传统建模方法精选(九篇)

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第1篇：传统建模方法范文

[关键词]机械产品 三维CAD系统 建模及关键技术

[中图分类号] TH128 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-2-109-1

传统机械制造业要想提高企业竞争力，就必须提高产品的创新能力，利用先进的技术代替传统的制造技术。将先进的三维CAD系统应用到机械产品的设计当中，对于产品的开发、工艺流程的设计等都有了很大的改进，而且很容易的就可以设计出三维机械产品的模型。

1机械产品中三维CAD系统建模的探索

1.1三维CAD系统体系结构

目前国内外有许多关于三维CAD系统建模、设计及分析的方法，例如ARIS、PERA等，这些方法论从各个角度对系统进行分析和描述。

根据国内外三维CAD系统建模方法及理论的研究，针对我国目前建模方面在实图集成和系统实施模型等内容中存在的相关问题，我国的三维CAD软件专家提出了集成化建模的方法。集成化建模方法是根据相关项目的研究建立的建模体系结构，以产品的流程模型作为体系的核心，还包括了功能模型、组织模型、信息模型等，建立起了一套完整的企业模型。所有的模型构成了一个完成的生命周期，能够体现出企业产品不断的研发和更新的过程。

1.2构建三维CAD系统功能的内容

利用统一的三维CAD系统设计平台，能够帮助公司获得相关的工作流程及数据信息，及时将研究人员所需的资料传递过去，这样可以节约时间，提高工作效率，缩短了等待数据的时间。与此同时，三维CAD系统除了能够设计计算机模型、图纸外，还可以通过统一的系统平台进行仿真模拟实验、网络编程和流程管理，形成与企业相关的知识库数据，在有限的时间内，获取最合适的资料，提高研发的决策。统一的三维CAD系统设计平台的这种优势消除了非自动化、信息堵塞以及流程不足所造成的内在滞后。

1.3并行设计三维CAD支持系统功能模型

目前大多数实施CIMS的企业，采用的都是IDEFO方法来建立功能模型。IDEFO主要是通过结构化分析方法来建模，该功能模型由许多的图形构成，它将复杂的整体分成许多的小部分，按照大小层次分解，采用图形的方式对三维CAD系统进行描述，称作三维CAD系统的模型。三维CAD系统建模仅仅处于概念性的阶段，是结构化进程的前半部分，系统工作的的主要内容是实施阶段，我们可以利用功能模型模型分析系统的组成和结构，还能够实现从模型到现实的转变。与此同时，应用IDEFO的方法对并行设计三维CAD支持系统功能，能够在三维CAD系统平台上完成制造、装配、特征建模的功能设计。

2机械产品中三维CAD关键应用技术

近年来，随着机械产品开发过程中新技术的应用，三维造型技术、虚拟技术等新的理论已经逐渐代替了传统的结构设计方法，所以将三维CAD技术功能与机械产品的开发相结合，在机械产品研发中建立CAD系统软件平台，采用先进的CAD系统软件技术有利于推动机械设计技术的发展，提高产品的质量、降低研发成本。

2.1将三维CAD建模技术与机械产品模型相结合

机械产品的设计就是产品模型的改变，各种模型相互映射，且受到各种条件的限制。在对产品进行评估时，必须以大量的工程实例为依据对产品的结构、性能以及工艺进行审查。在产品设计的过程中，由于产品设计的目的、对象和约束条件的不同，得到的产品设计模型也大不相同。因此，根据产品设计模型的不同，对产品的设计人员进行分配，由产品的总设计师给出机械产品设计的概念和功能模型，再由其他的设计人员对产品进行模型设计。在产品进行模型构造的各个时期，主特征模型作为产品设计中最重要的模型，是连接上游和下游设计的一个纽带。产品设计过程中的构思、概念、结构设计、制造工艺等每一个环节都需要设计人员进行详细的计算、分析和评价。而产品模型就是将产品的概念设计转变成产品结构、组成、制造工艺的一个真实表达。

2.2将三维CAD装配建模技术与机械产品装配相结合

机械产品的装配模型就是产品由理论设计到零件设计，而且还能够准确的完成不同机械产品装配体设计的参数、层次以及信息的产品模型。产品模型包含了产品零部件之间的的层次和装配关系，还包含了不同机械产品装配设计参数之间的相互约束以及传递关系。产品模型是机械产品设计的核心，是产品在设计和开发过程中的最有用的工具。

机械产品装配模型的目的主要有两个方面。第一，能够使三维CAD系统为机械产品的设计过程提供全面的支持；第二，产品装配模型能够给新的三维CAD系统的装配自动化和工艺设计提供数据资料，并完成对设计的产品进行分析。

2.3将三维CAD系统软件设计技术与产品设计流程相结合

机械产品的结构设计中包含了概念设计、结构设计、工程图纸的绘制、性能参与以及产品制造工艺等。在进行零件设计时，首先要考虑零部件之间的约束关系，在对产品的整体设计完成后，再考虑每个零件的设计。目前在三维CAD系统中可以采用bottom-up设计过程和top-down设计过程来完成将设计好的零部件装配成产品的过程。

3结语

机械产品的开发过程十分复杂，采用三维CAD系统建模的方式建立产品模型，根据我国软件专家提出的集成系统建模的思想，将机械产品开发三维CAD系统软件相联系，建立起系统体系结构，并以流程模型为核心，其他模型为辅助模型，建立起了机械产品设计结构模型。

参考文献

[1]鹰胡钟.基于Gu的汽车纵梁模具cAD技术的研究[J].吉林工业大学，2009（12）.

第2篇：传统建模方法范文

传统的回归系统构建方法假设用于建模的数据是充分的，但若当前场景中重要数据信息缺失，则基于此数据集训练所得系统泛化能力较差。针对此缺陷，以支持向量回归机（SVR）为基础，提出了具有迁移学习能力的回归机系统，即迁移学习支持向量回归机（TSVR）。TSVR不仅能充分利用当前场景的数据信息，而且能有效地利用历史知识来学习，具有通过迁移历史场景知识来弥补当前场景信息缺失的能力。具体地，通过控制目标函数中当前模型与历史模型的相似性，使当前模型能在信息缺失和不足时从历史场景中得到有益信息，得到增强的当前场景模型。在模拟数据和酒类光谱数据集上的实验研究亦验证了在信息缺失场景下TSVR较之于传统回归系统建模方法的更好适应性。

