（化工过程机械专业论文）软件组件技术及其在hecad中的应用.pdf

、 摘要 恐2 8 9 6 g f 换热器是化工、炼油、电力等工业中广泛应用的一种节能过程装备， 其结构复杂，零部件繁多，设计过程工序多、周期长。换热器设计和 c a d 技术的结合，极大地提高了设计质量与设计效率，缩短了新产品开 发周期。但是，由于c a d 软件开发自身专业性强，现有的换热器c a d 软 件还较落后于计算机应用技术发展的现状，在开发、维护、扩展及升级 等方面存在一系列问题。随着软件工业的成熟以及对软件生产要求的不 断提高，软件组件技术作为种新的软件技术被提出并逐步成为主流技 术。将新兴的软件技术应用于c a d 软件开发中，是一个追切的研究课题， 对于促进c a d 的发展具有重要的意义。y 本文在分析将组件技术应用于c a d 中的重要性和可行性的基础上， 系统研究了基于c o m 的软件组件技术，提出了一种基于组件技术进行软 件开发的c b s d 方法，并结合u m l 建模语言，首次应用于换热器c a d 系 统的开发中，实现了换热器c a d 系统的组件化。具体内容和创新点如下： 【1 通过与其它软件方法比较，系统分析了h e c a d 系统关键技术 组件技术的原理，深入研究了c o m 组件技术的实现机制，它是本文的理 论基础和实现方式。 软组件一般是指可以在二进制级别上进行集成和重用而且可以被 独立生产获得和配置的软件单元。软件组件技术是支持软件复用的核心 技术，其基本思想就是将复杂的大型系统中的基础服务功能分解为若干 个独立的、功能单一的可复用软件单元。组件之间、组件与用户之间可 以跨进程、跨机器、跨语言甚至跨操作平台进行通信。利用组件技术进 行软件开发可看成是一个以组装为主的软件开发过程，而不是一切从头 开始建立一个新的应用。这样，任何人可以用自己方便的语言去实现可 复用的软件组件和使用组件提供的服务，从而在更大程度上实现了代码 重用和系统集成，降低了系统的复杂程度。 0 软件组件的对象模型是关于软件组件之间如何连接的标准。目前， 基于组件技术的规范主要有m i c r o s o f t 的c o m ( 组件对象模型) 、o m g 的 c o r b a 以及s u n 的j a v a b e a n s 。c o m 为组件提供了编程模型和二进制标 准，定义并实现了一整套软件组件之间互操作的机制，为软件的组件化 提供了技术支持。由于m i c r o s o f t 的w i n d o w s 已经成为p c 操作系统的 主流，所以c o m 成为开发p c 平台应用事实上的标准。本文即采用了c o m 标准。 2 提出了一种基于组件的软件开发( c o m p o n e n t b a s e d s o f t w a r e 1 ) e v e l o p m e n t ，即c b s d ) 方法，将u m l 与组件技术相结合，深入研究了 c b s d 中的关键技术领域工程和软件体系结构以及c b s d 关键过程。 u m l 是面向对象建模的标准语言，它独立于任何软件开发过程。而 组件技术是面向对象技术的一个发展，两者可以很好的融合。利用u m l 的支持，方便了领域分析、系统规约设计，在组件开发阶段利用u m l 语 言描述组件的各方面信息，并把该u m l 模型作为组件的一部分，使组件 更易懂、易用。 本文提出的c b s d 方法主张在软件体系结构的指导下进行可复用组 件的提取、开发和集成，而软件体系结构的产生依据领域工程的成果。 领域工程是一个反复的、逐渐精化的过程，通过它产生具有较高可复用 性的组件和特定领域的软件体系结构d s s a ，为该领域内组件软件的开 发产生可复用资源并提供组件组装的基础和上下文。 c b s d 方法包括两个过程：组件开发和组件集成。这两个过程可以 由不同的组织来完成，因而可以并行发生。经过领域分析、设计和可复 用的领域组件的开发，建立可重用组件库。针对特定系统的需求进行特 化，确定软件系统的体系结构，提取系统需要的领域组件，并根据本系 统的特殊需要开发专用组件，在此基础上将各组件集成为一个完整的应 用软件。 3 首次应用c o m 技术和c b s d 方法进行换热器c a d 系统的开发，建 立了组件化系统模型，开发了换热器设计组件，实现了换热器c a d 系统 的组件化，解决了系统的重用和维护困难问题。 首先，根据本系统的特点和背景，确定领域的范围为换热器设计领 域，并利用u m l 语言进行换热器领域分析，抽取出d s s a 和可复用组件， 建立领域组件库：然后进行h e c a d 系统分析设计，进行u s ec a s e 分析， 建立由包图、组件图组成的系统静态模型，由活动图、状态图、顺序图 和合作图组成的系统动态模型。 在组件开发阶段，在v c + + 6 0 环境中，采用m f c 和a t l 工具进行 h e c a d 组件的实现。根据系统的特点和需要，换热器c a d 组件实现了自 动化接口以方便跨语言调用并具有用户界面，通过使用a u t o c a d 的c o m 接口而将其作为系统的图形支撑。各领域组件和系统专用组件开发完成 后，进行分类归入组件库，成为今后可重用的资源。 在组件集成阶段，建立了自身的用户环境，由于已经确定了系统需 求以及体系结构，于是从组件库选取需要的组件，按照系统的组装框架 将各个缉件集成在一起，通过对系统的调试和测试，便形成一套换热器 c a d 系统l 通过基于组件的换热器c a d 系统的开发可知，c o m 组件技术能够有 力支持换热器c a d 系统的组件化，而结合u m l 的c b s d 方法体现了软件 生产线的思想，实现了软件开发内部活动的合理分工，有机协调和高度 复用。将c o m 和c b s d 方法应用于换热器c a d 系统的开发，在理论上和 实践上都是可行的，并使系统达到高度模块化及高度重用，而且在缩短 开发周期，降低开发费用，改进系统的可靠性和可维护性等方面具有明 显的优势，对促进c a d 发展具有重要的意义。 