产品异地协同设计模式和支撑环境研究

【摘要】： 产品是企业的生命,产品开发是推动企业发展的动力。现代企业的产品开发活动不仅具备创新性和智能性,而且具有群体性和协作性的特点。产品开发往往是由分布在不同地点,具有不同领域知识的多个企业或部门共同完成。面对用户需求个性化、多样化以及快速多变的市场,企业应充分利用以网络为核心的信息技术,用新的设计和制造模式来提升企业竞争力,自动地调度和协调分布的开发活动,实现对地域上分布的设计资源的快速调集与利用,形成基于网络的企业内部或企业之间团队化协同工作模式,为协同产品开发参与者提供高效的协同工作环境。 计算机支持的协同工作(CSCW)从80年代提出至今,国内外己经进行了大量的研究工作并己在某些领域得到应用。从研究和应用的范围来看,较多的工作是集中在通用的计算机支持的协同工作的使能技术上,但是,CSCW支撑技术的理论和应用研究还很薄弱。 在河北省自然基金的资助下,本课题面向产品的设计和制造过程,力图为复杂产品开发提供一个柔性的协同计算环境,这对缩短产品研制周期,降低研制成本,提供研制能力具有重要意义,使网络环境下的产品开发成为真正意义上的数字化、敏捷化和智能化。 首先,分析了产品协同开发过程中群组协作的特点,建立了基于共享工作空间下的UML协作模型,并对协作操作对象和群体协作关系给出有效的形式化定义和描述。并在此基础上,建立了用户-任务-角色之间的动态关系,实现了支持虚拟组织结构的角色分派、任务分解和调度。从而确定了协同工作系统的工作模式和组织结构,解决了协同设计系统的管理层次上的协同。 其次,研究了零件的参数化造型方法,提出了基于Web Service的协同CAD框架,采用XML定义了协同CAD系统中服务器端和客户端之间特征操作和协同设计的通信协议。同时,本文在研究特征之间交互关系的基础上,建立了特征之间的约束关系,设计了基于优先权和版本控制下的适合图形对象一致性维护的并发控制算法。从而解决了协作空间下应用层次上的协同。 再次,本文在对群组通信特点分析的基础上,提出了适用于不同类型媒体传输的多通道体系结构模型,建立了不同通道之间的交互性约束inter-QoS,从而比较好的解决了CSCW工作环境下的不同传输媒体协议栈之间的协调问题。并在此基础上给出了视频系统的设计方法,该系统可以嵌入协同设计环境,感知协同环境的变化。 最后,将时序推理、模糊理论和Petri网技术结合起来,按工作流概念对协同设计过程建模,在此基础上,给出了协作设计活动中模糊、不确定时间的定义,引入了协作设计活动事件间的模糊关系,并且利用模糊变换原理建立相应的评估和推理机制,实现对协同设计过程模型的时间和成本等的性能分析,从而解决了对协同设计方案的定量与定性评价。从而为优化协同设计方案提供理论依据。