研究生课程CADCAM讲稿ch04计算机辅助产品协同设计s

1、 cad/camcad/cam基础理论与应用基础理论与应用本章学习要点本章学习要点5 5 计算机辅助协同设计计算机辅助协同设计5.2 计算机辅助产品协同设计的关键技术计算机辅助产品协同设计的关键技术5.3 计算机辅助产品协同设计环境的实现计算机辅助产品协同设计环境的实现5.1 协同设计的概念协同设计的概念5.4 应用应用产品协同设计的定义产品协同设计的定义产品协同设计是指两个或两个以上来自不同或相同产品协同设计是指两个或两个以上来自不同或相同专业领域的人员，通过一定的信息交换和相互协同专业领域的人员，通过一定的信息交换和相互协同机制，分别完成各自的产品设计协作任务，以实现机制，分别完成各自的产

2、品设计协作任务，以实现共同的产品设计目标；是共同的产品设计目标；是cscwcscw理论在产品设计中应理论在产品设计中应用的直接体现用的直接体现产品协同设计的实质产品协同设计的实质通过交换、共享关于产品设计的信息与知识，从而提通过交换、共享关于产品设计的信息与知识，从而提高产品设计过程中决策的正确率，减少返工次数，加高产品设计过程中决策的正确率，减少返工次数，加速决策过程，进而提高设计效率速决策过程，进而提高设计效率5.1 5.1 协同设计的概念协同设计的概念协同设计实例（阀心工艺设计）协协同同参参与与者者工工艺艺设设计计人人员员协协同同发发起起者者工工艺艺设设计计师师协协同同项项目目管管理理区

3、区协协同同项项目目管管理理区区工工艺艺过过程程卡卡阀阀芯芯零零件件c610还还是是c6140？c61040mm外外径径是是多多少少？协协同同参参与与者者工工艺艺设设计计人人员员协协同同发发起起者者工工艺艺设设计计师师协协同同项项目目管管理理区区协协同同项项目目管管理理区区工工艺艺过过程程卡卡阀阀芯芯零零件件c610还还是是c6140？c61040mm外外径径是是多多少少？5.1 5.1 协同设计的概念协同设计的概念数控机床的协同设计与管理5.1 5.1 协同设计的概念协同设计的概念协同管理：订单管理、项目计划、产品修改和发布概念设计与整体设计协同设计概念与方案设计、详细设计与出图数控机床产品协

4、同设计活动链建模产品协同设计活动链建模产品设计活动链调度与管理工具产品设计活动链调度与管理工具产品设计同步、异步产品设计同步、异步cadcad协同工具集协同工具集产品协同设计基础信息框架产品协同设计基础信息框架5.1 5.1 协同设计的概念协同设计的概念产品开发需求分析产品开发需求分析产品功能设计产品功能设计产品方案设计产品方案设计产品结构配置设计产品结构配置设计产品详细设计产品详细设计产品工艺设计产品工艺设计产品制造产品制造需求分析报告需求分析报告产品功能表产品功能表产品方案及原理图产品方案及原理图装配图及装配图及bombom零件图及文档零件图及文档5.1 5.1 协同设计的概念协同设计的概

5、念底层人员之间的协同：同等制底层人员之间的协同：同等制设计小组会审：主从制设计小组会审：主从制设计项目会审：主从制设计项目会审：主从制一个产品的设计可归纳为一个项目的实施；项目由负责人总控；若干一个产品的设计可归纳为一个项目的实施；项目由负责人总控；若干个小组分别负责相关部分个小组分别负责相关部分产品协同设计要解决什么问题？产品协同设计要解决什么问题？产品设计不仅要满足市场需求、功能性、成本性，而且要满足可制造产品设计不仅要满足市场需求、功能性、成本性，而且要满足可制造性、可装配性、可维护性、生态适应性等。很多问题设计人员本身无性、可装配性、可维护性、生态适应性等。很多问题设计人员本身无法解决