关键词：软件组件，换热器，c a d ，c o m u m l a b s t r a c t h e a te x c h a n g e ri sae n e r g y s a v i n gp r o c e s se q u i p m e n tu s e dw i d e l yi n i n d u s t r y o fc h e m i c a l e n g i n e e r i n g ，o i lr e f i n i n g a n de l e c t r i c p o w e r e t c b e c a u s ei th a sc o m p l i c a t e ds t r u c t u r ea n dm i s c e l l a n e o u sc o m p o n e n t s t h e d e s i g n i n gp r o c e s s h a sc h a r a c t e r i s t i co f l o n gc y c l ea n dn u m e r o u sp r o c e d u r e s t h ec o m b i n a t i o no fc a da n dh e a te x c h a n g e rd e s i g nh a v ei n c r e a s e dt h e q u a l i t ya n de m c i e n c yo fd e s i g na n ds h o r t e nt h ed e v e l o p m e n tc y c l eo ft h e n e wm a n u f a c t u r e s b u tr e s u l tf r o mt h ec o n s i d e r a b l e s p e c i a l i t yo fc a d s o f t w a r e d e v e l o p m e n t ，t h ee x i s t i n g h e a t e x c h a n g e rc a ds o f t w a r e d r o _ d b e h i n dt h ec o m p u t e ra p p l i c a t i o nt e c h n o l o g ya n dh a v eas e r i o u so f p r o b l e m s i n d e v e l o p m e n t ，m a i n t e n a n c e ，e x t e n s i o na n du p g r a d e w n ht h em a t u r eo f s o f t w a r e i n d u s t r y a n d h i g h e r a n d h i g h e r d e m a n d so f s o f t w a r e ， s o f t w a r e b a s e ds o f t w a r ed e v e l o p m e n th a sb e e np u to na san e wk i n do f m e t h o dt od e v e l o ps o f t w a r ea n db e c o m eam a i n s t r e a mt e c h n o l o g y u s i n gt h e n e w t e c h n o l o g yi nt h ed e v e l o p m e n to fc a d s o f t w a r ei sas t r i n g e n tt a s ka n d i si m p o r t a n tt op r o p e lt h ed e v e l o p m e n to fc a d o nt h eb a s i so fa n a l y z i n gt h ef e a s i b i l i t ya n di m p o r t a n c eo f u t i l i z i n gt h e c o m p o n e n tt e c h n o l o g yi nc a d ，t h i sd i s s e r t a t i o ns y s t e m a t i c a l l yr e s e a r c h c o mb a s e ds o f t w a r ec o m p o n e n t t e c h n o l o g y , p r e s e n t san e wc b s d m e t h o d t o d e v e l o p i n gc o m p o n e n t b a s e d s o f t w a r e ，u s e t h i sm e t h o da n du m l l a n g u a g et od e v e l o ph e a te x c h a n g e rc a d ( h e c a d ) s y s t e ma n di m p l e m e n t c o m p o n e n t i z a t i o no f t h es y s t e mf o rt h ef i r s tt i m e 1 _ t h r o u g hc o m p a r i n gc o m p o n e n tt e c h n o l o g yw i t ho t h e rt e c h n o l o g i e s ，t h i s d i s s e r t a t i o nh a v e s y s t e m a t i c a l l ya n a l y z e dt h ei d e ao fk e yt e c h n o