（机械制造及其自动化专业论文）网络环境下建筑金属结构产品设计系统的研究与实现.pdf

潼庆大学颈士学位论文 中文摘要 摘要 建筑金属结构产品主耍包括建筑门谢、幕墙、采光顶等产品。建筑金属结构 企业则是面向建筑行业提供建筑金属结构产品的制造奄业。随着我国入世，国内 缀济熬迅速撩长，国内鹣建筑霉亍、韭遣蓬勃发震。酶爨蹩送年寒，建筑毒场更是一 片蓬勃生枫。但是我国建筑金属结构产晶制造企韭较营遍地存在蓉企业规模小， 殿其产品设计周期长、出锚率高、材料统计费时费力、重复劳动工作量较大。同 时在建筑金属结构产品制造企业中设计分散独立，难以实现协同设计以及信息汇 憨、势类农藏攀等。西蘧缀攥我国建筑龛耩结褥嚣鼗豹凌状，赞对行监中存在鹣 问题，研制出套在企业网络环境中实现建筑金属结构产品设计的系统具有熏要 的实践意义。 本论交骜毙滋羁了建筑金属绩搀产熬翻造垒韭及建筑金属结秘产晶貔特点， 指出了传统的建筑金属结季勾产品设计的流程中存在的问题，分析了建筑金属结氍j 产品设计系统的需求。在此糖础上提出了在企业网络环境中实现建筑金属结构产 黼设计系统的鳃决方案。势且具体绘出了系统鞠结构体系和功能体系以及网络环 凌中产品没诗戆运行模式。 论文在此基础上进步研究了在本系统设计和嶷现中所采用的部分关键技 术。着重探讨了s o c k e t 技术，并提出基于s o c k e t 分层结构的数据集成技术；摁 滋了霾元缝匏救疆跫理祝裁，并绘窭了骜予c o m e o m 缀磐模型投疆镣理实理方案； 探讨了原型墩计模式，并程此基础上提出了基于原型模式的产品设计技术，从而 满足产品设计鬻求。 最后本论文综述了系绞的开发和应用耀境以及系绞的各功能模块。本论文的 磷究是国家8 6 3 骜标产磊“建筑金藩缝 奄行韭诗算较辘韵设计帮叟产管理集成系 统”在网络环境下扩展。系统已经在具体厂家得到应用，取得了较好的应用效果。 美键溺：建筑念演缝稳产晶，s o c k e t ，投羧管理，暴黧模式 重堕盔兰堡主兰堡堡奎 茎奎塑矍 a b s t r a c t c o n s t r u c t i o nm e n t a ls t r u c t u r ep r o d u c t sa r et h ep r o d u c t sw h i c hi n c l u d ed o o r sa n d w i n d o w s ，c u r t a i nw a l l s ，s k y l i g h t s ，e t c t h ee n t e r p r i s e so fc o n s t r u c t i o nm e t a ls t r u c t u r e d e s i g n o rm a r i a f a c t u r ec o n s t r u c t i o nm e n t a ls t r u c t u r e p r o d u c t s f o rt l l e i n d u s t r y o f c o n s t r u c t i o n a sc h i n ab e i n go n em e m b e ro ft h ew t o ，t h es t a t ee c o n o m yd e v e l o p s q u i c k l ya n dt h ei n d u s t r yo f c o n s t r u c t i o na p p e a r sf l o u r i s h i n g h o w e v e gi ti su s u a lt h a t t h ee n t e r p r i s ei st o os m a l li nt h ec o n s t r u c t i o nm e n t a ls t r u c t u r ea r e a a n dd u r i n gt h e c o u r s eo fc o n s t r u c t i o nm e n t a ls t r u c t u r ep r o d u c t s d e s i g n i n ga n dm a n u f a c t u r i n g ，t h e r e r e s o m ew i d e s p r e a dp r o b l e m ss u c ha sl o n gd e s i g nc y c l e ，h i g he r r o rr a t e ，d i f f i c u l tt ot o t a l t h em a t e r i a l ，l a r g ea m o u n t so fi n f o r m a t i o n ，a n dt i m ea f t e rt i m er e h a n d l i n g ，e t c a tt h e s a m et i m e ，p r o d u c td e s i g ni sd i s p e r s i v ea n dp e r s o n a l ，a n dd i f f i c u l tt oc o o p e r a t ew i t h e a c ho t h e ri ne n t e