CN115951970A - 一种异构多仿真软件集成开发环境 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种异构多仿真软件集成开发环境，属于集成开发环境领域。仿真项目中数据互通困难、组件复用困难、集成调试困难、仿真项目组织管理低效等一直是仿真过程中的难点，为了解决这些问题，本发明提出异构多仿真集成开发环境，将多种仿真软件融合进集成开发环境，并将仿真软件封装的模块组件存入集成开发环境的资源库，实现模块组件的复用；本发明集成开发环境还包括组态环境、脚本编辑模块、调试管理模块以及项目管理模块等。本发明集成开发环境支持仿真应用开发的全生命周期，实现了组件复用，支持项目管理与调试管理，任务状态可以实时跟踪，便于项目总体进度监控，有效提高仿真项目完成的效率。
Description
技术领域
本发明属于仿真应用集成开发平台技术领域，涉及一种异构多仿真软件集成开发环境。
背景技术
仿真应用的开发涉及到多种软件工具，包括可视化造型工具，流程仿真系统以及科学计算平台。工程师利用这些软件开发的模型和仿真应用需要部署至客户的运行环境中，用于对生产中的各种情况进行仿真模拟、预测及优化。这样的开发管理过程中，存在很多问题：
(1)数据互通困难：仿真应用开发所需的各种数据由各软件自行管理，其它用户和软件很难进行访问；软件之间的数据共享采用最原始的目录共享，优盘拷贝等手段；项目结束后项目中使用的数据有可能流失；调试过程使用和产生的数据无法进行记录和跟踪。
(2)组件复用困难：没有有效的手段去管理各软件平台产生的模型和仿真组件；其它用户没有手段去了解和重用已有资产；造成重复开发。
(3)集成调试困难：应用的调试都在各软件中独立进行，无法整合调试；频繁在各软件中进行切换，效率低下，操作混乱；无法把控仿真应用的整体调试测试进度。
(4)仿真项目组织管理低效：口头或者邮件进行沟通，无法跟踪记录协作过程；无法结合仿真软件的交付对工作任务和进度进行有效管理，对于大型项目来说，容易造成项目管理混乱，导致项目延期或者失败。
发明内容
本发明的目的在于提供一种异构多仿真软件集成开发环境，用于解决现有生产过程中仿真模拟、预测和优化过程中数据互通困难，组件复用困难，集成调试困难，仿真项目组织管理低效等技术问题。
本发明的一种异构多仿真软件集成开发环境，包括资源库、组态环境、脚本编辑模块、调试管理模块以及项目管理模块等。
资源库包括开发环境资源和机理模型库；其中，开发环境资源包括各仿真软件的仿真开发环境；机理模型库中存储已制作封装好的模块组件，模块组件为根据开发项目所需功能，采用不同编程语言撰写的功能模型代码或仿真模型，模块组件由各仿真软件生成。模块组件的接口通过接口描述语言进行定义。资源库还包括生产过程数据库和冶金知识库。
组态环境包括服务管理相关组件和仿真应用运行时环境，从机理模型库中将所需的模块组件通过拖、拉、拽的方式添加至组态环境，并按照调用关系对模块组件进行组态。
脚本编辑模块内置微软编译器，支持.net平台的C#和VB.Net编程语言，支持.netframework类库，支持接口描述语言。
调试管理模块用于对组态进行断点设置，实时查看各模型组件的输入和输出，测试运行结果。
项目管理模块中由项目负责人进行项目的创建和任务分工，项目成员通过该模块查看自己的工作任务，进行项目状态查询和交付件下载。项目管理模块可调用组态环境和调试管理模块，在组态环境中进行仿真应用交付和测试调试。项目管理模块还支持日志管理，记录项目成员上传的每一次升级与更新。
相比现有技术，本发明的优点在于：
(1)本发明的异构多仿真软件集成开发环境，支持仿真应用开发的全生命周期，包括仿真项目管理、业务流程编排、仿真过程数据共享、仿真软件集成、组件库管理和重用、应用部署等功能组件；
(2)本发明的异构多仿真软件集成开发环境与仿真软件松耦合，可以方便地集成更多类型的仿真系统，不需要安装多种仿真软件，仿真软件在该坏境中可以直接使用；
(3)本发明的异构多仿真软件集成开发环境支持多元异构仿真开发环境下封装组件库，实现组件复用；
(4)本发明的异构多仿真软件集成开发环境支持多元异构仿真开发环境下的集成调试，在各个软件系统上建立统一的集成调试环境，可以从整体上对仿真应用进行调试测试管理；
(5)本发明的异构多仿真软件集成开发环境以一种可视化或者方便的方式对组件进行编排，从而构造整个仿真设计过程，建立了仿真项目管理机制，可以对仿真项目进行任务分解，分配任务到各仿真工程师，跟踪任务的执行进度和状态，并能对任务的交付件进行统一管理。
附图说明
图1为本发明多仿真集成开发环境示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明的一种异构多仿真软件集成开发环境，主要包括：资源库、组态环境、脚本编辑模块、调试管理模块以及项目管理模块等。
(一)构建资源库。
本发明的资源库包括各仿真软件和仿真应用开发时所需的各种数据资料，开发调试过程中产生的数据等。资源库包括开发环境资源以及机理模型库，还包括生产过程数据库、冶金知识库等。
(1)开发环境资源包括Matlab、Emulate 3D、Anylogic等仿真开发环境。本发明将多种仿真软件有机地集成进仿真云平台，成为仿真云平台的基本组件。
