的优势所在，并提出了系统设计的基本原则。阐述了工具服务集成系统在综合设计优化平台中的地位和作用，并根据平台对工具集成的需求提出了工具服务的组件化封装模型，基于SOA架构的工具服务调用框架以及数据流驱动的组合服务引擎模型。开发了工具服务集成的原型系统。首先，建立了系统的功能和需求模型，然后对照经典的SOA结构搭建了系统框架，明确了核心的功能模块，并采用UML建模语言对系统进行了详细设计。以航空发动机涡轮叶片设计实例的流场分析任务为例，对工具服务集成系统进行了部分验证。通过组织运行在不同服务器上的封装发布的流场分析工具服务，验证了系统“封装－组织－调用”的工具服务集成模式的有效性。