l o g yo f h e c a d s y s t e m - - c o m p o n e n tt e c h n o l o g ya n dm a d ea ni n d e p t hs t u d yo ft h e p r i n c i p l ea n di m p l e m e n tm e c h a n i s mo fc o mt e c h n o l o g y , a si s t a k e na s t h e o r e t i c a lf o u n d a t i o na n d i m p l e m e n tp a r e r n s o f t w a r e c o m p o n e n t s a r e b i n a r y u n i t so f i n d e p e n d e n tp r o d u c t i o n ， a c q u i s i t i o na n dd e p l o y m e n tt h a ti n t e r a c tt of o r maf u n c t i o n i n gs y s t e m a st h e c o r e t e c h n o l o g ys u p p o r t i n g s o f t w a r e r e u s e ，t h e i d e ao f c o m p o n e n t t e c h n o l o g yi s t o d e c o m p o s et h ef u n d a m e n t a ls e r v i c ef u n c t i o ni n t o s o m e i n d e p e n d e n t ，r e u s a b l ec o m p o n e n tw i t hs i m p l e xf u n c t i o n c o m p o n e n t sc a n c o m m u n i c a t ew i t hu s e r so ro t h e rc o m p o n e n t si nd i f i e r e n t l a n g u a g ef r o m d i n b r e n t p r o c e s s ，d i f i e r e n tc o m p u t e r , e v e nd i f f e r e n tp l a t f o r m s o f t w a r e d e v e l o p m e n tu s i n gc o m p o n e n tt e c h n o l o g yi sn o tt ob u i l dan e wa p p l i c a t i o n f r o mt h eb e g i n n i n g ，b u tac o u r s eo f b a s i c a l l ya s s e m b l i n gc o m p o n e n t s t h u s ， e v e r y o n ec a ni m p l e m e n tc o m p o n e n t sw i t hc o n v e n i e n tl a n g u a g ea n du s et h e s e r v i c e sc o m p o n e n t sp r o v i d e dw h i c hr e a l i z et h es o f t w a r er e u s ea n ds y s t e m i n t e g r a t i o na n d r e d u c et h ec o m p l e x i t yo f s y s t e m t h eo b j e c tm o d e lo fs o f t w a r ec o m p o n e n ti st h ec r i t e r i o no nh o wt ol i n k b e t w e e ns o f t w a r ec o m p o n e n t s a tp r e s e n tc o m p o n e n tb a s e dc r i t e r i o nm a i n l y i n c l u d ec o m ( c o m p o n e n to b j e c tm o d e l ) o fm i c r o s o f l ，c o r b ao f0 m g a n dj a v a b e a n so fs u n c o mh a v ep r o v i d e dt h ep r o g r a m m i n gm o d e la n d b i n a r ys t a n d a r da n dd e f i n eas e to fm e c h a n i s mo fi n t e r - o p e r a t i o nb e t w e e n c o m p o n e n t s a sw i n d o w sb e c o m et h em a i n s t r e a mo f p co p e r a t i o ns y s t e m c o ma l s ob e c o m et h ef a c t u a lc r i t e r i o no fp cp l a t f o r mb a s e da p p l i c a t i o n d e v e l o p m e n t t h i sp a p e ra d o p tc o m c r i t e r i o n 2 t h i sd i s s e r t a t i o nh a v ep r e s e n t e dat y p eo fc o m p o n e n tb a s e