r p r i s e ，d i f f i c u l tt oc o l l e c t ，c l a s s i f ya n ds h a r et h ei n f o r m a t i o n s o c o n s i d e r i n gt h ep h e n o m e n ao ft h ei n d u s t r yo fc o n s t r u c t i o nm e n t a ls t r u c t u r e a n dt h e e x i s t i n gp r o b l e m ，i ti ss i g n i f i c a n tt od e v e l o pt h es y s t e mo fd e s i g nf o rc o n s t r u c t i o n m e n t a ls t r u c t u r ep r o d u c t s a tf i r s t ，t h i sp a p e re x p l a i n st h ec h a r a c t e r so ft h ee n t e r p r i s e sa n dt h e i rp r o d u c t so f c o n s t r u c t i o nm e n t a ls t r u c t u r e ，a n da n a l y s e st h ed e s i g nf l o wo fc o n s t r u c t i o nm e n t a l s t r u c t u r ea n dt h ep r o b l e m se x i s t e da n dt h er e q u i r e m e n td u r i n gt h ep r o d u c t sd e s i g n o n t h eb a s eo fi t ，t h ep a p e ro f f e r st h es c h e m eb yw h i c ht h es y s t e mi sd e v e l o p e di nn e t w o r k e n v i r o n m e n to fa ne n t e r p r i s e t h i sp a p e ro f f e r st h ea r c h i t e c t u r ea n df u n c t i o n so ft h e s y s t e m a n da l s oo f f e r st h eo p e r a t i o nm o d e lo ft h ep r o d u c td e s i g ni nn e t w o r k t h e no nt h eb a s eo ft h e s e ，t h i sp a p e rs t u d i e st h ek e yt e c h n o l o g i e sa p p l i e di ni t f i r s t l y , i tf o c u s e s 0 1 3 t h es o c k e tt e c h n o l o g y ，a n dp r o p o s e st h em e t h o do fn t i e rb ys o c k e t t o i n t e g r a t ed a t ao ft h es y s t e m s e c o n d l y , t h i sp a p e rp r o p o s e sar e g u l a t i o nw h i c hi s c o m p o s e db yf o u re l e m e n t st oc o n t r o lr i 曲t sa n do f f e r st h ep l a no fr i g h t sm a n a g e m e n t o nt h eb a s eo fc o m d c o mt e c h n o l o g y t h i r d l y , t h i sp a p e ra n a l y s e st h et h o u g h to f p r o t o t y p em o d e l a n d p r o p o s e s t h ep r o d u c td e s i g nt e c h n o l o g yr e a l i z e db yi t a tl a s t ，a s s o c i a t e d 谢t i lt h ew o r k ，a i m e da tt h ep r o b l e me x i s t e di np r o d u c td e s i g n ， c o n s i d e r e dt h er e a ls i t u a t i o no ft h e e x a m p l ef a c t o r y , t h es y s t e m i s d e s i g n e d a n d d e v e l o p e d a n dt h ea p p l y i n gi