6、，这就要求设计人员在设计阶段与相关人员（如工艺人员、市法解决，这就要求设计人员在设计阶段与相关人员（如工艺人员、市场销售人员、售后服务人员进行协同！场销售人员、售后服务人员进行协同！一个大的项目会划分成若干个子项目实施，这就要求设计人员本身之一个大的项目会划分成若干个子项目实施，这就要求设计人员本身之间必须协同工作间必须协同工作产品协同设计的体现形式产品协同设计的体现形式内涵就是考虑各种可内涵就是考虑各种可能因素，使所设计的能因素，使所设计的产品满足市场需求、产品满足市场需求、低成本、高质量、短低成本、高质量、短生产周期生产周期5.1 5.1 协同设计的概念协同设计的概念5.1 5.1 协同设

7、计的概念协同设计的概念网络化产品协同设计制造平台网络化产品协同设计制造平台2 2 协同设计的关键技术协同设计的关键技术从产品设计流程的角度看，要实现各个设计阶段的结果输出，从产品设计流程的角度看，要实现各个设计阶段的结果输出，必须依赖于一组设计任务；而根据项目的复杂性，该组任务划必须依赖于一组设计任务；而根据项目的复杂性，该组任务划分有多解；因此，分有多解；因此，可将每个设计任务形式化定义为一个活动可将每个设计任务形式化定义为一个活动在每一个设计任务（活动）中，反复再设计逻辑在产品设计过在每一个设计任务（活动）中，反复再设计逻辑在产品设计过程中占据重要地位。再设计的主要依据来自程中占据重要地位

8、。再设计的主要依据来自dfxdfx中的中的x x性能相关性能相关的评价。因此，的评价。因此，一个设计任务可由一个设计任务可由“设计设计”-“-“协同协同”-“-“再设再设计计”循环完成。可将循环体定义为子活动循环完成。可将循环体定义为子活动完成再设计循环的一个子活动，需要一系列的工作步骤。因此，完成再设计循环的一个子活动，需要一系列的工作步骤。因此，可将每个子活动的一个工作步骤定义为一个操作可将每个子活动的一个工作步骤定义为一个操作完成每个设计阶段任务的活动链的骨架能根据产品设计通用流完成每个设计阶段任务的活动链的骨架能根据产品设计通用流程加以规定。因此，程加以规定。因此，可将这类活动定义为预

9、定义活动可将这类活动定义为预定义活动在执行预定义活动中，当出现需求，必须能随即插入某些额外在执行预定义活动中，当出现需求，必须能随即插入某些额外的任务。的任务。因此，对应这类任务定义为随机活动因此，对应这类任务定义为随机活动产品协同设计链的思路与相关概念的由来产品协同设计链的思路与相关概念的由来2 2 协同设计的关键技术协同设计的关键技术产品产品零件零件1零件零件2部件部件 零件图纸零件图纸制造文件制造文件加工设备加工设备成品零件成品零件其他其他装配图纸装配图纸装配设备装配设备装配工艺装配工艺成品部件成品部件其他其他产品不同制造阶段的产品不同制造阶段的bom信息信息 2 2 协同设计的关键技术

10、协同设计的关键技术c产品协同设计的活动链产品协同设计的活动链对应于一个子活对应于一个子活动的操作序列动的操作序列基于再设计逻辑基于再设计逻辑的子活动循环的子活动循环对应于一般设计对应于一般设计流程的活动序列流程的活动序列由预定义活动由预定义活动构成的与或图构成的与或图由随机活动构由随机活动构成的或图成的或图由辅助活动构由辅助活动构成的与或图成的与或图活动空间活动空间根据设计根据设计流程形式流程形式化预定义化预定义活动活动根据设计根据设计流程和特流程和特征形式化征形式化随机活动随机活动根据系统根据系统注册等形注册等形式化辅助式化辅助活动活动2 2 协同设计的关键技术协同设计的关键技术活动空间的建