ds o f t w a r e d e v e l o p m e n t ( c b s d ) m e t h o d ，c o m b i n e dc o m p o n e n tt e c h n o l o g yw i t hu m l l a n g u a g e ，m a d e ai n - d e p t h s t u d yo fk e yp r o c e s sa n dk e yt e c h n o l o g y o f c b s d ，s u c ha ss o f t w a r ea r c h i t e c t u r ea n dd o m a i ne n g i n e e r i n g u m li sa n o b j e c t - o r i e n t e dm o d e l i n g s t a n d a r d l a n g u a g e w h i c hi s i n d e p e n d e n t o n a n y s o f t w a r e d e v e l o p m e n tp r o c e s s a sc o m p o n e n t t e c h n o l o g yi s ad e v e l o p m e n to fo b j e c t o r i e n t e dt e c h n o l o g y , i ti s g o o dt o c o m b i n eb o t h w i t ht h es u p p o r to fu m l w ec a l ln o to n l ye x p e d i e n t l yg oo n d o m a i na n a l y z i n ga n ds y s t e md e s i g n i n gb u ta l s ou s eu m ld e s c r i b et h e i n f o r m a t i o no fc o m p o n e n t sa n dt a k et h eu m lm o d e la so n e p a r t o f c o m p o n e n t w h i c hm a k e c o m p o n e n t sm o r ec o m p r e h e n s i b l ea n de a s i e rt ou s e t h ec b s dm e t h o dp r o t e s tt o p i c ko u t ，d e v e l o pa n da s s e m b l er e u s a b l e c o m p o n e n t su n d e r t h eg u i d a n c eo fs o f t w a r ea r c h i t e c t u r ew h i c hi sg e n e r a t e d b a s e do nt h ea c h i e v e m e n to fd o m a i ne n g i n e e r i n g d o m a i ne n g i n e e r i n gj s a ni t e r a t i v ea n dg r a d u a l l yr e f i n i n gp r o c e s sw h i c hc a n p r o d u c ec o m p o n e n t s a n dd o m a i ns p e c i f i cs o f t w a r ea r c h i t e c t u r ew i t hh i g hr e u s a b i l i t y t h i sn o t o n l yc r e a t er e u s a b l er e s o u r c e sf o rc b s do ft h ed o m a i nb u ta l s op r o v i d et h e f o u n d a t i o na n dc o n t e x tf o rc o m p o n e n t a s s e m b l y c o m p o n e n tb a s e ds o f t w a r ed e v e l o p m e n tc o n s i s t so ft w op r o c e s s e s ： c o m p o n e n td e v e l o p m e n t a n d c o m p o n e n ti n t e g r a t i o n s i n c e t h e s et w o p r o c e s s e sc a nb ed o n eb yd i f f e r e n to r g a n i z a t i o n s ，t h e s et w op r o c e s s e sc a nb e c o n c u r r e n t o n c ed o m a i n a n a l y z i n ga n dd e s i g n i n g a r e p e r f o r m e d f o ra d o m a i na n dr e u s a b l ec o m p o n e n t sa r ec r e a t e da n dc o m p o n e n tw a r e h o u s ei s b u i l t ，a p p l i c a t i o n e n g i n e e r i n gm a yp r o c e e da p p l y i n g t h er e u s a b l e c o m p o n e n t s u s e rr e q u i r e m e n t sa n a l y s i sm a yb