关键词：

迁移学习；数据缺失；支持向量回归机；知识相关性；信息修补

0引言

在分类、回归、聚类领域，机器学习技术都已取得了重大的成就。但许多性能良好的训练学习方法都针对单一场景，当前场景的数据信息严重影响学习系统的性能。而在许多实际生产过程中，获取完整的数据以重建学习系统是昂贵的或是不现实的[1]。一方面，部分生产过程中的实验成本较高，只能选择少量数据进行实验；另一方面，随着科技的发展，生产过程中正使用着越来越多的传感设备。由于信息采集器、传感器等设备存在短路或是其他故障的风险，其稳定性及抗外界干扰能力尚不能令人满意，此时这些设备采集到的数据往往存在信息缺失或信息不完整现象。

针对上述问题，历史场景中的数据及数据中蕴涵的历史知识对当前场景的建模来说是一种有益的补充。但利用历史数据时也会面临一些挑战，倘若当前场景跟历史场景相比已经发生了较大的漂移，此时大量历史数据反而可能会带来一些负面影响。由于信息缺失现象在实际应用中普遍存在，因此有必要研究出一种系统构建方法，能通过历史场景数据的辅助以一定程度地承受当前场景部分数据信息的缺失。

迁移学习[1]技术借助相关场景的数据或知识以提高当前系统的泛化能力。由于支持向量机形式简洁、应用广泛，目前已有诸多基于支持向量机的迁移学习研究成果[2-7]，其中近期的研究视角集中于领域自适应[4-7]。但上述成果主要是从数据分布相近的角度来研究迁移学习问题，并未研究因总体信息量稀少导致数据分布不明显现象，也未考虑到因存在局部信息段缺失而导致泛化性能恶化的现象。

在支持向量回归机（Supported Vector Regression， SVR）领域，目前尚没有文献针对信息缺失的现象展开专门的研究。在相近的领域中，Yang等融合多任务学习理念[8-10]及层次贝叶斯建模[10-11]提出层次贝叶斯框架（Hierarchical Bayesian Framework， HiRBF）[12]，HiRBF方法在面对非线性迁移回归问题时有着较好的性能，但其本质上还是对历史数据与当前数据的折中，大量历史数据的采用会给当前场景的学习带来一定的干扰；蒋亦樟等[13]以模糊建模技术为基础，研究了在ML（MamdaniLarsen）型模糊系统下利用历史知识提高系统泛化能力的方法。

本文以支持向量回归机为对象来探讨迁移学习支持向量回归机（Tansfer learning Supported Vector Regression， TSVR）系统的构建。针对部分重要信息缺失环境下回归系统建模面临的挑战，本文提出了一种基于历史数据的迁移回归系统建模方法，依靠当前模型与历史模型之间的相似性弥补当前场景信息缺失之目标。TSVR中包含传统意义上的两个回归超平面，但其对偶问题仍相当于核化空间上的另一个支持向量回归机问题，计算复杂度和二次规划一致。因此，本文提出的TSVR方法具有较好的适应性与实用性，特别是对于实验成本昂贵的场合，以及传感器大量存在的一些生产过程，本文方法将会有很好的潜在应用前景。

第3篇：传统建模方法范文

关键词：时间Petri网；面向方面；实时系统；关注点

中图分类号：TP311.5 文献标识码：A文章编号：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网在数学上是建模和检验软件产品的基本技术。它不仅有着优越的建模能力和有利于结构化属性，而且在设计、分析和控制上也是一个非常有效的工具[1]。在各种系统行为范围中，Petri网被广泛推荐使用。但传统的Petri网并不支持面向方面的建模。目前，针对Petri网或面向方面来对实时系统进行建模的研究有很多，但大部分的都没有将他们统一起来。

文献[2]用简单时间Petri网去分析实时软件。文献[3-6]只涉及时间Petri网、面向方面和实时系统三者中一个或两个。文献[7]对PrT网作了一个面向方面的扩展。文献[8]提出一种通过分离时间属性，并用时间Petri网建模分析实时系统。

一、相关工作

我们通过把面向方面的特征加到Petri网中，扩展Petri网去支持AOM。方面模块和基本模块用Petri网和基本网来表示。而方面网必须和基本网组合起来，通过编织机制，形成新的编织网。

本文对实时系统的面向方面进行时间建模时，通过引入时间方面来表达系统的时间特性，用时间Petri网进行建模，最后通过实例来说明。

本文其余部分组织如下。第2部分描述了面向方面的时间Petri网模型和实例。第3部分总结了本文。第4部分是参考文献。

二、面向方面的Petri网的实时系统模型

（一）面向方面

传统的软件设计是按面向过程或面向对象开发的，但由于系统横切属性引起的“代码混乱”和“代码分散”问题，使得软件的开发成本和维护成本很高，而面向方面编程就是在此情况下被提出来的。

在面向方面的编程语言中，主要存在以下几个概念：

（1）join point(连接点)：程序执行中激发通知被执行的触发点。

（2）pointcut（切入点）：是系统中的连结点，如对象生成点，方法入口点等。

（3）introduction（引入）：提供原类的修改特性，用来为添加新的变量和方法。

（4）advice（通知）： 定义程序在切入点所要完成的功能，包括前置通知、后置通知、环绕通知和异常通知等等。

（5）aspect：实现关注点功能的模块化单元，由pointcut、introduction和advice组成。

（二）时间Petri网

Petri网是1962年由佩特里发明的，适合于描述异步的、并发的计算机系统模型。经典的Petri网由库所、变迁、有向弧和令牌等元素组成的。它较常用于软件设计、工作流管理、工作流模式、数据分析、并行程序设计、协议验证等中。

经典的Petri网是没有全局时间的，把时间特性加入到Petri网模型，使得它们能够被应用于实时系统的分析。当前用于描述时间的Petri网模型可谓百花齐放，各有千秋；有的在变迁上引入时间元素，有的在位置上引入时间，还有的在弧上放置时间元素[9]。

时间Petri网定义如下：

定义1 五元组 称作时间Petri网（TPN）当且仅当：

① 是一个Petri网，称作Z的源网；

② ,其中 表示正有理数。

I称作Z的时间函数， ，有 ， ， 和 分别称作t的最早发生时间和最晚发生时间。

我们在这里使用Petri网来表示我们编织后的模块，它由一个基本的时间Petri网和一个方面网组合而成。

（三）实时系统

实时系统广泛应用于国防、 航空、 自动化控制等领域。一个实时系统要有清晰的实时响应特性以及很强的承受能力。

但实时系统的设计存在几个难题：第一，程序员必须确定时间约束符合系统条件；第二，由于系统通常情况下是物理分布的，它们的行为经常依赖通信网络的随机延迟和不可预测的中断等；最后，多个异步进程的存在，可能产生死锁和饥渴等。

