机电产品现代设计方法学习报告

机电产品现代设计方法学习报告院系机电学院班级姓名学号指导教师设计时间网络化协同设计与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。近年来，全球多家企业特别是大中型企业竞相采用先进的设计模式、先进制造技术和现代管理方法来进行设计、生产和经营管理，基于网络化协同设计和资源共享的设计中心模式己经成为一种迫切的需要。因此，它已经成为国内外学者和企业研究的一个热点。关键字协同设计；网络化；应用网络化产品协同设计是指在广域网环境下，分布在异地的设计人员，在基于计算机的虚拟协作环境中，围绕同一个产品设计任务，承担相应的部分设计任务，并行、交互、协作地进行设计工作，共同完成设计任务的设计方法。网络化产品协同设计的基本特点是多学科小组、异地、异构环境下的合作设计。分布在异地的具有不同专业特长的设计小组，使用不同的设计工具，,基于广域网进行远程协作设计，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。它要求所有成员都能及时了解整体设计方案，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。从网络化协同设计的概念可以总结出网络化协同设计的基本特点（1）群体性是指设计活动由两个或两个以上设计专家参与，而这些设计专家通常是相互独立的，并且各自具有领域知识、经验和一定的问题求解能力。（2）并行性多设计专家要实现的最终设计目标是共同的，他们在各自的岗位上并行、协同地进行的各自的设计。（3）动态性参与设计的专家数目可以动态地增加或减少，协同设计的体系结构也是灵活的、可变的。（4）异地性设计专家所在的位置物理上可能是分离的。（5）协同性具有一种协同各个设计专家完成共同设计目标的机制，包括通讯协议、通讯结构、冲突检测与仲裁等。从实际应用的角度出发，可以从以下几方面进一步理解网络化产品协同设计的内涵（1）协同设计是一个管理过程它强调在协同设计中的管理任务，如规划、监控、协商、调度和决策支持等等，总之协同设计是组织异地不同领域专家共同完成一个设计目标。在传统的CAD系统中，即便在多用户系统中，每个设计者执行的是相对分离、独立的任务，而不能针对共同任务协同进行工作。（2）协同设计是一个通讯处理过程在这个过程中，通讯与协调是最重要的问题。协同设计中应遵守通讯规则，通讯语言机制和规则有利于整个设计过程的通讯监控。（3）协同设计是一个环境共享的过程各设计专家必须共享数据、信息和知识。各设计小组内部必须能共享知识和设计经验，还要能从其他小组获取共享信息，而且要把它们集成并产生新的观点和方案。（4）协同设计是一个协同工作的过程协同设计作为CSCW的一个应用，具有CSCW协同的特点，即各设计专家在共享信息空间中，相互协调、合理分配设计资源，共同合作完成设计目标的设计过程。实现网络化产品协同设计，必须解决三个问题参与协同设计的各个主体之间能够共享产品设计信息；整个协同设计过程能够协调有序地进行；设计主体之间能够充分交流意见，真正体现“协同”。网络化产品协同设计支持系统是一个基于INTERNET的集成化虚拟设计平台，其关键问题是建立该系统的集成模型。根据协同设计的特点、应用背景以及前面提出的多模式协同设计方法，建立了一个支持网络化产品协同设计的集成模型，该模型包含信息集成、过程集成和知识集成三方面的内容，如图一所示。图一网络化产品协同设计及其模型网络化产品协同设计中的知识集成与智能协同的内涵包括两个方面第一，研究如何获取继承性知识，即已有的知识；第二，研究如何生成创新性知识，即新产生的知识。第一个问题的本质是研究如何利用计算机管理好已经存在的、显性的知识，提供一个良好的人机协同环境，使设计者方便、快速、准确地获得所需的知识；第二个问题的本质是研究如何利用现有的计算机和网络技术，构建一个良好的人人协同环境，提供方便有效的协同支持手段，使异地、异构应用系统中的设计者之间，能够通过有效的设计思想交流，产生支持创新设计的新知识。