(2)机理模型库，存储基于本开发环境制作封装的模块组件，包括Java模块、C#模块、C模块、C++模块等。如基于Java开发的Anylogic流程仿真模型组件、基于C#开发的Emulate虚拟仿真模型组件、基于Matlab开发的机理模型组件等。
根据开发项目所需功能，利用相应的软件写出对应的多个小功能代码或仿真模型，将这些Java模块、C#模块、C模块、C++模块等不同编程语言的功能模型代码进行加壳，实现与语言无关的模型组件的封装。每个封装的模型组件，通过接口描述语言(IDL)来实现模块的接口定义，并将封装后的模型组件作为标准模块添加进机理模型库中。
采用本发明开发环境，功能模块一旦封装制作完成，即可存放于多仿真集成平台的资源库中，在平台上进行组态项目时可以直接拖拽使用，实现一次封装多次使用，避免重复封装。本发明可实现多资源的集成，
(3)进行模块资源管理。本发明对机理模型库建立模型组件字典，包括：模型组件名称、标识码ID、关键字、功能描述、版本、输入输出信息等，通过IDL实现模型组件的查询、修改、删除等管理功能。
(4)按照数据类型、业务场景和用途，建立生产过程数据库，存储项目制作和使用过程中各种数据。通过数据库管理工具，实现生产过程数据库中数据的查看、修改、删除等管理功能。
(5)建立与场景相关的质量规则、操作规则、工艺规则等规则知识库。本发明建立冶金知识库，存储与钢铁冶金相关的各类规则知识。
本发明结合了资源池管理功能建立仿真平台的组件库，对各种仿真软件产生的设计开发结果进行统一管理，支持后续仿真项目重用现有的仿真组件。
(二)搭建组态环境。
组态环境包括服务管理相关组件和仿真应用运行时环境，是完成项目的主体环境。通过拖、拉、拽的方式从机理模型库中将所需的模块组件添加至组态环境，按照各模型组件的调用关系进行组态。模型组件之间除输入输出的交互关系外，根据业务场景的需求，接入生产过程数据库中的数据，支撑组态环境下组态出的项目的运行。各模型组件之间的时序与逻辑关系，利用知识库中的操作规则或者工艺规则进行触发。组态环境中的每个模型组件均可以对其双击跳转进入该模块对应的开发环境查看并修改其内部实现。
组态环境中多仿真数据互通的实现，是采用消息队列数据集成和数据交换共享技术，基于消息中间件，在所有模型组件之间建立可实现消息的传输、路由、过滤、增强、错误捕获和处理的消息传输机制，由消息队列来保证数据传输的异步性和稳定性。所有数据都可以通过消息中间件，建立起一条可靠的多仿真数据互通传输链路，进行模型组件间的通信。
(三)构建脚本编辑模块。
本发明的集成开发环境的脚本标记模块支持.net平台的C#、VB.Net编程语言且内置微软编译器，可无缝使用.net framework类库，无缝使用自定义DLL等，提供基本逻辑运算、加减乘除赋值、布尔逻辑、位逻辑、条件判断、条件循环、次数限定循环等功能。通过脚本编辑模块进行程序脚本设计，可以封装为通用功能组件，在组态环境下，与模型组件集成组态。
(四)构建调试管理模块。
在本发明多仿真软件集成开发环境下，通过调试管理模块对组态进行断点设置，实时查看各模型组件的输入和输出，测试运行结果。调试过程中可以唤起本地仿真软件，例如MATLAB，Emulate3D,Anylogic等，当某个模块需要编辑时，双击该模块组件跳转至该模块对应的开发环境，以便对模块编辑。如果调试时出现问题的模块未知，可以对组态进行断点设置，测试运行结果，以便准确定位到有问题的模块。
(五)构建项目管理模块。
在项目管理模块中以项目的概念进行任务、服务和数据的隔离。首先由项目负责人集中进行项目的创建和任务分工，项目成员可以查看分配到自己的工作任务，对工作进度便携管理。在项目管理模块中项目负责人可进行里程碑定义和高阶任务拆分，项目成员可以进行项目状态查询，进行交付件下载。项目管理模块除了包括项目任务管理和分配外，还可以调用组态环境和调试管理模块，在组态环境中进行仿真应用交付和测试调试。
高阶任务以编排的方式由技术负责人进行定义，任务与仿真组件联动开发，实现复用和自定义的灵活配置，任务状态可以实时跟踪，便于项目总体进度监控。可以拖拽式的实现服务编排，轻松完成大规模组件组合式的仿真应用交付。支持以消息/事件驱动的组件同步，支持在线实现组件的暂停、启动等指令下发。仿真流程可以在组件级别上的调试，支持服务组件的唤起、以及对组件输入输出数据的核查。
项目管理模块中还支持日志管理，记录项目成员在平台中上传工作过程中的每一次升级与更新，方便项目负责人对生产日志进行管理。
本发明的异构多仿真软件集成开发环境支持多元异构仿真应用的部署(包括Emulate3D、Anylogic、Matlab)。平台可以在云平台微服务化部署、分布式边缘部署、或仿真机部署等。
以上实例描述了本发明的具体实施方式，但是应该理解的是，这里具体的描述不应该理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读说明书后对上述实例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。
Claims (6)
1.一种异构多仿真软件集成开发环境，该特征在于，所述集成开发环境包括资源库、组态环境、脚本编辑模块、调试管理模块以及项目管理模块；