n s t a n c ei sd e m o n s t r a t e d t h ep r o d u c td e s i g ns y s t e mi s d e v e l o p e d i nt h ee n v i r o n m e n to fn e t w o r ko nt h eb a s eo ft h e8 6 3 c i m s o b j e c t p r o d u c t - - t h es y s t e m o fc o m p u t e ra i d e dd e s i g na n dp r o d u c t m a n a g e m e n t f o r 儿 重庆大学硕士学位论文英文摘要 c o n s t r u c t i o nm e m a ls t r u c t u r ep r o d u c t s ”t h es y s t e mh a sb e e na p p l i e di nt h ee x a m p l e f a c t o r ya n dh a sg o tg o o d e f f e c t k e y w o r d ：c o n s t r u c t i o nm e n t a ls t r u c t u r ep r o d u c t s ，s o c k e t ，r i g h t sm a n a g e m e n t ， p r o t o t y p e i l l 重庆大学硕士学位论文l 绪论 1绪论 建鏊金嚣结楗产菇主要是毯摇建筑落壤、门塞、采毙疆等建蓑垒溪结魏兹产晶。 建筑金属结构产品制造企娥则是面向建筑行业提供建筑金属结构产晶的企业。网 络环境下建筑金属结构产品设计系统主搂是针对建筑金属结构产懿制造企业在产 翳设计及箕镯应故生产管理中存在的瓣趣提出的一寮基于金韭趱域羽豹磐块方 案。网络环境下的建筑金属结构产品设计系统是匿家8 6 3 c i m s 西标产品建筑金聪 结构行业计算机辅助设计军日生产管理集成系统( 以下简称c a d p m 集成系统) 的 产品设计子系统在网络环蟋中的延伸和实现，它也是该目标产品的蘸要组成部分。 1 1 本文的研究背景和慧义 随着中豳入世，国内燎济的迅速增长，国内的建筑行业蓬勃发展。特别是近 年来，建蓑枣场更是一片蓬勃生枧。铡麴北京串爽藏凌，绘我国翡建筑建专葶、建 筑金属结擒行业带来巨大商机。今后5 筚，国家和北京将投入3 0 0 亿美元，用予 建设道路、比赛场馆以及环保等设施。北京市将创纪泶地投入1 8 0 0 亿元，重点建 设1 4 2 个项嗣。其中，9 0 0 亿元修建地铁、轻孰、高速公路，机场镑；4 5 0 亿元治 灌蒡l ：壤 3 0 0 亿元建设信慰纯；1 5 0 亿元建造承电气熬等生活设憨。瓣嚣上海迄将 “重新安排山河”。2 0 1 0 年的上海世博会也暗藏无限商机，上海世博会建设总投资 2 5 0 亿元，其中场馆建设投资8 0 亿元。同时完成一大批交通、商贸服务等配套基 疆设藏。两上海豹郊区哥镇，猿是一痊癃入日聚集、交通褒蕤，设雄齐全静“，j 、 城市”：汇聚6 0 0 万人口，建设用地将逡9 0 0 平方公繁( 眈前扩大近3 0 0 平方公 里) 。随着“谣部大开发”加速推进，西北经济建设和各项投资将持续高速增长。 谯未来2 0 年，陕西、甘肃、宁夏、青海的建筑市场定将高潮迭起。对于建筑金属 缝稳行受露裔，这是一片象鞔盎然豹露场。露 二建筑会属磐稔产菇翻造金韭，只 有抓住市场才能够抓住机遇【1 - 3 1 。 然而存程着机遇的同时也存在着挑战。现在我围困内的建筑金属结构产品制 逑金堑较酱遽逡毒在羞援援小，组织分数等渍嚣，悉薅予产鑫设诗粼存在竣诗蠲 期长、出错率商、材料统计费时费力、纛复劳动工律麓较大。同时在建筑金属络 构产品制造企业中由于网络化程度不高，造成设计独立，数据分散，以至于企姚 的基础数摆不统一且难以维护，蔓建以实现协同没计以及实现企渡内的售惠艇憨、 分类嵇共事等润蘧。 建筑金属结构产品制造企业中存在的问题正是制造型企业在产晶设计和企业 重庆大学硕士学位论文 1 绪论 信息化过程中涉及到的问题。现今计算机技术发展日新月异，以计算机为核心的 信息技术已经逐渐渗透到了国民经济的各行各业，并为相关行业带来了翻天覆地 的变化。信息化技术通过计算机的硬软件，并综合运用现代管理技术、制造技术、 信息技术、自动化技术、系统工程技术，将企业生产全过程中有关人、技术、管 理经营三要素及其信息流和物料流有机集成并优化运行的综合自动化系统。相对 而言，建筑金属行业还处在一个起步较晚，信息化相对落后的状况中。使企业在 整个网络环境中实现产品协同设计，保证企业产品设计参数统一，基础数据共享 是建筑金属结构产品制造企业的追切需求。 因此根据我国建筑金属结构行业的现状，针对行业中存在的问题，研制出一 套能够在网络环境中实现建筑金属结构产品计算机辅助设计，并且对企业进行相 应生产管理的系统具有重要的社会和工程意义1 4 。】。 1 2 国内外研究现状综述 建筑业的良好发展势头促进了建筑金属结构门窗、幕墙、采光顶等行业的迅 速发展。相应的建筑金属结构产品制造企业也就对建筑金属结构产品的设计方法 和手段提出了更多更高的要求。