（四）基于面向方面的时间Petri网实时系统建模

面向方面的时间Petri网面向方面包括了面向方面编程（AOP）的基本特征。AOP模块化将关注点横切成方面。一个AOP包含大量基础模块，而这些方面能够被编织到一个可执行的整体中去。

1.编织网机制

我们通过将一个基本网和通知网、切入点等组成的一个或多个方面网，通过一些确定规范，用一个编织器形成新的网规范，然后得到最后的编织模型。如图1所示：

图1：编织处理模型

2.建模过程，实例

我们火车控制系统的进出站来对建模过程做个实例分析。火车由进站开始到出站的操作时间及运行状态如下图所示：

图2：基本网N1

在基本网N1中，N1.t4为切入点。

在现实环境中，列车开动前，需要记录列车此时的时间状态，以便列车控制调度查看，所以此时列车启动的时间直接影响到后面列车的控制调度。

调整调度时间的方面网如图3所示：

图3：方面网 N2

整合方面网到基本网中的分下面几步：

（1）由图2可知，此通知网中的通知属于后置通知，而方面网的切入位置是(N1.t4,N1.p4),N1中t4的输出弧应指向方面网中变迁t的输出位置，而方面网中的输入弧p应指向基本网中p4。

（2）删除方面网中的第一个变迁t、输出弧和方面网中的最后一个库所p。

最后得到的模型如下图所示：

图4：编织网

三、总结

本文通过基于面向方面的时间Petri网为火车进入站台的控制系统建立理想状态模型，但并没有对其失败模型及更为复杂的情况进行分析，同时，并没有运用时间Petri网来为复杂的控制做可达性及一致性分析。

本文的工作如下：（1）介绍了面向方面、时间Petri网和实时系统的一些概念；（2）引出了面向方面时间Petri网相关概念；（3）总结出建模过程及建立起实例模型并进行了简单的介绍。

进一步的工作有：（1）将火车控制系统及模型更深入结合起来研究，建立更为精确的模型；（2）把方面网的冲突及冲撞等问题考虑进去，并进行归并处理；（3）对可达性及一致性进行分析研究。

参考文献：

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

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

[3]基于面向方面的实时系统建模方法

[4]基于面向对象时间Petri网的业务流程建模方法研究

[5]基于时间Petri网的建模与分析

[6]一种基于Petri网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]时间Petri网分析工具的实现

[10]面向方面建模方法的研究及其应用

[作者简介]蔡热文（1986―），男，硕士，研究方向：面向方面，分布式实时系统；

第4篇：传统建模方法范文

关键词：教学改革；项目驱动；系统仿真；教学效果

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2012）05-0182-02

项目驱动教学法是一种建立在建构主义教学理论基础上的新方法，是一种探究式教学方法，根据建构主义学习理论，学生掌握知识不是通过教师传授得到的，而是学生在一定的情境下，借助老师和同学的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构方式获得的。也就是说，项目驱动式教学方法是以项目为核心的，在进行系统仿真课堂教学时，如果只通过说教式的教学，学生对知识的掌握是肤浅的，要学会仿真系统的设计和开发过程，必需把学生的学习训练有效融入真实系统开发任务过程中，让学生自己动手去开发，积极地学习，只有在具体的开发过程中，让学生自己去构建仿真系统开发的知识框架，才能真正掌握知识，形成能力。国内外已有很多教授都将项目驱动教学法应用于自己的课程教学过程中，比如：文献[1]将项目驱动教学法应用于《管理信息系统》课程教学中，文献[2]将项目驱动教学法应用于在计算机实践教学中，文献[3]分析了项目驱动教学法在职业技术教育中的应用情况，这些应用都产生了很好的教学效果。本文介绍了根据《系统仿真》课程以及工科学生的特点，将项目驱动教学法应用于本门课程的教学取得的效果。

一、《系统仿真》课程的主要知识点

《系统仿真》课程主要是针对普通高等学校本科工科院系的大三学生开设的课程，内容主要包括连续系统建模与仿真方法、离散事件系统建模与仿真方法、离散事件系统仿真策略、离散事件系统仿真时间推进机制、随机变量的分布与随机变量的实现、建模与仿真的校核验证、分布交互式仿真。这些知识点理解起来都比较困难、比较抽象，在实际使用过程中，常常感到无从下手。本文中，我们根据《系统仿真》课程的知识点，设计三个项目，分别为香烟过滤嘴设计仿真系统、教学楼停车场仿真系统、火灾扑救模拟演练仿真系统。这三个项目涵盖了连续系统建模与仿真、离散事件系统建模与仿真、分布交互式仿真中的主要知识点。

二、基于项目驱动的教学实践过程

本文中的基于项目驱动的教学方法实践过程，在传统的基于项目驱动的教学实践过程中加入了项目检验的环节，也就是学生认为项目已经完成后，需要经过老师的检验，查看是否需要的知识点都已经涉及到，项目完成的质量是否符合要求，如果都符合，则项目完成，进入总结交流、结业阶段；如果不符合要求，则要求查看设计是否合理，项目实施过程是否合理，中间有哪些环节需要改进等。基于项目驱动的教学方法实践过程如图1所示：

三、《系统仿真》课程的项目驱动教学效果分析

基于项目驱动的教学方法已经应用在两届学生的《系统仿真》课程教学中，从这两届学生的反应来看，效果还是不错的。我们在每届学生中抽取50人，总共100人，对基于项目驱动的《系统仿真》课程教学效果进行评价，评价表格如表1所示。

从表1可以看出，92%以上的调查项都显示基于项目驱动的教学方法是持正面评价态度的，通过项目驱动教学方法，学生的实际动手能力和分析、解决问题的能力都得到了提高。

四、结论

课堂教学过程是教和学的统一过程，在这个过程中，教师的主导作用就在于强化教学对象――学生的主体意识，培养学生的主体能力，让学生独立地学，主动地学，创造性地学。通过基于项目驱动的教学方法在《系统仿真》课程中的应用情况来看，该方法还是非常适用此类课程的教学。

参考文献：

[1]韩可众，方党生.基于项目驱动的《管理信息系统》教学探索[J].中国成人教育，2011，（17）：161-162.

[2]吴亚峰，苏亚光.项目驱动式教学法在计算机实践教学中的应用[J].高师理科学刊，2009，（2）：59.

