网络化协同设计的若干关键技术的研究及应用

【摘要】： 网络化协同设计是一种新的设计模式，是指一个产品开发团队，在计算机通信网络提供的分布式协同环境支持下，以群体工作目标为核心，并行、协同地设计产品的过程。网络化协同设计是对传统设计模式的一场具有划时代意义的革命，必将从根本上缩短产品的开发周期，提高设计质量，降低设计成本，全面改善产品的售前售后服务，增强企业的核心竞争力。因此，它已经成为国内外学者和企业研究的一个热点。 本文结合所承担的国家863/CIMS项目“基于‘事件’的集成质量系统建模及原型技术研究”(编号：863-511-9844-012)、黑龙江省重点CAD应用工程项目“家具系列产品计算机辅助设计”和国家十五科技攻关项目“网络化制造平台”(项目编号：2001BA201A06)的子项目“家具制造业产品网络化设计中心”(子项目编号：2001BA201A0605)，对网络化协同设计的网络模型、支持协同设计的产品数据管理和协同设计质量的评价等关键技术进行了深入系统的研究，并以家具企业为主要应用对象，将研究的成果应用于家具企业中，建立了家具制造业产品网络化协同设计平台，为家具企业实施网络化协同设计奠定了基础，其研究成果具有重要的理论意义和实用价值。 本论文完成的主要研究工作如下： (1)论文对网络化协同设计的内涵、工作模式、网络化协同设计系统的功能需求进行了系统的分析和研究，在此基础上提出了基于多Agent的协同设计系统的体系结构，最后对协同设计需要解决的关键技术进行了分析，并介绍了本论文将要研究的关键技术。 (2)针对目前产品异地协同设计环境的数据安全性问题，对比分析了基于局域网、基于广域网和基于Internet的协同设计网络模型，提出了基于VPN的协同设计网络模型，该模型综合了前述三种网络模型的优点，并通过试验验证了网络模型的正确性；最后还研究了该网络模型的安全问题。研究结果表明基于VPN的协同设计网络模型是一个经济、实用、安全的协同设计网络平台。 (3)分析了支持协同设计的产品数据管理系统(PDM)的需求和系统的构造方法，指出支持协同设计的产品数据管理系统应该采用基于Web的B/S结构(即WebPDM)，并对WebPDM的开发方法进行了研究，提出了支持协同设计的WebPDM的体系结构和功能模块，并根据家具企业的实际情况对家具编码系统进行了重点研究，提出了适合家具企业的产品及零部件编码的新方法。 (4)提出了制造企业基于“事件”的集成质量系统建模的方法和建模过程，提出了基于“事件”的集成质量系统的体系结构，并实现了原型系统；接着结WP=5合网络化协同设计对集成质量系统中的设计质量进行了研究，建立了协同设计质量的评价指标和评价体系，探索了协同设计质量的综合评价理论和方法，提出了协同设计质量评价的多级模糊综合评价方法，建立了协同设计质量多级模糊综合评价的数学模型和协同设计质量评价的过程模型，并用一个协同设计质量的模糊评价实例来说明了协同设计质量的评价过程。 (5)根据国家十五科技攻关子项目“家具制造业产品网络化设计中心”的要求，研究了家具产品网络化协同设计的实现方法，提出了家具产品网络化协同设计平台的体系结构，并建立了其中的三个子系统：①提出新的家具编码规则，建立了基于Web的家具编码系统；②提出家具开放五金件库的构造方法，建立了基于Web的家具五金件库系统；③提出基于Web的家具协同设计质量评价系统，实现了家具产品协同设计质量的多层次、多阶段的综合全面评价。