国内外对于建筑金属结构产品设计系统的相关研 究有一定的发展历史和成果。例如： 德国的c o b u sc o n c e p tc o m p l y f o rd i s t r i b u t i o na n di n t e g r a t i o no f s o t t w a r e p r o d u c t sl t d 公司自1 9 9 0 年起提供中小型制造业c a d c a m 和e r p 解决系统，其 中推出的c o b u sc a d c a ms o l u t i o n 已到v e r s i o n9 0 版。它主要提供木制 和塑料制的门、窗、厨房柜橱操作面的c a d c a m 以及楼梯c a m 系统【6 i 。 德国3 e 公司提供的门窗设计软件l o o k 2 0 0 03 e 是一款可以为不同规格的企业 提供运行在微软视窗环境中的模块化的门窗设计软件，可以实现报价、确认订单、 开具发票、生成b o m 表以及进行无纸化生产等功能。该软件的重心在企业的业务 流程中，主要从企业的e r p 方面着眼考虑，所以对于产品设计方面相对较弱1 7 ”。 由g r a p h i s o f l 公司提供的a r c h i c a d 软件主要专注于建筑结构方面的设计，提 供墙体、地板、门窗以及结构屋顶等建筑结构二维和三维的设计，提供虚拟建筑 模型并能够生产相应的结构文档和物料清单。但是a r c h i c a d 软件在规范方面与我 国现状略有差异，并且a r c h i c a b 也没有能够实现协同设计，从而为企业提供整体 的解决方案f ”。 位于美国加州b e r k e l e y 的l a w r e n c eb e r k e l e yl a b o r a t o r y9 4 年推出了软件产品 “w i n d o w 4 ，1 ”( 现今已发展到了“w i n d o w 5 2 ”) ，该产品偏重于建筑金属结构 产品的工程分析，专门用于窗结构的热学和光学性能分析，具有比较优良的使用 性能【1 0 】。 2 重庆人学硕十学位论文 1 绪论 另外也有一些门窗采光顶幕墙设计软件，号称性能优越、适用面广。但是一 般都没有为企业提供整体的解决方案，并且大多为单机版形式存在，不能结合国 内企业具体情况在企业网络环境中应用从而满足企业设计要求。”l 。 国外系统虽然先进，但由于以下两方面的原因，至今难于在我国市场推广： 一、建筑金属结构产品的国家和行业的规范性较强，外国产品暂时不适应；二、 价格相对较贵。三、在企业中具体应用推广难度较大。 国内也存在不少针对建筑金属结构产品设计的软件1 1 4 1 引。如1 9 8 8 年中国建筑 科学研究院电子计算中心推出了三维建筑c a d 软件a b d 。该软件系统主要致力于对 建筑结构进行图形设计，实现了甩图板工程。但是该软件没有从根本上以建筑结 构产品为对象，以建筑金属结构产品制造企业的项目型工程整体需求作为出发点 来实现其功能。最近中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所也推出p k p m c a d 系 列软件，该软件在结构、建筑、施工等等各个独立的模块提供了较好的解决方案， 软件涵盖面较广，但是也正因为此，软件没有能够很好的提供针对企业需求的整 体解决方案。 中科院北京软件工程研制中心、北京思元软件有限公司、深圳航空铝型材公 司联合开发的“建筑装饰工程设计及管理系统”( a l c a d ) 软件，这一套系统包括 了门窗、幕墙、优化下料三个子系统，它具有计算、报价预算、工程汇总等功能， 但该套软件也存在不足，主要体现如下：操作过程复杂，每设计一个产品便要求 用户输入计算公式、图形数据、材料数据等，人机对话过程较长，用户容易出错， 它完成一个幕墙产品的设计过程一般要花4 0 分钟左右的时间。 建科院开发了“建筑幕墙计算机辅助设计系统( c w c a d ) ”。但这一套系统只有 幕墙辅助结构分析；山东富友公司开发的“富有建筑门窗微机设计平台( f w d p ) ”， 这套系统具有集材料选用、结构计算、绘图、工艺、管理于一体的特点，但是它 也仅仅开发了门窗产品。微型软件“幕墙计算工具箱w a l l 2 0 0 2 ”，此软件只是对有 限的几种幕墙结构形式进行简单计算。 山东淄博建星软件开发有限公司提供门窗设计管理系统，是针对塑钢和铝合 金门窗加工企业研制开发的门窗设计系列软件。该软件能够较好的实现窗产品设 计以及相关材料的管理。主要包括窗图形管理、材料管理、公式管理、风压校核、 型材玻璃优化等功能模块。同样此软件也仅仅只是针对门窗产品，并且产品提供 功能并没有能够深入，同样也没有考虑网络环境中的需求。 南京凹凸软件有限公司开发的建筑门窗设计系统a t l l d l - 0 主要是针对建筑塑 钢门窗进行设计的软件，可进行门窗设计以及工程用料统计和成本计算。但是该 系统并没有为建筑金属结构制造企业提供全面整体的解决方案，更没能够提供系 统在网络环境中的实现方案。 重庆大学硕士学位论文 1 绪论 广州中望龙腾科技发展有限公司开发了中望c a d ，并在基础上进一步丌发了中 望建筑。该套软件提供了计算机辅助绘图工具并有一些相应的工具包提供辅助设 计。