11、立活动空间的建立2 2 协同设计的关键技术协同设计的关键技术结构化分析方法结构化分析方法2 2 协同设计的关键技术协同设计的关键技术idefidef系列方法系列方法2 2 协同设计的关键技术协同设计的关键技术petripetri网网经典的经典的petripetri网是简单的过程模型，由两种节点：库所和变迁，有向弧，网是简单的过程模型，由两种节点：库所和变迁，有向弧，以及令牌等元素组成的以及令牌等元素组成的 2 2 协同设计的关键技术协同设计的关键技术umluml活动图活动图2 2 协同设计的关键技术协同设计的关键技术cscwcscw（computer supported cooperative

12、 workcomputer supported cooperative work）的概念是）的概念是mitmit的的irene griefirene grief和和decdec的的paul cashmanpaul cashman于于19841984年提出年提出cscwcscw的定义可从两个层面理解：的定义可从两个层面理解：从方法学层面上看，从方法学层面上看，一组在时间和空间上分散的人员通过一一组在时间和空间上分散的人员通过一个具备个具备“虚拟面对面（虚拟面对面（virtual face to facevirtual face to face）”和和“所见即所见即所得（所得（what you s

13、ee is what i seewhat you see is what i see）”特性的工作空间来实特性的工作空间来实现同步或异步式共同工作的方法现同步或异步式共同工作的方法从技术实现层面上看，从技术实现层面上看，cscwcscw是一个利用计算机技术、网络是一个利用计算机技术、网络与通信技术、多媒体技术以及人机接口技术将时间上间隔、与通信技术、多媒体技术以及人机接口技术将时间上间隔、空间上分布的人员组织在一起来共同完成某项工作的分布式空间上分布的人员组织在一起来共同完成某项工作的分布式计算机环境计算机环境2 2 协同设计的关键技术协同设计的关键技术时空性为时空性为cscwcscw系统分类

14、的关键系统分类的关键。基于异地同步模式和异地基于异地同步模式和异地异步模式的异步模式的cscwcscw系统为实现协同设计两个关键支撑技术系统为实现协同设计两个关键支撑技术 面对面交谈面对面交谈 面对面会议面对面会议 计算机控制的计算机控制的 电子白板实物电子白板实物 视频会议系统视频会议系统 网络广播模块网络广播模块 聊天室模块聊天室模块 电子讨论白板模块电子讨论白板模块 协同绘图模块协同绘图模块 协同文本编辑模块协同文本编辑模块 电子邮件模块电子邮件模块 bbsbbs模块模块 ftpftp文件传输模块文件传输模块 工作交接与轮流工作交接与轮流 工作工作时间时间地点地点相同相同不同不同相同相同

15、不同不同2 2 协同设计的关键技术协同设计的关键技术协同会话协同会话协同浏览协同浏览协同文本编辑协同文本编辑协同绘图协同绘图协同查询协同查询2 2 协同设计的关键技术协同设计的关键技术当协同参与者就某方面的问题进行当协同参与者就某方面的问题进行“人对人人对人”协同工协同工作时，采用面对面的工作模式。此过程中的协同操作作时，采用面对面的工作模式。此过程中的协同操作在一个实际存在的物理空间里进行在一个实际存在的物理空间里进行而当采用而当采用cscwcscw理念进行协同工作时，协同空间为基于理念进行协同工作时，协同空间为基于多媒体可视化技术在一组基于网络的计算机上实现的多媒体可视化技术在一组基于网络

16、的计算机上实现的一个虚拟空间，协同参与者通过该虚拟空间完成协同一个虚拟空间，协同参与者通过该虚拟空间完成协同操作任务、交换并共享各种信息操作任务、交换并共享各种信息2 2 协同设计的关键技术协同设计的关键技术物理协物理协同工作同工作空间空间internet/intranet多媒体可多媒体可视化技术视化技术虚拟协同虚拟协同工作空间工作空间等价2 2 协同设计的关键技术协同设计的关键技术从表象特征看，从表象特征看，虚拟工作空间由通过网络联接的一些显示虚拟工作空间由通过网络联接的一些显示与操作设备如计算机屏幕、投影设备、虚拟现实设备等呈现与操作设备如计算机屏幕、投影设备、虚拟现实设备等呈现从系统开发