第5篇：传统建模方法范文

关键词：石油机械设计；发展；趋势

当前，如何进行石油机械设计的优化与发展是重要的发展课堂，需要掌握好石油机械化设计在现代化社会中的发展趋势，从复杂化的系统建模和方法研究、复杂系统化搜索策略的优化研究两个主要方面进行石油机械设计的发展趋势的研究。

一.石油机械化设计在现代化社会中的发展趋势

在现代化社会中，石油机械的优化设计已经不仅仅是针对现有的零部件，越来越关注一些系列或整机产品、组合产品以及复杂性的零部件。并且，在产品性能的要求上也逐渐从单一性向全性能与多性能的方向发展，这在很大程度上要求复杂系统化的全性能、多性能优化要求。

对石油机械设计方面，对于机械的优化需要注重并加强复杂系统的整体寿命周期、多目标的优化，一定要解决好这些问题的优化工作，但是这涉及到多个学科与领域，所以单纯靠某个技术与学科是很难处理好的。所以，在当前社会中，机械优化是多种技术与多个学科间的领域集成与优化，并且石油机械的系统都是相当复杂的，例如注水系统、机械化的采油系统等等，但是其系统优化后获得的效益要远远大于零部件的效益。

由此可见，石油化工设备需要在全国范围内将机械设计提升到一个全新的水平，就需要了解和掌握当前形势下石油机械发展的趋势，然后才能结合自身的实际情况，制定切实可行的措施，不断促进石油机械设计的健康、可持续发展。

二.复杂化的系统建模和方法研究

第一，全性能、多性能目标设计的特点就在于建模的系统与复杂性。例如，经济性能方面，尤其是在方案设计的初级阶段，这一阶段是对系统寿命的成本估算，因此具有一定的困难。除此之外，一般来讲都是运用语言变量来表达复杂系统化的社会性能，但是在语言变量的定量评价上海有待进一步研究。

可以说，复杂系统化的社会性能、经济性能与技术性能在整个寿命周期中具有很大的变化，例如企业产品的经济性能在寿命周期中将被分解为使用成本、制造成本、设计成本、管理维修以及回收成本等等。这样一来，在系统化的整体寿命中对全能目标的实现就存在很大的难度，并且这也是对复杂系统化建模工作必须解决的重要问题。

第二，灵活运用权系数合成的多目标系统方法实现对多目标的有效优化，这样就可以在很大程度上满足当前石油机械复杂性系统优化的作用。然而，在系统中对多种子系统的发展相关性方面较为复杂，这就在某种意义上增加了确定多目标系数的难度，并且需要相关的研究决定。

第三，针对较大型的复杂化系统，需要结合实际建立相应的模型具有一定的困难，所以就需要利用近似建模与简化建模等有效方法进行研究。也就是说，在大型复杂系统中每个结构部件都具有自己的独立性，例如一体化机电系统之中的电子、液压、机械等多个子系统之间具有的相对独立性，因此就可以采用分级系统建模。另一方面，还可以利用分解模型的方式实现简化建模的发展目标。

需要注意的是，模型在近似与简化方面一定要保证各级子系统与复杂系统之间的精确度。

第四，选择多媒体技术、智能建模、柔性建模等方式，应用好模糊优化的工作原理，这样才能更加有效地提升建模的真实性与效率，但是它的实现还有待于深入研究。

第五，实施并推广可靠性优化与随机优化等有效建模方法进行深入研究。其中，在实际生活中存在很多随机因素，而优化模型自身存在很多不确定性，这样一来就出现了可靠性、容差设计、统计均值、概率等多种形式的模型。所以，在处理这类优化问题的时候就一定会用到随机函数的随机优化、数值计算以及概率分析的知识。而随机优化作为可靠性优化的重要研究内容，在实际工作中具有很重要的作用与意义。

第六，在进行非数值知识的模型优化环节中，需要提供和选择定性解而不是非数值化的解，例如结构、效应等等，这些在实际运用的过程中是需要采用一定的方式实现自身设计变量的表达。可以说，这种设计变量通过有效的形式可以实现具体数值的转化，但是在本质上已经失去了自身的数值价值，起到重要的标识性作用。最后，从根本上来说，这种设计最大的特点就是设计的变量性，所以在石油机械设计发展方面，需要结合石油机械的发展情况与时代的发展要求，然后适当引进先进的机械化设计，并进行有效的深入研究。

三.复杂系统化搜索策略的优化研究

随着社会经济的迅速发展，动态结构的优化设计是建立在人工神经网络的基础之上，并且会获得更好的发展。而石油机械设计也会涉及很多动态化结构部件的优化设计，逐步取代传统意义上的静态化部件优化设计。但是在实际运用的过程中，人工神经网络模型在解决这种复杂问题上具有强有力的速度优势，是一种实现石油机械动态结构优化设计的有效方法，充分发挥自身的应用优势，拥有更加广泛的发展与应用前景，但具体实施与研究方法目前还只是处于起始阶段。

结语：

总而言之，随着社会经济与科技的迅速发展，对石油的需求量也逐渐变大，因此这就需要注重并加强石油机械设计及其发展趋势，这样才能保证石油开采总量与质量，为社会的快速发展提供强有力的保障。因此，需要了解并掌握石油机械化设计在现代化社会中的发展趋势，然后再结合实际情况与当前的时展要求进行石油机械设计，有效进行复杂化的系统建模和方法研究以及复杂系统化搜索策略的优化研究工作，充分发挥机械设计在石油行业中的重要作用。

参考文献：

[1] 刘卫平.试论石油机械中的绿色设计理念及应用[J].科技创新导报， 2009（14）.

[2] 张峰.石油机械制造企业应对金融危机路径探讨[J].现代商贸工业， 2009（18）.

[3] 赵鑫.试论石油机械加工产业的现状及发展策略[J].化学工程与装备， 2010（01）.