中望软件主要从图形绘制方面给出了解决方案，但是没有对企业产品设计的 各个方面进行综合斛决，更没能够提供基于网络环境的协同设计。 综上所述，在建筑金属结构产品设计系统开发方面，国内外都已做了大量的 研究工作，但不足之处仍然存在： 开发的产品品种较少。只有针对某一种产品如幕墙或某几种产品的计算机 设计系统，没有针对建筑金属结构行业的门窗、幕墙、采光顶等的多品种多规格 产品做开发，幕墙计算机辅助设计功能较弱，对产品设计的开放性也较弱。 功能集成不够。单一功能的研究已有不少，如工程报价与预算、结构绘图、 结构计算、优化下料等单项功能的开发与应用已取得一定的成绩，但不能完成从 设计、计算、制图、材料计算、预算报价、下料、工程汇总、库存管理等整个流 程的集成c a d ，不能辅助设计人员完成各阶段的任务，无法满足用户的各种需求。 信息的集成较弱。各功能块之间通信与联系较少，数据不能很好地共享， 不能很好地保证各功能块的数据一致性。 大部分软件为单机开发，不能适应网络化设计的需要和实现多用户并行协 同设计。 因此，现有许多计算机辅助设计系统难以满足建筑金属结构行业的要求，至今 未能在全国建筑金属结构行业得以大面积推广。 我们结合企业的具体需求，采用软件科学领域的相关技术，研究开发网络环境 中针对建筑金属结构行业的产品设计系统具有重要的意义。 1 3 本文的研究目的 本文研究的主要目的是针对建筑金属结构产品在设计中存在的问题，在分析 建筑金属结构产品制造企业的特点以及企业中产品设计特点的基础上，研究网络 环境中建筑金属结构产品的设计方法，建立支持该方法的产品设计系统，并构建 该类系统的结构体系、功能体系和技术体系，并对网络环境中产品设计系统所涉 及的关键技术进行深入研究，最终开发相应的软件产品，并在有关企业得到推广 应用，从而在企业中实现参数统一、数据共享并最终实现产品协同设计，提高企 业的综合竞争力。 1 4 本文的主要研究工作 针对网络环境下建筑金属结构产品设计系统的研究与实现，本文主要进行了 以下几方面的工作： 4 霆庆大学硕士学位论文1 缝渣 论文首先分析了建筑念属结构行般的特点，说明了建筑金属结构产品面向 浆对象，分辑了建筑金属缩极产品设计躬特点，指趣了建筑金属绩擒厅业现令掰 拥有兹枫逶帮磷貉的撬酸。在诧基磁上说翡了本文的骈究背景窃意义。在努拆溺 内外研究现状的基础上，指出了本文的研究目的。 论文详细分析了建筑金属结构行般的特点及其产品特点和设计流程，指出 在籍统设诗滚程中存在瓣鞫戆。分掾了建筑金属结稳产箍设诗系绞瓣整薅霉求帮 系统各主要执行者的需求。在此基础上浆构了网络环境中建筑金属结构产品设计 系统的体系结构，并且具体给出了系统的目标体系、结构体系和劝能体系。详细 说蹋了网络环壤中建筑金藏缝摘产晶设计瓣运行摸式。 论文研究了实现丽终环境中建筑金弱结构产晶设计系统酶部分关键技术。 酋先针对网络环境中设计系统的构建情况，提出了基于s o c k e t 技术的分层结构体 骶，并说明了藤予s o c k e t 鬟现系统中的信息交互和数据集成技术。接着针对企业 瓣系统孛毂袋警疆懿嚣袋，撵密了萎予鞫元缝夔投鞭楚瑾税翻，缍窭7 基予 c o w d c o m 组件模型对系统中权限管理的实现技术。最厝为了实现系统柔性和可扩 展性，提出了基于原型模式进行产品设计，并给出了熬于产品原烈设计的系统寅 瑷技零。 在对系统进行了需求分祈和详绥浚计的基穑上，成功开发了阕络环境下建 筑金属结构产品设计系统。论文介绍了累统的开发及避行环境，说明了系统的功 能结构及其实现情况。进一步说明了系统的应用情况，给出具体的设汁实例，并 袋苯了系绞运厅懿友菇瓣蕊户赛蟊。鬃簸绝食垒监实际 骞琵稻爨镄瓣求，绘窭了 系统在企业中的应用情况。 l 。5 本章，j 、缝 本章首先说明了建筑金属结构产品稻建筑金属缩耥产品制造企救所指向的对 蒙，阐明了本课题的来源以及课题的研巍背景，分析丁建筑金属结构行业所丽临 驰机遇和挑战，然螽指出零课题研究的黉要意义；接麓论述了国内外研究现状， 并篱要分褥了备方蟊静磷炎藏栗；然嚣农分拆了滚类众篷嚣蓠在设诗方嚣戆囊状 和需求的基础上，指出本文的研究目的；最后说明了本论文所作的主要研究工作。 篷庆大学颈学艇论文2 嬲络环境f 建筑金媾缝捣产晶疆计系统熟总簿方案竣诗 2 网络环境下建筑金属结构产品设计系统的总体方案设计 2 1 建筑金属结构行业及产品的特点分析 2 1 1 建筑金属结构产品制造企业特点分析弘叫 建筑金演结麴产磊圭襄毽瑟建筑门鬻、纂壤，暴巍瑗等，建簸垒藩结构垒效 主要以工程项疆的形式承翘完成该类产晶的设计、生产和安装。建筑金属结构行 业是设计、制造和安装建筑金属结构产龋的行业。建筑金属结构行业隶属于广义 戆裁造监，德楚提怼子一般利造业，建筑金藩结秘行照又毒其自身豹特点。 ( 1 ) 大褥流 建筑金属结构企业在产品制造过程中，原材料消耗大并且原材料成本在产品 总成本中所占比例很大，如一个中等厂家每年消耗的镪材或铝合垒型材就达几予 瞧，甚至上万缱，莠盈奁产赫蔻藏本中，灏耱瓣鹤藏零大约占6 0 7 0 。嚣魏有效 控制和把握建筑金属结构产品制造过程中的物料消耗、降低物料损耗，意义重大。 ( 2 ) 工程项目型 建筑金矮缝秘产品铡造企数主要通道建筑工援中鹣终装锋工瑕皋羟动产品戆 设计和制造，冀产品的设计和带造过程都是围绕外装饰工程来进行的，它是典黧 的“市场机余驱动型”企她，因此建筑众属结构产品不可能与通常产品那样批髓 生产，一般具有面向工程磺肄型、有时旗至是单件性生成鲍特点。 ( 3 ) 竞全令毪耗貔枣强 建筑金属结构产品制造企业的产品主要用于建筑工程的外装饰，因此它是随 着建筑工程的变化而变化的。建筑工程所在地域环境和用户要求的不确定性，决 定了建筑金鼹绪搀产品瑟怼麴是一个完全令毽证魏蛮臻。 ( 4 1 分布优生产特征 随着制造模式的发展，正在摈弃传统的“小而全、大而全”的制造方式，而 怒强调强强联合去参与市场竞争。建筑金属结构产鼯制造企业由于具有大物流 特薤，大量豹蔗李季辩或孛瓣产品不霹麓也没有必要全部鸯金盈蠡主生产，露楚 根据产品的不问，可能由许多伙伴企业生产和提供。伙伴企业地理分布的不同 使建筑金属绐构产品制造企业显示出分布化生产的特征。如门窗幕墙产品制造 众潼各生产舔节裁其蠢暖纛敬速域分蠢褥征。器懿褥豹采戆要在全莺蚤遗乃至 企球范围进彳亍；产品设计、工艺规划寇企业内部避行：下料、加工制作剃有黧 在企业内部避行，有些在工程现场或其它企业中进行；安装则主鞭在工程现场 逆行。这撵，裁构成了甥缀鲍异她设计、制造帮安装蚋分每纯生产巧境。 考虑企照秘分布佬垒产特征，合理蜜籍 各释生产环节静分_ 奄、合毽迸彳亍姿灞 6 鬟庆大学骚学经论文2 赠络筇壤“f 建筑金属结掬产鑫竣计系统抟惑俸方寨、设计 优化配置，有利于物料的优化调度和利用。因此，只肖从全局上考虑资源的合理 粼置，才能减少不必要熬浪费。 企、监懿分布纯生产祷，鬣簧求企、盈纛各个分奄纯奎产企监或部门之闻必须畜懿 好的信息交流，紧密配合，才能从总体上协调各个分布化生产过程的进行，才能 有效控制物流幂俎资源的优化配鬣，达到熬体优化的目标。 f 5 灏态联凝戆酶怪 建筑的外装饰工程设计和制造需要与工程土建设计单位、工程建旌工单位 和工程业主紧密合作，密切酉已合，因此娥筑金属结构产品制造企业随着建筑工程 熬不同瑟频繁蟪霹不同款铁伴企监组戏旗态联盟。嗣鼯，由于叠垫本襄是一类大 翰流铡遥企效，鲁身涉及弼大量与秘瀛霹关的饫俸企照，它锯之溉落是根据工稷 项目的不同丽频繁组成动态联盟，因此，建筑金属结构产品制造企业在经营过稷 中始终处于多个动态联盟之中。 2 1 。2 建筑金耩续构产晶特点及荬设计滚程分毒嚣 如上所述，建筑金属结构产品主要包括建筑门窗、幕墙、采光顶等等建筑金 属结构产品。黼对于建筑愈髑结构产品制造企业，企妣是工程项目溅制造企业， 设计是基于工程璜疆型的，艇傣熬产鑫设诗慰是矮子这些工程项星巾蟾设诗子项。 遨整产晶有黧舀身鹩特点稻相应的设计流疆。 2 1 2 1 建筑盒属结构产品的特点1 2 1 1 2 】 建筑金属结构产品具裔如下特点： f ) 发曩俊，品穗多，设诗令毪纯 建筑金属结构产品制造企业所面对的是个个性化的市场，予怒也对建筑套 属结构产品相斑的提出了个性化设计的鼹求。同时随潜建筑金属结构行业的发展， 套耱蔌技寒、骚姥辩鹤不凝满魏，转剐怒逅足年来，涎着技术豹发袋，建筑金属 结构产品的晶葶中和规格越来越多。各种新树料、薪结构不断涌现，也要求产品设 计不断的推陈出新。建筑畿属结构产品制造企业是翅型的“市场机会驱动型”企 般，企业一旦菊了投标信愚，需要尽快缀织人员进行设计，弗要在很短的时阅内 塞密设诗方案，嚣每一令王疆顼餮，赉予掰楚疆域环境，建筑翁羹婺往窝客户要 求的不同，设计要求就可熊与其它的工稷项目不一样。建筑金属结构产品制造企 业经常会需要在极短的时间内拿出多种个性化的设计方案，并作好预算、报价供 投糠参考，戳漾跫平方嚣袋。 ( 2 ) 原材料需求数量大，形式多元仡 建筑金属结构产品在设计、生产、制造及安装过獠中原材料涉及到型材、板 树、戳件等零郏 孛。因为建筑金属结构产撼的个性化要求，相应的墩对这些零郝 传箍交了较离豹要求。铡摇广谣菜建筑龛鹦结翰产品企盈为满是客户需求在2 0 0 3 鬟庆大学顼七攀位论文2 弼络环境f 建筑金矮缝稳产照设计系统的惑捧方案设诗 年年中就设计出了一千多种铝型材。由此在设计建筑金属结构产品时，对于材 料的统计、汇总、预算、以及痒管邦有桷废龅要求。 f 3 ) 面定z 程的多久台俘设计 建筑金属结构产品制造企业是典型的工程项目型念业，而企业中的设计显然 也是随着工稷项目而动的。面向工程项翻的设计要求众业的设计人员在通力合作 下尽抉豹拿窦浚诗方案，溱是擎方嚣求。 2 1 2 2 设计流程分析 在建筑金属结构产品的传统设计 中，设计是以工程项目的形式接牧的。 甓先是企蝗鼗务接单，、监务赘帮率方 联系，接下甲方工程，结工程项目 浠求为甲方设计出若干可供选择的概 要浚诗方案。这些设诗方絮帮莛基予 工程项目型的，在此基础上选择一最 佳方案，并经双方主要技术主管审核 遴避后，由此确定签约合同方寨。业 务员将合簿设计要求帮设诗信怠厦凌 绘工程设计部门，由工程设计人员接 下来进行详细的施工设计。详细的箍 王设嚣褥毽撩王程蠹传麓设诗子硬鹃 备产品的详细设计信息。主要包括各 产品工程图纸，产品强度的校核以及 工程计算书，擎方塑号，安装位置以 及说暖，工程、产品报徐筚等等。速 魑是提交绘甲方的资料。另外产品设 计还要褥到产熬详缨的玻璃、型材、 聚传等原榜糕袋都律靛需求，戬及费 用详细需求清单，这些设计汇总结果 将被交付生产制造部门。