ep e r f o r m e du s i n gt h ed o m a i n c o m m o n a l i t ym o d e la n da na r c h i t e c t u r ea p p r o p r i a t ef o rt h ea p p l i c a t i o nm a y b es e l e c t e d ，t h e n s p e c i a lc o m p o n e n t sm a yb ed e v e l o p e df o rt h en e e d so f s p e c i f i cs y s t e m b a s e do nt h es e l e c t e da r c h i t e c t u r e ，t h ea p p l i c a t i o ns o f t w a r e c a nb ec r e a t e db yi n t e g r a t i n gr e u s a b l ec o m p o n e n t s 3 h e c a ds y s t e mi sd e v e l o p e du s i n gc o mt e c h n o l o g y a n dc b s d m e t h o df o rt h ef i r s tt i m e ，t h eh e a te x c h a n g e rd e s i g n i n gc o m p o n e n ti s d e v e l o p e da n dt h ec o m p o n e n t i z a t i o ns y s t e mi s m o d e l e da n di m p l e m e n t e d ， w h i c hh a v es o l v e dt h ep r o b l e mo f r e u s ea n dm a i n t e n a n c eo f t h es y s t e m f i r s t ，b a s e d o nt h ec h a r a c t e r i s t i ca n db a c k g r o u n do ft h i s s y s t e m ，t h e d o m a i ns c o p ei sf i x e do nt h eh e a te x c h a n g e rd o m a i na n dt h ed o m a i na n a l y s i s c a nb e p e r f o r m e du s i n gu m ll a n g u a g e ，t h e n t h ed s s aa n dr e u s a b l e c o m p o n e n t sa r ed i s t i l l e da n dd e v e l o p e dw h i c hm a k ei tp o s s i b l et o b u i l d d o m a i nc o m p o n e n tw a r e h o u s e a tt h es a m et i m e ，t h es y s t e ma n a l y s i sa n d d e s i g nc a nb ep r o c e e d e d ：p e r f o r m i n gu s ec a s ea n a l y s i sa n db u i l d i n gt h e s t a t i cs y s t e mm o d e li n c l u s i v eo fp a c k a g ed i a g r a ma n dc o m p o n e n td i a g r a m ， a n dt h ed y n a m i cs y s t e mm o d e l i n c l u s i v eo f a c t i v i t yd i a g r a m s t a t ed i a g r a m s e q u e n c ed i a g r a ma n dc o i l a b o r a t i o nd i a g r a m i nt h e p h a s e o f c o m p o n e n td e v e l o p m e n t i nv c 十+ p r o g r a m m i n g e n v i r o n m e n tu s i n gm f ca n da t lw ei m p l e m e n th e c a dc o m p o n e n t s w h i c ha r ed e s i g n e da sa u t o m a t i o nc o m p o n e n t sw i t hu s e ri n t e r f a c ef o rt h e n e e d so fs y s t e ma n dc a nb ec a l l e d b yd i f f e r e n tp r o g r a m m i n gl a n g u a g e a u t o c a di su s e da st h eg r a p h i c a lp l a t f o r mf o ri t sc o mi n t e r f a c e a t i e r d e v e l o p e d ，d o m a i nc o m p o n e n t sa n ds p e c i a lc o m p o n e n t sa r ec l a s s i f i e da n d t a k e nj n t oc o m p o n e n tw a r e h o u s ew h i c hi sr e u s a b l er e s o u