第6篇：传统建模方法范文

调度问题多为复杂的优化组合问题，应用于多个领域，主要包括制造、电力、通信、交通、水利、港口等领域。生产过程调度是研究最为深入的领域之一。为适应运筹管理、优化、自动化及计算机技术发展，生产过程调度是整个先进生产制造系统的核心。有效的调度及优化方法研究及应用对缩短产品生产周期、确保产品交货期、降低生产成本等均具有重要的意义；它是实现先进制造和提高生产效益的基础和关键。

生产过程调度方法研究是生产过程调度问题研究的核心内容，主要包括生产过程调度问题的建模方法及其优化方法。生产过程调度问题的传统建模方法主要包括数学规划方法、排队网络、Markov链、Petri网和仿真方法等[1]。当实际生产过程环境过于复杂，生产过程调度问题通常表现为多约束、多目标的优化问题。基于上述传统建模方法建立的生产过程调度模型的规模一般比较大。随着模型的规模增长，求解的工作量呈指数级增长，调度时间的要求难以满足。因此，传统建模方法均难以得到有效应用。

目前，生产过程调度建模还存在以下诸多问题。（1）调度问题的复杂性和系统求解思想往往为研究者所忽视[2]。（2）现有建模方法难以同时处理数据和语言两方面的信息，并且缺少统一的系统模型，而且调度研究的分类经常是模糊不清的，某些调度研究是在很具体的层次上，通用价值很小[3]；（3）重复编码现象严重、开发效率低是生产调度管理软件开发面临的一大难题[4]。因此，迫切需要进一步研究适应于复杂生产过程调度需求的调度问题建模与优化方法。

针对上述问题，提出基于本体的生产过程调度的建模思想。目前，本体在机械制造行业的应用主要集中在企业本体、工程设计本体、产品本体、产品设计资源本体和（分布式）工作流程本体等。下面研究生产调度问题的本质、描述、概念，确定本体的领域和范围，抽出领域中重要概念术语，规范概念及概念之间在领域中的关系，然后建立本体模型。为构建一个调度问题的统一语义模型，生产调度模型的构建采用本体思想，建立本体的效率得到提高，大规模调度对模型的共享和重用的需求得到有效满足，进而提高集成过程中的自动化程度[5]。

一、关于本体的概述

本体原本是哲学理论上的一个术语。它是以体系化的形式说明万事万物及其关系的学说。通过收集相关领域信息，提炼出领域知识的共同内涵，确定共同概念，最后把这些共同概念和概念之间的关系表达在形式化模式的不同层次上是建立领域本体的目标。从内涵上来看，本体作为领域内不同主体（人、、机器等）之间达成的共识，是其进行交流的语义基础。领域内公认的实体概念的有限集合是本体模型的核心，通过概念实体间的关联关系来表达领域内公认的语义信息。蒋易强：基于本体的生产调度建模及XML描述析十堰职业技术学院学报 2012年第4期 第25卷第4期

二、生产调度问题核心概念

一个领域内公认的本体概念集是本体模型的核心，通过该集合中的概念本体之间的关联关系来表达领域内公认的语义信息。概念提炼过程包括对生产调度领域内的信息的收集、挖掘、整理，以及重要信息和概念的确定、整合等步骤，形成领域本体的核心概念集；然后用精确的图表或术语表示重要概念之间的基本关系，从而使得抽取的概念能被生产调度有关人员所共同理解。概念本体构建是本体模型的基础，整个模型是否具有共享性和重用性将由其是否成功构建决定。

关于调度问题的典型概念描述：生产过程调度问题是指在满足工艺和资源等相关约束条件下，通过确定各工件的加工机器和在相应机器上的加工顺序、加工开始时间、工件组批方式和投料策略及其他关键资源的使用计划等调度策略，使某个或多个调度性能指标达到最优[1]。

关于生产调度的本质问题的表述如下：涉及任务、资源和时间等三维空间的多目标决策是单元制造任务调度问题的本质。工件在其关联设备上的加工顺序和时间在制造单元有限资源的约束下被确定，以实现调度目标（如最短完工时间、最小成本等）的最优是其目标[6]。

在形式化描述方面，调度就是在满足约束条件下，在各机器上合理地安排加工工序，并合理地安排加工时间和次序，同时优化性能指标。因此，可以作如下形式化描述：调度问题及其扩展问题可用三元组α/β/γ的形式进行描述，其中α代表机器工作的环境，工件的加工特性用β表示，加工性能指标用γ表示[7]。

生产调度本体模型的构建主要体现在对相关领域本体概念的抽取和关系的继承，抽取概念时，要在尽量简化本体的同时使得本体尽量包含足够多的信息。从生产调度问题的本质、描述、概念中抽象出以下核心概念类：任务（Task）、指标（Index）、规则（Rule）、方案（Schedule）和资源（Resource）。本体的存在是依赖于生产调度过程而存在的。本体的内容、概念、联系也会随着调度和用户需求的变化而变化，因此本体需要根据调度和用户需求变化进行自适应评价和修订，以保证调度的有效共享。

三、生产调度本体关系模型

根据前文分析，从生产调度问题中抽象出以下核心概念类：任务、指标、规则、方案、资源。核心概念类及相互关系为：以所需完成生产任务为导向，将任务分解为各类指标，这些指标必须满足约束规则，在规则的约束下优化组合成方案，根据方案分配资源，最后资源执行方案，完成生产任务。调度概念本体模型的框架如图1。

四、概念集的XML表达

第7篇：传统建模方法范文

关键词：机电系统 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

中图分类号：TU85文献标识码： A 文章编号：

在复杂机电一体化系统开发中,跨学科的系统建模方法、多领域模型的协同仿真和多学科协同开发的过程管理技术是目前亟待解决的关键技术,可以对机电一体化系统的设计和开发提供强有力的支持,目前已经成为该领域的研究重点。近年来，复杂产品虚拟样机技术随着计算机技术的发展而迅速发展，以计算机虚拟模型仿真代替传统的实物样机实验，使得由机、电、液等多领域部分集成的复杂机电产品设计开发过程大为简化，缩短了产品开发周期，减少了产品开发费用和成本，也优化了产品品质。复杂机电系统是一种“复合化系统”，由多学科(机械、电子、液压等)技术相渗透、融合而成。由于标准化、模块化在机械、电子等领域的应用，因此机电系统具有3个重要的性质，即系统、模块、接闻。将这3个性质运用于系统建模，即为模块化建模的基本思路:将系统按照一定规则划分为通用性较强的模块，并建立开放式的模块库;各模块单独建立各自的数学模型，与其物理模型一起存入模块库中以备调用;通过接口确立各模块交界而的参数使系统整体的数字求解及仿真得以实现。对于同类系统，个别系统=通用模块(不变部分)+专用模块(变动部分)，在对其建立数学模型时，通用模块可直接调用，只需对专用模块进行处理并加入模块库中，这样，极大的方便了系统物理模型的自动拼装和系统数学模型的自动集成。

在对系统进行建模和仿真的过程中，采用键合图作为建模工具，因为键合图以统一的形式来处理不同能量范畴的系统，极大的方便了模块间的接口统一;键图模型通过一些规范化的处理可以得到标准的状态空间方程，因此，依据文献所提供的思路，编写程序，由计算机自动生成系统的数学模型。