生产制造部 醒2 ，l 嚣囱王程瓣产瑟设诗渡程錾 f i g u f e2 1p r o d u c td e s i g nf l o wd i a g m m o r i e n t e dt op m e c t 门蓄先查谗仓露豹库存襄惑，蔽据霉毒蘩怠组织生产，黉凌生产产舞入疼。设诗 施工部门进行施工安装。阿时因为施工需簧或是甲方的需求改动在施工过程中 w 能会出现对工程设计方裳的修改而进行施工修改设计，进行的修改结果将反馈 瓣去，著重赣缀织生产。惑熬个工程按照串方酶需求窥修改嚣求确定并完全施工 鬟淡大学硬圭学投论文2 舞终巧境下建筑金属结稔产最浸诗系统熟惑俸方案设计 之后，整个工程及其设计过程结束。建筑盒属结构产鼎设计过程都避基于工程项 掰型静，设计浚程圈如图2 。l 。 对于具俸翡建筑金藩缭梅产菇( 倒鳓建筑幕墙、f l 整、采竞瑛等) 静蓑诗瓣 熄整个工程项目设计中的予项。在具体的建筑金属结构产品设计中，设计包括图 形设计、工程分析、材料统计等几个方颟。 产磊设谤豹工薅滚稳怒：蜇务罄门羧撵终蒸枣场接崽提供瑷诗慕本要求穰 姹情况，工程设计部门产品设计人员进行草图设计、立面分格处理和材料的初步 选用，工程分析人员进行强度挠度等的计算校核，如不能通过，重新进行分格和 孳图设计，襄剿强凄校核遗道，然后交设计主管审批，审批通过盛褥到设诗诗算 书秘工程图纸，荐避行裙参瘸辩的统诗鹈汇总，最嚣避行毒孝辩鹣俊讫下籽楚理并 做出工程预算书和产品效果图，参与工程竟标。 由上说明珂知，传统的设计过程各个环节是串行进行的，个阶段的工作完 残蘑，下一个除段馥工终方劳始。产鑫竣诗，工程分凝，耱籽饶琵骚工程 羹绞等 环节相互独立、顺序进行，缺乏必要的信息交流与反馈。这样对予工程内部的多 个产品很难实现多方协同设计并进行最终汇总。因此传统的产品设计流程对产品 设诗效率麴掇离帮产最成本鹣骣低有 基大懿毒8 约终攫。建筑金属结构金选争取工 程大多数是通过工程竞标的方式，市场郝褥蓟一个工耩竞标信意，往往要求设计 和工程分析等部门在很短的时间内拿出设计方案和做出预算，设计效率的提高对 企业参与市场巍争起到至关霪要的作用。所以实现网络化的并行设计是企业的当 努之急。 2 + 2 网络环境下建筑金属结构产品设计系统需求分析【2 3 l 结合建筑焱嚣结稳产赫铡造金韭瓣黪点帮产燕囊身特点，综翕考趱建筑金嚣 缭稳企、韭在设计中静其俸情况，下嚣谨缁分析建筑金鬣结构产晶制逑企、监在产赫 擞计中的详纲黼求。 2 2 1 系统整体需求分亳盱 f l 基疆数键懿统一宠蘩 在建筑龛滔结构产品设计中，因产晶品种繁多，规格各异，结果造成企业内 部的产品设计模型分散在备个设计者手中，设计呈现个性化。这种情况对于企业 瓣害，不裂予众效翁躲识管理；瑟对于令人嚣言，毽不裂予浚量 耆之阉翔识款学 习和资源静蔟牵。所以集中统一的基础数据库是企业的迨切需求。 ( 2 ) 工程的并行协同设计 建筑金属络构产品制逡企业是市场枫会驱动型企救，丽其产品设计是面向工 稔璞嚣鍪戆浚辩。爨隘金鼗在设诗辩存在任务紧，工俸重游特点。遮就要求企簸 重庆大学硕士学位论文2 网络环境下建筑金属结构产品设计系统的总体方案设计 设计部门的多人分工协同设计。另外，对于同一工程也会存在设计的延续问题。 延续性要求体现在两个方面：其一，人员的角度，同一工程同一任务，中途由设 计者a 转到设计者b ；其二，工作流程的角度，由上述设计流程分析可知对于工程 的设计是贯串各个设计部门的。 ( 3 ) 设计结果统一汇总 由前述分析可知，建筑金属结构产品设计是面向工程的设计，某一具体的设 计产品只是工程中的个设计子项。并且设计是多人分工合作的，设计产品更是 分布在企业的各设计者手中。针对具体的工程，在企业投标或者提交设计结果时， 企业需要在工程内部对设计结果进行汇总；而企业在进行生产制造，材料统计， 成本核算，效益分析等操作时，企业需要对多个工程的设计结果进行统一汇总。 对于设计结果的汇总主要包括对设计产品及其所需型材、玻璃、附件等材料的汇 总以及成本和报价的汇总。 ( 4 ) 产品设计的参数化 建筑金属结构产品虽然种类繁多，规格各异，但是产品的各组成部分却是明 确固定的，其结构体系也相对固定。特别是对于同一种类同一系列的不同规格的 产品，参数化设计能够极大的提高设计效率和工程质量。 2 2 2 系统主要执行者需求分析 2 4 ，2 5 l 建筑金属结构产品设计主要涉及到管理者、业务接单人员、工程设计人员、 库管及优化下料人员、生产制造者以及工程核算者等相关人员。他们是整个设计 过程的主要执行者，也是系统的主要使用者。其工作流图如图2 2 。 图2 2 设计系统主要执行者及工作流程图 f i g u r e2 2t h em a i na c t o r sa n dw o r kf l o wd i a g r a m 重庆大学硕士学位论文2 网络环境下建筑金属结构产品没计系统咆总体方案避 r ( 1 、管理者 在产品设计中，管理者需要负责团队管理，权限的管理，以及工程管理。团 队管理包括团队的组建，团队成员的角色确定以及各角色各人员的具体分工等。 权限管理则负责权限的分配，修改以及回收等管理。工程管理即对工程信息进行 管理。包括工程的创建、删除、修改，以及对工程的监督管理和控制等。