r c e sf o rt h ef u t u r e i nt h ep h a s eo fc o m p o n e n ti n t e g r a t i o n ，o u ro w nu s e ri n t e r f a c ei sb u i l t b e c a u s et h e s y s t e mr e q u i r e m e n t s h a v eb e e n a n a l y z e da n dt h e s o f t w a r e a r c h i t e c t u r ei sa v a i l a b l e ，t h en e x tt h i n gi st os e l e c tn e e d e dc o m p o n e n t sf r o m c o m p o n e n t w a r e h o u s ea n dc o m p o s et h e s ec o m p o n e n t s t o g e t h e ri nt h es y s t e m f r a m e w o r k ，a f t e rd e b u g g i n ga n dt e s t i n gs y s t e m ，an e wh e a te x c h a n g e rc a d s y s t e mc o m e i n t ob e i n g b y t h ed e v e l o p m e n to f c o m p o n e n t b a s e dh e c a ds y s t e m i ti sp r o v e dm a t c o m c o m p o n e n tt e c h n o l o g yc a ne f l e c t i v e l ys u p p o r tt h ec o m p o n e n t i z a t i o n o fh e a te x c h a n g e rc a d s y s t e m ，t h ec b s d m e t h o du s i n gu m l e m b o d y t h e i d e a lo fs o f t w a r e p r o d u c t l i n ew i t hr e a s o n a b l e a l l o c a t i o n o r g a n i c c o i l a b o r a t i o na n dh i g hr e u s ea n du s i n gc o ma n dc b s dm e t h o dt od e v e l o p h e a te x c h a n g e rc a d s y s t e mi sf e a s i b l et h e o r e t i c a l l ya n dp r a c t i c a l l y , w h i c h c a nm a k et h e s y s t e mh i g h l yr e u s a b l ea n dh a v et h ee v i d e n ta d v a n t a g eo f s h o r t e n i n g t h e d e v e l o p m e n tc y c l e ，r e d u c i n g t h ec o s ta n d i n c r e a s i n g m a i n t a i n a b i l i t ya n dr e l i a b i l i t y , a si sc r u c i a lt op r o p e lc a d t op r o g r e s s k e yw o r d s ：s o f t w a r ec o m p o n e n t ，h e a te x c h a n g e r , c a d ，c o m ，u m l 郑州天雪顽士学位话盘 1 1 课题背景h 们 第一章绪论 换热设备是石油、化工、化肥、电力等工业领域广泛应用的一种过 程装备，用来进行工艺过程的加热、冷却、或热能回收利用等。在工业 热力系统中，换热设备的投资约占企业设备总投资的3 0 4 0 。随着国 民经济支柱产业生产规模越来越大，相应热力系统中换热设备的规模也 越来越大。换热设备不仅是为了满足工艺的特定需要，而且也是回收能 量、节约能量的有效装置。热力系统换热设备设计的好坏，直接影响到 热经济性的高低。 由于管壳式换热器具有结构可靠、技术成熟、适用面广等特点，是 目前换热器最常用的结构形式。但传统管壳式换热器的壳程为折流板支 撑结构，流体主流为横向流，流动阻力大，易发生流体诱导振动破坏， 传热面积利用率仅为6 0 。8 0 左右。郑州大学热能工程中心所研制的新 型高效纵流壳程换热器，具有优良的传热及防流体诱导振动性能；同时 流体流动阻力小、抗结垢能力强、还有使用寿命长、节材等显著优点。 经过工业实际应用，证实新型纵流壳程换热器的传热效率高，与传统折 流板换热器相比，其综合指标o a p 提高了5 0 ，而设备重量减轻2 0 4 0 ，多年来已在江苏、浙江、山东、湖北等廿余省市二百余厂家应用， 产生了巨大的社会和经济效益。 由于传统的研究开发设计手段落后，开发周期长，费用高，经济效 益较差，再加上工艺条件复杂多变，很难适应市场对新型高效换热器的 需求和大型化、复杂化、高效化发展趋势。随着c a d 技术的迅速发展和 应用，c a d 已经成为提高产品与工程设计水平、缩短产品开发与工程建 设周期、大幅度提高劳动生产率和产品质量的主要手段。为了使新型高 效纵流壳程换热器得到快速推广，必须将c a d 技术与换热器设计相结 合，实现从工艺到机械设计的自动化，只要输入必要的工艺参数，即可 设计出性能优异的换热器，并自动绘制图纸和输出有关设计资料。