以典型复杂机电系统一与笔大型钢厂的轧机为例，模块划分是对大系统进行分析与综合的途径。由于复杂机电系统往往是机、电、液等多能量范畴的组合，其模块的合理划分是一个较复杂的设计分析过程。模块划分太细，虽可带来较好的直观性和可移植性，但模块综合过程困难，计算量相对增加。反之，模块划分过粗，虽然模块综合过程简单，但容易导致不可移植模块的产生。在模块划分的过程中，一般遵循以下原则(1)独立原则。独立原则包括单独试验和独立流通。单独试验指模块的功能和性能可以被单独试验。独立流通是指模块可以作为“黑箱”供使用者使用。对要划分的模块要在功能上、结构上尽可能做到独立化，这样的模块易于拼装搭配，便于移植到不同的研究对象中。(2)典型部件原则。以结构相对独立的部件作为模块化单元，便于模块的互换，对结构复杂的部件可进一步细化将部件中的某些组件模块化。基础件若结构简单，功能独立，应作为单独的模块单元考虑。 依照划分原则分析轧机后，建立的轧机模块划分小意图，如图所示。

对模块描述和数学模型自动生成。首先是物理模型模块化，依据模块划分原则，将所研究的轧机系统划分为15个模块， 值得注意的是，绝大多数模块在与其他模块联接时，其接曰功率流向和因果关系是不确定的，因此，需要将有不同接口功率流向和因果关系的模块分别制作并存入模型库，以保证各模块联接时接口的正确。基于键合图的模型自动生成分为自动数值建模和自动符号建模。出于研究的需要，本文采用自动符号建模。自动符号建模的过程包括建立系统的功率键合图，确定键合图的功率流向及因果关系，依据“标准规则”拟定系统初始方程并整理得到标准的状态空间方程。国内的一些学者对自动符号建模的关键问题也进行了研究。以MATLAIB语言为工具，实现了系统数学模型的自动生成，并解决了模块间的参数调用。

模块的集成和仿真， 由各模块功能描述，再根据各模块之间的藕合关系，即接口位置、因果关系的非矛盾性等，得出描述整系统动态结构的功率拓扑建图，如图下所小。图中虚线框表明也可把数个模块合并为一个模块，对于非常复杂的大系统这种合并可以减少模块集成过程中的计算量。

模块数学模型的集成在模块数学模型的建立过程中，各模块的输入Ui是有待确定的。整系统的数学模型集成，就是将各模块的输入确定下来。按此过程，确定各模块的输入Ui后，即可对整个系统进行数值求解及仿真。

数值求解和仿真的过程，由于各模块固有频率相差很大，采用各模块分步长求解，目一相邻模块i, j之间计算步长hj,满足:

T=nihi=njhj式中t——仿真时间ni,nj——各模块总迭代次数

各模块每一步计算完成后，根据ui的表达式求出ui各分量的值并储存以备调用。如此处理既保证了各模块的运算精度，又加快了运算速度。 图一和图二是部分仿真结果和实测对比，其要工况参数是:带速1184m/ min，液压源给定轧制压力初值4. SMN，平整率1 %，前张力50kN，后力70kN_带厚I .5mm,带宽1500mm.

图一：轧机下工作辊垂振冲击速度时域响应

由图一可知，仿真结果与实测结果比较一致，证明用该建模方法对系统进行分析是可靠的。

图二：轧机下工作辊垂振冲击速度频域响应

结论：1)运用模块化理论建立了一个复杂机电系统的全局藕合动力学模型并对其进行了仿真，经实验证是正确的。 ( 2)根据实际系统建立了一个开放式的模块库，制作了一批通用性较强的模块，可以通过模块的拆卸和拼装构成不同类型的轧机。 ( 3)利用键图建模的特点，采用了模型自动生成技术，无论是模块的数学模型，还是模块间藕合参数的确定，编写程序均由计算机自动完成。使复杂机电系统的建模和仿真变得容易和可行。

参考文献：

[1]姜慧，徐燕申.机械产品模块化设计总体规划方法的研究[J].机械设计.1999. (12)

[2]张尚才.工程系统的键图模拟和仿真[M].北京:机械 工业出版社1993

[3]童时中.模块化原理设计方法及应用[M].北京：中国标准出版社

第8篇：传统建模方法范文

【关键词】混杂系统控制；最优控制；电力电子

0引言

由于电力电子变换器本质的高阶非线性，闭环控制问题多年来未能得到较好的解决。线性、非线性和智能控制理论在电力电子中先后得到应用，由于模型存在误差或者控制理论本身的不完备，这些解决方案都未能达到最佳。近年来随着半导体技术的发展，高精度的高速微处理器的出现和普及，使现代控制及智能控制方法的实时计算或近似估算成为可能。在设计高性能的电力电子系统时，先进控制理论的应用是很有实用价值的。本文对混杂系统控制理论的发展现状做了总结，对电力电子变换器的混杂系统建模及混杂系统控制理论在电力电子学的应用进行了总结和展望，指出切换系统最优控制的应用是一个比较新颖的研究方向。

1混杂系统控制的研究现状

混杂系统是一类包含相互作用的连续动态过程和离散动态过程的动态系统，混杂系统控制理论是继线性系统、非线性系统控制理论之后发展起来的系统控制理论。经典及现代控制理论研究的数学模型可以视为混杂系统的一个特例，而将传统控制的理论体系推广到混杂系统控制理论还有大量的理论研究要做。混杂系统的模型有很多种，如层次结构模型、自动机模型，混合逻辑动态模型，切换模型等，其中应用最广泛的是自动机模型。混杂系统的控制方法与现代控制理论类似，也包括自适应控制、学习控制、容错控制、镇定控制、最优控制和鲁棒控制等，这里仅对三种研究较为深入的控制方法加以说明。(l)镇定控制：是指在给定平衡点下，调整控制策略，使系统由不稳定转换为稳定的控制策略。类似传统控制中用输出或状态反馈令开环不稳定系统闭环稳定。(2)最优控制：就是在约束条件下，满足初值和终值条件，并使系统的给定性能指标达到最优的控制策略。(3)鲁棒控制：实际的混杂系统通常存在各种不确定性，鲁棒控制器按标准状态设计，也能够分析并克服这些不可预见的干扰因素，令闭环系统具有一定的鲁棒性。

