基于Web环境的机械设计的异地协同设计Word格式文档下载.docx
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Thecomputerisnowthecaseforthemechanicaldesignmoreandmore,andcollaborativedesignmechanicaldesignasaveryimportantaspectisthefocusofalotofdesign,thisisadeparturefromtheseaspectsoftheWebenvironment,themechanicaldesignofcollaborativedesignhasbeenstudied;
carefullyanalyzedinaWebenvironmentformechanicaldesignoftherequiredsystemstructure,andcollaborativedesignthroughoutthedesignprocess;
describestheuseofcomputertechnologytocompletethecollaborativedesignofseveralveryimportanttechnologies,suchasdesignconstraintsandconflictresolutiontechniques,networkdesigndatabasesandtheexchangeofdatainmechanicaldesignapplications.
Keywords:
collaborativedesign;
machinery;
design
目录
一、前言1
二、基于Web环境的机械设计流程以及设计结构2
(一)Web环境下进行机械设计系统的结构2
(二)基于Web环境进行的机械设计的流程2
(三)整个协同设计中的核心技术3
三、运用实例6
四、结论7
参考文献8
一、前言
最近几年,CAD技术越来越成熟,CAD在设计中的应用也越来越广泛,,与此同时计算机辅助设计系统,专家系统以及知识库系统的进步也是非常巨大的,这直接把计算机设计带入了一个新的阶段。
Internet技术的进步是二十一世纪一个非常伟大的进步,这些进步为机械产品实施异地协同设计打下了非常扎实的基础,现在世界上涉及利用计算机协同工作(ComputerSupportedCooperativeWork,以下简称CSCW)的研究绝大多数都是基于Internet所提供的优良的网络环境,几人或者几组协同工作一起完成任务。
现代化机械设计通过这么多年的发展,呈现了一个新的方向,就是现代的机械设计越来越依靠计算机来完成协同的工作。
通过这些技术手段,实现Internet条件下的现代化的、智能化的CAD机械设计。
利用Web环境的协同设计,是指把身处不同地点的各个设计小组进行整合协作工作,完成设计任务。
在这个的任务过程到需要利用分布式的数据库中的数据。
同时,也需要传输大量的数据。
不仅仅如此,每个相对独立的设计小组都有自己的节点,并且这些节点可以利用Web了解到相关的、全面的设计数据,并且可以把自己小组的设计数据,向服务器以及数据库进行提交。
整个的机械设计过程是通过服务器和数据库进行连接,并且分配并由几个不同的设计小组合作完成的。
目前,Internet发展的速度非常惊人,网络的船速速度由于带宽的提高二提高了很多。
多媒体数据快速准确的实时传输,越来越多样化的网服务的出现,这些技术的发展推进的网络会议以及虚拟现实技术的应用,使这一类技术可以有效的应用于设计以及生产的整个过程之中。
因此设计者们,可以构造出一个基于Web网络环境的机械设计平台,并且使用技术手段解决Web网页上三维数据的访问,传输甚至是修改的问题。
达到让各种数据被各个小组共享的目的,这样就可以满足整个机械设计过程中,需要实现的协同设计的目标。
二、基于Web环境的机械设计流程以及设计结构
(一)Web环境下进行机械设计系统的结构
基于Web的机械设计,其整个系统的结构是非常典型的C/S结构(如下图)。
因此,整个机械设计系统的作用分为两块,交互的Web服务器端以及用户用于设计的客户端,并且通过Internet这个媒介进行交互式的连接。
除此之外,整个系统也可以分为支持层,管理层,交互层与设计层。
各个相对独立的用户进行的本地设计都属于设计层,而Web页面是隶属于交互层,而基于Web端的项目设计管理属于管理层,系统支持层一般管理工程数据库和Web服务器。
(二)基于Web环境进行的机械设计的流程
基于Web环境的机械设计的基础是传统的机械设计流程。
同时,再通过Web的优点对整个流程实施合理的改进和控制。
基于Web环境的设计模式,整个任务的核心是设计任务,每个机械设计的组织者是节点,每个独立的设计小组是设计的主体,而机械设计的具体设计者是整个设计的具体执行者。
(三)整个协同设计中的核心技术
1、网络工程数据库
利用CAD系统进行机械的整体设计,其实质就是通过计算机的应用,对整个设计过程中的信息进行处理。
基于Web环境,利用网络完成机械设计中的协同设计,其最关键的技术就是网络工程数据库中设计信息的叫唤。
每个设计者应该利用Web网页中显示的表格以及数据库实施各种操作,对于自己需要的信息,比如文本,图形或者参数等重要信息,都可以从数据库进行调用,这样每个实时的数据信息都可以进行动态交换,并且及时的发布。