因此，本文提出了如图二所示的知识集成模式。图二协同设计中知识集成模式该模型以信息与知识的管理为核心，利用XML、VRML、HTML和JAVA技术，从信息、过程、知识这三个层次上支持异地、异构设计主体之间基于INTERNET的集成。其中，信息集成解决协同设计中的产品设计信息，以及产品数据管理信息的集成与共享问题，过程集成解决协同设计中的任务分配和对各个子任务的进程进行协调控制的问题，知识集成解决继承性知识的共享利用知识库和创新性知识的生成利用交流与协调的方法问题。该集成模型覆盖了产品设计过程中的主要集成需求，可以支持多模式协同设计方法中定义的各种协同设计模式，以及它们组合而成的新模式。网络化协同设计系统的特性主要表现为分布性、开放性、协作性和并行性（1）分布性。网络化协同设计系统要求能够充分综合利用分散在世界各地的资源和信息来为共同的利益目标服务，由于这些资源和信息的分布性和异构性，并且它们由不同的应用系统产生和使用，导致了网络化协同设计系统的分布性。这些分布的设计系统和应用通过网络连接起来形成一个复杂的分布式系统。在网络化协同设计系统中，可以采用企业间的动态联盟和分布式多功能团队间的协作的工作方式加以组织。（2）开放性。网络化协同设计系统是一个动态的系统，系统各部分间要求无缝集成，实现相互间透明的互操作，在系统运行过程中，会不断有新的资源和应用系统加入或已有应用系统及资源的退出，这种异构系统和资源的动态集成和互操作性要求组成系统的各部分具有良好的开放性，使网络化协同设计系统具有即插即用特性，从而可以根据市场和环境变化快速地进行系统重组。（3）协作性。协作是网络化协同设计系统实现其目标的保证。网络化协同设计系统中的协作主要体现在人人协作、知识协作和组织协作三个方面人人协作在网络化协同设计系统中，人是实现产品创新的主体，计算机系统只是辅助手段，不仅需要人机协作，更需要在人人之间进行合理分工，来协作完成各种任务；知识协作网络化协同设计系统涉及到大量的知识和数据，它们既彼此分散相对独立，又与产品及过程密切相关，这些知识和数据要保持一致性、完整性和连续性，以保证协同设计过程的顺利进行；组织协作在网络化协同设计系统中，是以集成产品开发团队的方式进行工作的，任何一项任务的完成都可能需要与其他人员或团队进行交流和协作，这种协作需要良好的组织机制和合作机制来保证，以实现高效和高质量。由于协同设计系统需要协同的内容比较广泛，因此协同设计系统比一般的CSCW系统要复杂得多，其功能需求如下（1）具有支持多小组之间和组内成员之间的协同感知的功能。（2）具有支持多媒体协同的功能。多小组之间和组内成员之间可以通过多媒体来达到同步控制的功能。（3）具有开放性与柔性。系统应支持多种应用的装入和卸出，不同用户可以定制和裁剪自己的界面、工作区环境设置和视图显示。（4）系统具有一致性维护的功能。一致性维护的控制机制和规则可以根据应用进行选择或编程，尤其要提供冲突不可调和时的一致性控制。（5）能够提供分布数据的自动映射功能。协同设计中各小组获取产品的不同特征信息，因此要在各小组间建立产品特征信息的自动转换机制，以便各小组之间对设计方案的评价与决策，提高协同设计效率。（6）具有知识库和推理机制共享的功能。网络化协同设计是一种近年来新兴的产品设计方式。该设计方式允许分布在不同地点的设计人员和其他相关人员通过网络，利用各种各样不同的计算机辅助设计工具来共同设计一种产品。处于设计过程中的每个用户都可以感觉到其他用户的存在并与其进行一定程度的交流。近年来网络速度及技术的飞速发展使得网络化协同设计成为可能。同时随着经济全球化的飞速发展，许多跨行业，跨国家和跨地区的联盟型虚拟企业正在发展壮大。而越来越复杂的产品设计和越来越短的需求周期使得某些复杂的产品不得不由处于不同地理位置的多个产品设计人员同时参与设计并协作完成，于是网络化协同设计便应运而生。参考文献【1】邵建军；巩亚东；网络化协同设计系统的研究与实现；东北大