2电力电子变换器的混杂系统建模

电力电子变换器中开关器件的存在，使它成为一个典型的开关非线性系统。随着开关的通断，电路处在不同的工作状态；每一个状态中，系统都随时间连续运行。在变换器外部或内部事件的驱动下，系统在各个状态间循环跳转，输出由在几个状态间的切换平均实现。变换器的运行特征与混杂系统完全吻合，因此可以说，电力电子变换器是一类典型的混杂系统。目前在电力电子变换器的混杂系统建模中应用较多的有自动机模型和切换系统模型，按这两种思路得到的变换器数学模型基本是一致的。

3混杂系统控制在电力电子中的应用

在国内，从20世纪末开始，越来越多的学者投入到混杂系统控制理论的研究，并致力于将混杂系统控制理论应用于电力电子变换器，目前取得了一定的成果。文献[3]是国内较早将混杂系统理论引入电力电子变换器研究的论文，对电力电子电路进行了混杂系统建模、故障诊断、事件辨识以及小波故障分析等方面的研究。文献[4]对变换器用自动机模型建模做了有益的探索，利用混杂自动机理论建立了电力电子电路的统一抽象模型，并设计出新型滑模变结构控制器。将混杂系统模型和非线性控制方法结合是有益的尝试。文献[5-6]建立了DC-DC变换器的切换线性系统模型，并引入了切换线性系统投影法的概念，提出最小投影法切换律的控制策略。仿真和实验结果表明最小投影法切换律在DC-DC变换器中具有普遍适用性。为了实现切换控制的鲁棒性，与PI控进行了结合在扰动情况下对平衡点进行修正。最小投影法切换律的本质是切换系统在任意初始状态都能够选择一个指向平衡点的速度矢量场，使系统轨迹不断逼近并最终稳定运行于平衡点。

4切换系统最优控制及其在电力电子中的应用展望

对混杂系统的最优控制问题的研究，取得了一定的成果，特别是基于切换线性系统的最优控制。基于经典的动态规划方法，文献[7]针对切换线性系统的最优控制提出了一种二阶段算法。首先固定切换序列，在此条件下求得切换系统最优控制问题的次优解；然后改变切换序列（改变切换次数和顺序）来求全局最优解。当把电力电子变换器视为周期的切换线性系统，可以用来实现多种目标的最优控制。这种情况下系统不能达到一般意义上的最优，但是其运算较为简单，在一定程度上可以达到设计目标，具有一定的实用价值。文献[8]给出基于范数、基于收敛路径、基于收敛距离、基于收敛方向和基于综合的周期切换线性系统的最优切换律的设计方法，可以尝试推广到更复杂的情形，检验其性能。切换系统控制本身还不成熟，有很多问题在控制理论上未能很好地解决。由于切换线性模型可以精确地描述电力电子变换器，切换线性系统最优控制期望能得到更好的特性。

5结论

作为一门交叉学科，电力电子学的发展与控制理论的应用密切相关。目前混杂控制理论还有较大的发展空间，它在电力电子的应用更是刚刚起步。切换控制是新兴的控制方法，由于它所处理的切换系统模型可以较为精确地刻画电力电子变换器，它在电力电子中的应用具有较好的前景。

作者:王磊 单位:韩山师范学院物电系

【参考文献】

[1]张波.电力电子学亟待解决的若干基础问题探讨[J].电工技术学报,2006,21(3):24-35．

[2]杨宽,"基于混杂系统理论的电力电子电路建模与控制研究[D]"2010.

[3]胡宗波,张波,邓卫华,等.基于切换线性系统理论的DC-DC变换器控制系统的能控性和能达性[J].中国电机工程学报,2004,24(12):165-170．

[4]胡宗波.基于切换线性系统的DC-DC变换器控制基础理论研究[D].广州：华南理工大学,2005.

[5]肖文勋．电力电子变换器切换线性系统模型的稳定性与最小投影法切换律[D]．广州：华南理工大学，2008．

[6]Wenxun,X.,Bo,Z.&Dongyuan,Q.Modelingandcontrolruleofthree-phaseBoost-typerectifierasswitchedlinearsystems[C].InternationalConferenceonElectricalMachinesandSystems,17-20Oct.2008,1849-1854.

第9篇：传统建模方法范文

关键词 MDA；模型驱动架构；软件开发；平台无关模型；平台相关模型

中图分类号TP31 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）91-0215-02

0引言

如何迅速、高效地开发软件系统，适应用户需求的快速变化，确保软件系统的质量，控制软件开发成本是软件工程一直以来面临的一个共通的问题。与传统软件开发方法不同，MDA方法侧重于系统建模和系统架构的设计。在MDA中，模型是软件开发的核心，MDA通过目前被广泛应用的可视化建模语言对系统建模，以实现系统业务逻辑与特定技术平台的分离，从而更大程度的提高系统可重用性，规范软件开发流程，提高软件开发效率。

1 MDA概述

模型驱动架构（Model Driven Architecture，MDA）是一种基于模型驱动技术的软件开发框架，由国际对象管理组织（Object Management Group，OMG）于2002年，该框架以UML及其它工业标准作为技术支撑，可创建出高抽象度的、可机读的、独立于实现技术的标准化模型，同时可实现软件开发模型在软件开发过程中的可视化、存储以及交换[1]，是一种溶入了新思想、新技术、新方法的软件开发方法。

1.1 MDA体系结构

MDA体系结构如图1，其核心是OMG的一系统标准：统一建模语言（Unified Modeling Language，UML），元对象设施（Meta Object Facility， MOF），XML 元数据交换（XML Metadata Interchange，XMI），公共仓库元模型（Common Warehouse Meta-Model， CWM）[1]。

从同心环中心部分的核心标准到外层环的JAVA、.NET、Web Service等平台模型再到更外一层的SECURITY等公共服务，最后到最外层Telecom等领域的应用代码，实际上就是从与平台无关的抽象模型到与特定平台相关的更高层次模型，最后到各个领域应用程序的过程，这体现了MDA模型驱动的开发过程。

UML：是MDA存在的基础，是一种通用的可视化建模语言，UML被MDA用于描述各种模型，UML模型的应用使得软件开发标准化、规范化。

MOF：是MDA的的核心部分，它是对UML 更高层次的抽象，可以实现不同格式数据的统一定义，它为MDA各种模型的转换与映射提供了基础支持。

XMI：是一种工业标准，是基于XML的元数据交换，用于定义统一的数据交换格式，目的在于实现不同模型之间的相互理解。

CWM：是MDA实现数据格式变换的手段，例如将数据实体从关系数据库变换为XML格式，从而使MDA中通用的数据模型变换引擎得以实现。

上述标准形成了创建、和管理模型的基础，为MDA在模型的建立、模型间的变换，以及模型与特定平台代码的转换提供了理论依据和技术支持。

1.2 MDA模型

MDA的关键在于建模，建模的成败决定了MDA软件开发的成败。MDA中有三个重要模型：计算无关模型（Computation-Independent Model，CIM），平台无关模型（Platform Independent Model，PIM），平台相关模型（Platform Specific Model，PSM）[2]