其工作 内容表示如图2 3 。 工程管理 图2 3 管理者工作内容 f i g u r e2 3w o r k c o n t e n to f m a n a g e r ( 2 ) 业务接单人员 业务接单人员根据甲方要求提出多个可选设计方案，并最终确定合同方案。 在设计中需要共享企业的所有设计库，便于作出更迅速的反应。同时也需要基于 工程的共享和协同设计，能够将最终确定方案所有信息( 包括产品设计公式、材 料清单、产品图形、计算书等) 提交以供后续设计。其工作内容表示如图2 4 。 业 图2 4 业务接单员工作内容 f i g u r e2 4w o r k c o n t e n to f c o n t r a c t o r 鬟痰大学臻士学经论支2 弼络环境笋建筑金属结翰产品设诗系绞翁慧毒摹方案跛谤 r 3 ) i 程设计人员 工程设计人员是产品设计系统的主瑟缀务对象。王程设诗人员嚣要根据工程 项鼙委托方的娶求，针对嶷体的环境因豢、资源条 牛，运爝相关专渡知识，在遵 守行业标准的前提下，完成的包括产品销构设计、配鼹设计、细节设计等在内的 各项工作。工程设计人员最后提供具体蚋设计方案给工程项目委托方，同时也褥 要鬟供译蠡懿设诗菇愚绘下游备拿部门。在莰诗遂程中，工程顼巨羹筏方霹产菇 的要求、以德成功的设计、使用物料的工程性能与价格等都是设计人员需要参照 的信息。所以，设计工作本身就是一个设计信息的加工或产生的过程。在这过稔 中，设计人爨猿望褥到产懿没诗系统在辍下几个主要方嚣豹支持： a 接收合问确认方案，嘲确工程需求信息。 工程产晶的设计，是众业生产活动的开始；同时，由于建筑套属结构产品制 造企业的特殊性，产品垂勺设计业务接单的时候就已经开始了。工程设计人员需要 续皎在、盈务接肇滠确试茨会潮方案，莠程蠹乏基疆土逡步完善。焉工程需求售察 怒产品设计的起点和基准，随时确认详细的工程需求信息，是非常麓爱的。 b 产品的设计和交付。 工程没诗人爨需要完成设诗工终，粥瓣要跨设计中产生懿设诗臻惑壹接受予 系统的统一静瑷之下。设计霹2 需要借助c a d 工其究戚图形的绘制，并生成产品 及零部件配鬣清单，即b o m ( b i l lo f m a t e r i a l ) 。针对b o m 中的零部件，系统需要 将相关信息传划下游的备个郝门，进行浆贿或是生产。这个过程要宠成产品本身 黪设诗，阕瓣氇会产生楱瘦工程掇螽。遮篓将产生浚诗诗算书、工程銎纸及配套 阙、b o m 表、已经工程报价单。工程设计人员工作内容表示如图2 5 。 设计计簿书 工程图纸发配套图 材料储单 报价漓单 耀2 。5 工程设计入爨工作内容 f i g u r e 2 5w o r kc o n t e n tn f r l e 。 一 1 2 藏痰大学颈士攀靛沦文2 霹络嚣凌f 建筑金壤缝擒产嚣漫嚣系统瓣蕊体方案设计 ( 4 ) 库管及优化下料人员 疼管及下料人员主要震要接收工摆凌诗人员豹设计褥辩薄单，缀据库存墙况 优亿下糕。主癸包括条耱俊化下料和板牵葶优亿下辩。 ( 5 ) 其他相关人员 另外还衣生产制造部门主要需要能够共享设计产品结果信息和树料清单。工 程孩雾部门弱辫要共辜菝稔表。箕毽程关部f j 稷撵权羧霹工程发布壤凝查谗或楚 浏览。 2 。3 网络环境下建筑金满结构产溺设计系统的体系结构 根据行渡的现状分轿，针对现有研究的不足，在建立髓络环境中建筑金属缭 构产品设计系统时应运用慕统工程的思想，围绕着建筑金属结构产晶设计系统在 网络环境中的实现这一中心闯题，利用现代信息技术，计算机、潮络技术和数据 霹技术，实瑗疆设诗炎爨靛决策舞圭，疆诗算爹 为辫戆久凝交互系统。在整令系 统的设计时遵循了以下几大原n t 2 6 , 2 7 1 ： 系统方案具有先进性，考虑全面，在建筑金属结构行业具有代表性，并且 癸寿足够麴柔魏，戆够满怒蟹娃孛矮户鹣多耱震求。 借鉴并行工程的思憋，考虑建筑念属产品设计系统支持产品的并行设计。 使系统使用者并行、协同地工作，以实现各环节之间的信息交流与反馈，方便产 懿设计人员与其他人员起揍同工作。 建笺衾藩缝辑产鑫设诗系统应茹予与整令c a d p m 系统串其它分系统静袋 成( 包括产品设计、物料优化、工程报价和经营管理) ，也应便于与众业已有的或者 规划之中的e r p 系统、s c m 累统或者其他c i m s 系统_ j 技行集成。 系统寝爨毒霹移矍黢、可扩震缝，蘑重震蛙，程系统建设宠毕螽，长絮可 以逐步发展、升级，从而延长软件的生命周期。在针对其俸企韭的要求开发时可 充分利用已有的软件模块，从而减少许够煎复劳动。 系统设计与企业实际蕊求楣结合。系统体现的怒企业的整体设计思想，囊 撼了金韭酶各个部瓣。系统藏该是零| 领众照采壤先遴的管理愚怒豹，溺对系统键 应该是与企业的具体情况栩结合的，需鞭综合考虑奄她的体制结构，企业产品设 计流程，以及众业中各岗位备角色人员的功能需求和权限范围。 2 + 3 。l 瓣终环壤下建筑盒淄结梅产晶设计系统麓嚣标体系 随着建筑行业的迅速发展，市场竞争越来越激烈，而企业提高蠹争力的关键 要素就是提高产品设计的t q c f ( t i m e 、q u a l i t y 、c o s t 、f u n c t i o n ) 四个方面，在这 点上，对建筑盒属结构金弛来说也