所述资源库包括开发环境资源和机理模型库；其中，开发环境资源包括各仿真软件的仿真开发环境；机理模型库中存储已制作封装好的模块组件，模块组件为根据开发项目所需功能，各仿真软件生成的功能模型代码或仿真模型；模块组件的接口通过接口描述语言进行定义；所述资源库还包括生产过程数据库和冶金知识库；
所述组态环境包括服务管理相关组件和仿真应用运行时环境，从机理模型库中将所需的模块组件通过拖拽的方式添加至组态环境，并按照调用关系对模块组件进行组态；
所述脚本编辑模块内置微软编译器，支持.net平台的C#和VB.Net编程语言，支持.netframework类库，支持接口描述语言；
所述调试管理模块用于对组态进行断点设置，实时查看各模型组件的输入和输出，测试运行结果；
所述项目管理模块由项目负责人进行项目的创建和任务分工，项目成员通过该模块查看自己的工作任务，进行项目状态查询和交付件下载。
2.根据权利要求1所述的异构多仿真软件集成开发环境，其特征在于，所述的资源库，为机理模型库中的模块组件建立模型组件字典进行管理，字典中存储模型组件的名称、标识码ID、关键字、功能描述、版本和输入输出信息，通过接口描述语言IDL进行模块组件的查询、修改和删除管理。
3.根据权利要求1所述的异构多仿真软件集成开发环境，其特征在于，所述的生产过程数据库存储项目制作和使用过程中各种数据；所述的冶金知识库存储与钢铁冶金相关的各类规则知识。
4.根据权利要求1所述的异构多仿真软件集成开发环境，其特征在于，所述的组态环境中，在组态项目运行时，所添加的模块组件之间除了输入输出的交互关系外，根据业务场景的需求，接入生产过程数据库中的数据，各模块组件之间的时序与逻辑关系，利用冶金知识库中的操作规则或者工艺规则进行触发。
5.根据权利要求1所述的异构多仿真软件集成开发环境，其特征在于，所述的组态环境中，所有模型组件之间基于消息中间件建立多仿真数据互通传输链路，通过消息队列进行数据传输。
6.根据权利要求1所述的异构多仿真软件集成开发环境，其特征在于，所述的项目管理模块调用组态环境和调试管理模块，在组态环境中进行仿真应用交付和测试调试；所述的项目管理模块支持日志管理，记录项目成员上传的每一次升级与更新。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202211706637.3A CN115951970A (zh) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | 一种异构多仿真软件集成开发环境 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202211706637.3A CN115951970A (zh) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | 一种异构多仿真软件集成开发环境 |
Publications (1)
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| CN115951970A true CN115951970A (zh) | 2023-04-11 |
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Family Applications (1)
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| CN202211706637.3A Pending CN115951970A (zh) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | 一种异构多仿真软件集成开发环境 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN115951970A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117032903A (zh) * | 2023-10-07 | 2023-11-10 | 之江实验室 | 一种仿真调试方法、装置、存储介质及电子设备 |
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2022
- 2022-12-29 CN CN202211706637.3A patent/CN115951970A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN117032903A (zh) * | 2023-10-07 | 2023-11-10 | 之江实验室 | 一种仿真调试方法、装置、存储介质及电子设备 |
| CN117032903B (zh) * | 2023-10-07 | 2024-01-26 | 之江实验室 | 一种仿真调试方法、装置、存储介质及电子设备 |
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