基于Web环境的整个网络数据库,是通过一个提供用户操作界面的Web阅览器,可以用来存储信息数据的数据库服务器,以及连接浏览器和服务器的Web服务器结合组成的。
一般来说,为了完成Web服务器以及数据库服务器,一般有以下几种方案:
Java、ADO、NSAPI、Script、ISAPI及CGI等等。
工程数据库系统,和经常使用的传统数据库系统有着相同的设计,其中包括工程数据库设计,以及工程数据库管理系统这些内容。
工程数据库主要需要完成的任务是,通过利用工程数据库管理系统,根据应用的具体要求,合理的为某些工程项目或者某一类的工程项目,构建一个结构优化,使用便捷,使用效率相对较高的工程数据库和他相关的应用系统。
在一般的工程数据库,一般存储有两种类型的信息:
第一种是静态的信息,第二种是动态的信息。
这两种不同的信息主要是用于描述进行设计的时候,环境的信息,以及关于设计对象的一些相关信息。
2、检测约束和冲突并且解决解决
机械设计的整个过程中,各种各样的的相互依赖以及各种各样的相互制约关系是普遍存在的,这些关系就是所说的约束。
各种不同的设计小组之间,甚至是同一小组,不同设计人员都有可能对相同的设计目标和想法有着不同的意见,这就是冲突。
机械设计中所讨论的协同主要意思是协调约束,一起合作坚决冲突的过程。
由于机械产品设计整个过程中,存在着约束关系,这就意味着设计活动的顺序是有着严格要求的,设计时间的约束以及设计对象的约束很大程度上就决定了设计活动需要进行划分。
一般机械设计中,特别常见的冲突是发生在设计时,针对于设计资源冲突。
一般的机械设计过程中,各种设计的冲突以及设计约束,会出现于整个的机械设计的当中,想要解决这些设计冲突,最重要的就是冲突的解决方案。
解决方案可以从规则出发进行冲突协调,也可以从实例出现解决冲突协调,甚至人工协调。
在一般的机械设计过程中,主要采用的是基于规则的解决冲突的系统,以及基于实例的系统,但是最有利于解决冲突的是人工协调系统。
协调冲突的一般策略大致可以分成两种,一种是静态协调,一种是动态协调。
一般所说的静态协调,其入手点是冲突还没发生之前,利用合理的、有效的协调设计,对任务规划就行协同规划,实现信息以及知识的相互共享,有效而全面的对设计进行考虑,这样就可以有效的减少冲突的发生。
动态协调和其相反,是当冲突已经发生之后,利用冲突检测技术发现冲突,然后通过协调冲突的工具对冲突进行解决。
如果冲突没有得到相对有效处理,那么就需要人工的介入,对冲突进行协调。
3、设计数据的信息交换
在机械产品设计的过程中数据信息的交换一般包含有一下几个方面:
各设计小组之间的数据交换,同一个设计小组,其小组内部的数据交换;
在机械设计完成之后和后续生产过程中产生的数据交换。
上世纪末期,IS公布了用于产品数据交换,以及数据表达的标准即STEP。
STEP是IS推出的一系列的国际标准,这个标准提出了合理的机制以及定义,这个标准的推出让产品的数据表达可以在不同的计算机系统以及不同的制造环境中进行有效的通信。
三、运用实例
在国内,基于Internet的异地合作协同设计,一般主要应用在—些大型的企业或者是大型的设计当中。
根据上面的分析和研究,将一个基于Web的异地协同设计的系统,使用到传统的机床主轴变速箱的机械设计当中去。
设计的机械系统用Web方式进行传输,提供给相关的用户进行使用,设计的系统提供协同管理,并且对机械设计数据以及资源进行全面的管理。
一般普通的机床主轴变速箱是传统的机械设备非常常见的一种,这种变速箱的主要设计涉及传动系统的设计,以及箱体和各个零件的设计。
所以,委托3个相对独立的设计小组分工实施传动设计,工艺设计以及箱体零件设计这三项任务。
零件设计的客户端利用专用CAD软件进行箱体设计,而另外的传动设计客户端则利用自基于Auto-CAD的传动设计专用设计软件,工艺设计小组实施工艺分析。
每个设计小组定期的向数据库服务器发送各个小组的设计数据和结果,服务器完成每个小组间的数据交换以及共享,这样一起完成整体的设计。
数据服务器中存有冲突协调策略,可以合理的协调两组之间的装配关系以及尺寸数据。
整个的设计过程完全的满足了异协同设计所提出的要求,使机械设计异地协同设计得到实现。
四、结论
随着计算机技术的普及,许多的设计人员可以非常熟练的操作CAD软件进行机械的设计任务。
国内也有相当一批资源,可以支持在机械产品设计,但是很多有用的资源是相对分散的,分散的存在于大专院校,工业设计院,国家的重点实验室,国家的工程研究中心和一些研发能力相对较强的企业。
合理有效的使用这些资源成了一个严重的问题。
机械设计发展的速度越来越快,其主要的的发展方向实通过什么样的方法,把目前存在的很多用户各自的CAD系统,变成一个利用计算机进行支持,可以实现多用户协同设计的巨型的计算机系统,让这个系统成为合作设计的环境由于协同设计的出现,人为工作将会大幅度减少,相反这些劳动通过系统进行解决,这样就使协作更加合理、有效。
参考文献
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清华大学出版社,1999.
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清华大学学报,2000,9:
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- 关 键 词:
- 基于 Web 环境 机械设计 异地 协同 设计