CIM模型：来自于业务领域，通过对业务领域建模产生。通常是采用图表和自然语言相

结合的方式对系统相关的业务流程进行描述，因此也被称为业务模型。

PIM模型：是对CIM模型的映射，也是对领域模型更高层次的抽象。由于其不涉及任何

与系统支撑环境和实现技术相关的信息，因此称为平台无关模型。

PSM模型：与PIM模型的差异在于，PMS模型是根据特定平台和实现语言的映射规则由

PIM转换而来，是与具体实现技术相关的平台相关模型，是最贴近代码级的模型。

1.3模型转换

在MDA中，模型转换是系统能否实现的关键技术，它由四部分组成：源模型、目标模型、转换工具以及转换规则库。所谓模型转换就是指利用转换规则，通过转换工具将源模型转换为目标模型，最后将生成的目标模型输出的工作过程[2]。以PIM和PSM之间的转换为例，其转换过程如图2所示，为便于实现模型间的转换，二者均采用同一种元语言——基于MOF扩展的UML建模，其中的变换定义由转换规则库描述，执行则是通过MDA相应的转换工具加以实现。

2 MDA软件开发

MDA软件开发思想的出现为软件开发提供了一个全新的思路，它汲取并结合了现有软件开发方法的优点，如：极限编程的快捷开发、RUP的迭代式开发以及快速原型法的原型思想，在此基础上不断创新，致力于提升模型构建的标准化和自动化程度，以提高软件的可移植性、互操作性、重用性及可维护性。MDA软件开发生命周期如图3所示，其各开发阶段功能描述如下：

1）需求捕获：通过与目标软件用户交流沟通，了解系统的业务工作流程及用户对系统的功能需求，形成对待解决问题完整描述的文档资料及初步用户手册；

2）需求分析：对需求捕获中获取的信息文档进行提取、抽象，生成相关的业务逻辑文档。该阶段为CIM建模过程，可通过UML用例图对业务流程进行计算无关建模；

3）系统总体设计：将前面构建的CIM计算无关模型转换成相对应的PIM模型，由于采用UML统一建模，语义明确，便于理解，因此该转换过程通过手工可方便实现。该阶段为PIM平台无关建模过程，可通过基于MOF的领域建模实现；

4）系统详细设计：本阶段是对系统特定平台相关技术的设计过程，如：信息格式化技术、消息处理中间件、分布式组件中间件等技术的设计，当然也包括系统体系结构、界面表示等内容的设计。该过程是将步骤3）中的PIM模型转换成一个或多个特定平台模型PSM的模型转换过程，其模型转换由系统定义的一系统映射规则实现；

5）系统编码：该阶段为PSM平台相关模型向实现代码的转换过程。由于PSM建模过程中已将大量的特定平台相关信息融入其中，也就是说本阶段的PSM模型已经很大程度上贴近最终的系统代码。因此，只要通过定义相关转换规则、选择相应转换工具，PSM向代码的转换工作可由系统工具直接完成；

6）系统的测试和：对系统代码的测试以及维护是本阶段的主要工作，其目的是确保交付软件系统的正确性、可用性及功能完备性；

通过上述分析可知，相较传统软件开发方式而言，MDA具有几乎相同的软件开发周期，二者不同之处在于MDA和传统软件开发在不同开发阶段产生的设计工件不相同。传统软件开发中，分析与设计过程中产生的模型、图以及文档是为最终的代码实现而存在的，它们只是软件开发的一种辅助工具[3]，代码编写完成后，它们也就失去其存在的意义。而MDA软件开发则不同，MDA在设计阶段分离出抽象级别的模型，如：PIM和PSM模型，它们是正式的精确模型，它们是能够被机器所理解和识别的，是软件开发的产品，而不仅仅是中间过程模型[4]。因此可以说，MDA从根本上改变了软件开发的方式，以建模行为驱动整个软件开发过程，软件工业的最终产品将不再是代码，而是独立于计算平台的模型，这是软件工程方法学的一个质的飞跃。

3 MDA软件开发前景

目前，MDA正处在一个演进的过程当中，其优势在于：MDA可以对异构系统之间的互操作提供支持，这使得MDA具备了中立于任何软件商的软件开发优势。此外，MDA是需求和技术之间的杠杆和纽带，PIM是对需求的建模，PSM则是应用具体技术后的模型，两者之间的变更是相互独立的，也正因如此，系统的商业逻辑和实现技术实现了松藕合。所以说，MDA开发方式使我们的系统能够更为灵活地实现、集成、维护和测试[2]。

然而，MDA在实际应用中还存在着诸多问题，如：MDA为获取业务模型的持久价值，增加了抽象层，但层与层之间的转换并不如期待那样顺畅。比如，PIM模型PSM模型转换，PSM模型代码转换，这些转换过程都需要相应的MDA工具实现，而就目前而言MDA相应的开发工具并不完备，这使得模型之间的转换比预想的要困难了许多。而且，UML作为当前最具优势的统一建模语言，在建模技术上的表现也并不尽如人意，UML的局限性体现在不能适应特殊领域的建模。因此，系统要想实现精确模型的建立就需要大量的UML扩展机制提供相应的技术支持，尽管目前也有一些语言，如：OCL（对象约束语言）可支持精确建模，然而这种支持距离真正意义上的可执行模型还具有一定距离[4]。此外，MDA方法与工具的推广也是一个问题，目前多数企业与个人都有一套自已的开发模式与开发工具，放弃自身多年的积累去适应一个全新的的开发模式，不能不说是一个严峻的挑战。

4 结论

总之，MDA为软件开发提供了一个战略性的方法学。MDA的发展目标就是要尽可能减少重复工作，尽可能地提升软件复用的层次和范围，实现模型的直接运行或是代码的自动生成。尽管在MDA的发展过程中还存在着诸多内在外在的制约因素，但是MDA作为新一代的软件开发方法，它将是未来软件体系研究的重点，相信MDA会给未来的软件行业带来更大的发展空间以及更多的挑战与惊喜。

参考文献

[1]吴涛等.MDA与高校快速协同开发平台的构建[J].河北理工大学学报，2011（33）.

[2]黄建庭，等.基于面向对象的MDA三级建模技术[J].计算机应用，2010（30）.