c a d 技术和换热设备设计的结合，极大地提高了设备的设计质量与设计效 率，缩短了新产品开发周期。 但是，由于换热设备c a d 软件开发自身专业性强，使得现有的换热 设备c a d 软件落后于计算机应用技术发展的现状；也由于软件业自身所 第1 页 邪州大学顽- t 学位彳台支 面临的危机，使得c a d 软件在开发、维护、扩展、升级等方面存在一系 列问题，极大地影响了c a d 软件的发展和应用。如何利用当前先进的软、 硬件技术的支持开发出新一代换热设备c a d 软件，充分发挥出计算机技 术的潜能使之服务于广大的化工设备设计人员，是当前工程软件研究的 当务之急。针对这一现状，使用先进的软件技术组件技术进行换热 设备c a d 开发，是在技术上摆脱重复开发、解决软件维护等问题，并实 现c a d 网络化的有效途径，因而能促进c a d 软件的发展与应用，在理论 上和工程实践中都有着重大的意义。 1 2c a d 系统的现状和发展趋势b 钉 当前工业企业正面临着市场全球化、制造国际化和品种需求多样化 的新挑战，各企业间围绕着时间、质量和成本的竞争越来越激烈。由此 出现了一系列先进制造技术、系统和新的生产管理方法，如并行工程、 及时生产、精良生产、敏捷制造和虚拟现实技术等，所有这些先进制造 技术和系统都与c a d 系统的发展与应用密切相关。目前c a d 系统的发展 趋势主要体现在以下几方面： 1 集成化 由于企业的各个环节是不可分割的，企业的整个生产过程实质上是 信息的采集、传递和加工处理的过程。企业将逐渐从单一的对c a d 软件 的需求发展成为对c a d 、c a p p 、c a m 、c a e 、p d m 、m i s e r p 等技术的集 成软件的需求，从单一考虑某个软件的功能发展为考虑企业级信息集成 系统的整体功能和各个子系统的信息共享。集成化的目的是提供一种能 覆盖以某类产品为主的、更高效能的设计n 造整体系统，实现各个应 用程序所需要的及产生的信息进行存储和交流，达到软件资源和信息共 享，避免不必要的重复和冗余。 2 网络化 市场的竞争导致了产品资源的分散性和分布性。包括设计人员、工 具、数据的地理分散性。异地设计成为降低成本、加速产品开发的一个 解决办法，但异地设计的一方( 客户端) 远离设计中一t b ( 服务端) ，缺 乏连续资源保障，导致效率下降、开发周期延长。网络化c a d 利用网络 及w e b 寻求设计中心( 服务端) 的支持与协作，提供远端c a d 计算与设 计工具，异地异构服务，改善了远程设计的工作模式。目前基于w e b 技 术的远程c a d 资源获取是c a d 网络化研究与应用的一个热点，其核。t 3 问 第2 页 邪州太孝领士学位论支 题是如何利用w e b 技术方便迅速的获取和提供c a d 远程资源，包括设计 工具、设计数据、设计知识等。 3 协同化 人们从事c a d 工作时，发现有很多的设计是在广域地理环境下进行 的。如设计人、设计资源处在多个不同的地方。与此同时，随着产品复 杂程度的加剧，设计一致性的保证越来越难，相应的是，一个复杂产品 的概念设计和详细设计时就涉及不同专业的知识。这不仅需要强调不同 的设计方向和风格，还要构造和处理不同领域的数据模型。产品的设计 不仅仅只是设计人与产品的交互，还包括与其他设计人及环境的交流。 设计可以看成是一组有着共同最终目的的群体活动。通过设计人与环境 交互而产生的设计活动就是我们所说的协同设计。通过网络化的c a d 可 以使群体成员( 包括设计者、生产者、销售者和管理者等) 在产品生命 周期中以并行、协同的方式交换产品信息，对产品设计思想、设计进程、 设计组织和设计信心进行协调与管理，加强人与人之间的协同支持。 4 智能化 智能设计( i n t e l l i g e n td e s i g n ) 和基于知识库系统( k n o w l e d g e b a s e ds y s t e m ) 的工程是出现在产品处理发展过程中的新趋势，核心就 是“把信息变成知识，用知识指导创新”。 工程设计知识库( t h ee n g i n e e r i n gd e s i g nk n o w l e d g er e p o s i t o r y ) 用来收集和存档相关的几何，属性等工程数据，并自我学习，积累起一 定的经验，规则，通过知识提炼，促进清晰地分类，它把工程、属性数 据库与知识库紧密地结合起来，其关键在于提高搜索复杂的几何图形和 工程信息的计算方法。工程知识库的长远目标就是发展以数学为基础的 工具来支持大的工程数据库中进行基于内容的搜索、挖掘。有大约7 5 的新产品设计活动可以重用以前的设计知识来构成。 从数据库( d a t a b a s e ) 到数据仓库( d a t aw a r e h o u s e ) 到知识库 ( k n o w l e d g er e p o s i t o r y ) ，从单纯的数据集到应用一定的规则从数据中 进行知识的挖掘，到让数据自身具有自我学习、积累能力，这是一个对 数据处理、应用逐步深入的过程。 知识库可以分为领域知识库、企业知识库和资源库几类。 知识库应该是基于w e b 共享的。w e b 是巨大的信息仓库，是知识库 的素材来源，也是大量应用知识库的途径。知识库同时还应该提供良好 的学习工具( c o n t r i b u t et o o ls ) 从w e b 中得到新的设计数据和相关信 第3 页 邪州天孝石孬士学位话盘 恩。 因此，要真正使产品、工程和系统的质量好、成本低、市场竞争力 强，就需要总结国内外相关产品、工程和系统的设计制造经验和教训， 并将成功的设计制造经验做成智能设计、智能制造系统去指导新产品、 新工程和新系统的设计制造，才能使我们的产品、工程和系统有创造性。 5 开放性 关于开放系统，i e e e 是这样定义的：“a no p e ns y s t e mp r o v i d e c a p a b i l i t i e st h a te n a b l