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基于网络的协同设计系统数据交换及管理关键技术研究

周伟  
【摘要】: 网络协同设计要求分布在异地的具有不同专业特长的设计主体,使用不同的设计工具,基于网络进行远程协作设计,在一个共享环境中对设计方案反复讨论、修改,以最快的速度、最好的质量完成产品设计。它要求相关成员都能及时了解相关的设计方案,能随时了解设计过程的进展状态,能动态获取阶段性设计结果的信息,能方便地共享设计资源,能有效地实现人类智能的协同交流。本文在国家自然科学基金项目“共享模型驱动的异地实时协同设计方法和技术研究”(项目编号50175113)以及教育部高校博士学科点专项科研基金项目“网络环境下协同设计三维模型实时共享方法及实现”(项目编号20040611006)的资助下,对网络协同设计的数据交换和管理关键技术进行了研究,主要做了以下几个方面的工作: ①建立了一种基于三层B/S结构的网络协同设计体系结构。详细分析该体系结构的功能模块,主要实现跨平台建模、产品数据管理、数据格式转换、数据库协同管理以及系统管理等功能;分析该体系结构的关键技术,提出基于Web、CORBA、Agent的系统封装技术结构来解决分布式异构环境下的协同设计互操作问题。 ②提出了基于ECA规则的动态数据交换技术。分析基于ECA规则的动态数据交换的关键技术:动态数据交换格式、产品模型数据转换标准STEP和ECA规则;建立基于ECA规则的动态数据交换系统结构;提出STEP动态数据交换格式,该数据格式只包含了更新部分实体的STEP数据;定义网络协同设计动态数据交换中的ECA规则,通过事件的复合运算和触发关系表达了动态数据更新中定义的事件间的基本关系;并应用该规则监测和识别模型实体数据的更新,只传输满足条件的更新数据,从而减少数据信息的网络传输量以及在更新数据中减少不必要的数据;另外还在该技术中应用一个简单的基于锁的并发控制机制来解决多用户的交互冲突。 ③建立了基于角色的协同设计系统访问控制模型。分析涉及访问控制的要素及多种访问控制机制;对基于角色的访问控制(RBAC)的模型进行了详细概述,分析了RBAC的特点及可用性;在RBAC框架中结合强制访问控制(MAC)机制从保护敏感信息的角度提出了基于角色的协同设计系统访问控制模型RBCDSAC,并对模型中的有关概念进行了定义;建立访问控制矩阵对用户进行访问控制。在网络协同装配设计中,该模型能有效地保护敏感的信息,增加网络协同设计的安全性。 ④分析协同数据库及数据库管理系统的特性、研究与开发的途径以及协同数据库管理系统的技术重点,建立了一种基于MAS的网络协同设计的协同数据库模型。研究了MAS的关键技术并讨论了该协同数据库模型的优点;研究协同数据库中数据的查询处理,建立协同数据库查询处理体系结构,对协同数据库的全局查询分解和全局查询优化作了重点研究,提出全局查询分解算法以及建立查询代价的多元线形回归模型并应用偏最小二乘回归法(PLS)对其求解并通过比较查询代价与阈值来得到最优查询计划;最后建立基于对象的版本管理模式来解决协同数据库中数据的版本管理问题。 ⑤开发验证论文研究相关理论的研究实例:建立基于Web的产品协同设计原型系统,通过协同会议、产品结构设计、产品结构强度分析等功能模块的开发来实现产品的网络协同设计。


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