基于Web的微波器件协同设计系统研究

1引言
微波器件的设计是一项集成度较高的电子机械设计，涉及到多个领域的专业知识和技能。微波电路主要由模拟电路组成，电平小至微微瓦，大至几十兆瓦；频率低端为100 MHz以下，高端为100 GHz以上；电路结构有波导、同轴、微带、介质波导、鳍线、悬置微带等；电路受分布参数、电磁场影响大，难以量化。由于在微波频段参数设计比低频和数字电路复杂，因而使得微波器件的设计比一般电路的设计困难得多。

但是，如果限定微波器件的设计范围，设计其中的某一类微波器件，则由于微波器件结构形状比较稳定，可以用一组参数来约定尺寸，而且在产品的开发中，大部分 设计属于类似设计，可以通过知识库等予以限定，其他部分可以通过协同设计来解决。通过对设计任务进行适当的分解，在网络的支持下，联合相关知识领域的研究 人员进行协同设计。

网络协同设计可以使不同地点的管理人员、设计人员、施工人员以及普通用户等均能同步或异步地参与设计工作，从而提高设计的质量和效率。该设计方式很大程度 上改善了传统设计中项目管理与设计之间和不同设计阶段之间的脱节问题，具有设计周期短、费用低、质量易于保证等优点。

2基本原则
在系统设计之前，首先必须认识到冲突是不可完全消除的，这是因为设计者之间的专业知识、语意表达、任务理解以及争论出发点可能会有不同，而且某些设计问题在学术上可能目前还处于争鸣阶段，难以达成完全的一致。 基于上述原因，一个实用的协同设计系统必须排除以上不可消除的因素，要求满足以下三条基本原则：

2.1趋同原则
要求所有协同设计工作人员对于设计任务的理解是相同的，至少是可以通过交流来趋向一致的。为了保证此假设成立，协同设计人员必须经常交流。

2.2实用原则
要求协作设计中涉及的知识或学术范围的冲突是可以通过协商解决的。该原则排除了一些学术争议的引入，从而保护协同设计的实用性。

2.3全局原则
所有协同设计工作人员均须注重全局的利益，在局部利益与全局利益冲突时做出合理的选择，从而有利于设计的正常进行。作为小型设计系统，这一点比较容易达 到，但是对于大型设计系统，由于参与人员的多方面差异，要组成一个注重全局利益的设计集体，只能依靠管理手段予以保证。

基于以上原则的系统，可以避免难以解决的冲突，有利于设计任务的高效率、高质量完成。微波器件的协同设计系统中，参与设计的人员可以限制在某个利益集团，因此可以要求微波器件的协同设计系统遵循以上三条原则。

3协同系统设计
协同设计系统主要由用户端/服务器端/数据库三层结构组成，如图1所示。用户端界面一般由Web浏 览器和设计系统客户端界面两部分构成，分别完成信息交流和参数设计功能。重点讨论协同设计方法，对参数化设计有关内容将另文阐述。服务器端程序主要完成微 波器件设计操作的判别、协调与执行，可以包括参数化设计、冲突消解、协同交流、辅助设计和数据库管理等子系统。该系统中，以协同设计管理系统为核心，协调 各子系统，将用户端提交的设计经服务器端冲突判断后反馈用户，一旦产生冲突，则首先进行系统消解，若失败则提请用户使用交流系统进行交流仲裁。

丰富多彩的Web页面、功能强大的ASP程序、性能稳定的数据库，为实现基于Web的协同设计提供了较好的基础。基于Web的协同设计，可以在实现产品模型系列化、标准化、模块化、客户化的基础上，将设计结果封装在网上提供服务。设计人员可以通过Web快速查询所需设计产品的功能、型号、性能及相应标准等详细信息(以HTML, VRML, XML, JavaScript等形式)。

4服务器端设计
基于Web的 协同系统，将设计的处理功能都集中在服务器端，主要包括用户功能设计、冲突消解系统设计和数据库设计三部分。相应地，服务器端程序担任着三大职责：一是用 户权限的判断与功能设计；二是实现知识推理、约束松弛、回溯和仲裁等冲突消解过程的主要算法；三是用户需求与数据库共享之间的协调。系统主要采用ASP(Active Server Page)技术实现算法的编程，面向用户的部分程序通过HTML、ASP、Javascript、XML实现，面向数据库的部分程序，由ODBC或ADO等与数据库连接，通过SQL实现交互。

4.1用户功能设计
工程设计中，协同设计人员为了能够完成规定的设计任务，必须定期召开会议，对设计内容进行探讨，以解决彼此的分歧。传统的现场会议式的协同设计过程，要求相关设计人员必须在指定时间和地点参加会议，浪费了大量的人力、财力和时间。基于Web的协同设计，让相关人员在计算机前完成相互的协调，这些Web协调会议可以由双方或多方在某一选定的时间进行。