17、的角度看，从系统开发的角度看，该空间为多媒体空间，且包括：该空间为多媒体空间，且包括：以电子白板、以电子白板、bbsbbs、chattingchatting文本流、文本流、目录服务等体现目录服务等体现以用户界面中的音频按钮菜单体现以用户界面中的音频按钮菜单体现以用户界面中的视频窗口、按钮等以用户界面中的视频窗口、按钮等体现体现提供虚拟目录服务及利用其进行远程程序调提供虚拟目录服务及利用其进行远程程序调用的操作空间用的操作空间2 2 协同设计的关键技术协同设计的关键技术主持人控制法和自由操作控制法主持人控制法和自由操作控制法中断策略、顺序策略、重要度中断策略、顺序策略、重要度策略等策略等2 2

18、协同设计的关键技术协同设计的关键技术从拓扑形态看，过程链定义为由节点和节点联接关系构成从拓扑形态看，过程链定义为由节点和节点联接关系构成的一种具有动态与非线性特征的有向图的一种具有动态与非线性特征的有向图协同过程链用于对协同过程涉及的相关活动的控制和导航协同过程链用于对协同过程涉及的相关活动的控制和导航协同过程链中的节点被定义为领域相关的协同任务，而联协同过程链中的节点被定义为领域相关的协同任务，而联接关系则指明任务的执行顺序接关系则指明任务的执行顺序建模方法：活动网络图，建模方法：活动网络图，petripetri网，与或图等网，与或图等体系架构数据库数据库jsphtmlappletwapsv

19、gautovue for java (jvue)tcp/ip 802.11b/ggprscdma协同制造工序流管理及信息跟踪协同制造工序流管理及信息跟踪协同工具集协同工具集即时消息即时消息电子邮件电子邮件电子白板电子白板cad图形浏览图形浏览音频视频音频视频开放互联环境开放互联环境协同工作支撑平台协同工作支撑平台协同工作应用接口协同工作应用接口移动协同应用系统移动协同应用系统2 2 协同设计的关键技术协同设计的关键技术关键技术与实例协同感知协同感知协同感知理论渗透到包括过程管理，协同工具集，以及协同感知理论渗透到包括过程管理，协同工具集，以及协同决策系统中，因此研究协同感知的实现是首要问题协同

20、决策系统中，因此研究协同感知的实现是首要问题所谓协同感知，是指了解他人的活动，这些活动为自己所谓协同感知，是指了解他人的活动，这些活动为自己的活动提供上下文的场景的活动提供上下文的场景,包括行为感知、有效性感知、包括行为感知、有效性感知、环境感知等等环境感知等等设计过程中，协同节点的主持人感知各协同参与人员的设计过程中，协同节点的主持人感知各协同参与人员的协同状态除了主动感知，即在系统中刷新协同人员的状协同状态除了主动感知，即在系统中刷新协同人员的状态态该方式不能实时的感知到协同人员的状态变化该方式不能实时的感知到协同人员的状态变化另一种方式是协同参与人员通过协同终端通知节点主持另一种方式是协

21、同参与人员通过协同终端通知节点主持人状态的更新人状态的更新该方式的主持人处于信息的被动接收的状态该方式的主持人处于信息的被动接收的状态2 2 协同设计的关键技术协同设计的关键技术基于无线协同设计的过程建模与管理基于无线协同设计的过程建模与管理协同节点配置协同节点配置添添加加前前驱驱查看查看信息信息编辑编辑信息信息添加添加角色角色2 2 协同设计的关键技术协同设计的关键技术电子白板电子白板绘制区域绘制区域打开打开通信通信端口端口绘图绘图工具工具栏栏消息消息栏栏绘图工具绘图工具栏以及消栏以及消息栏息栏2 2 协同设计的关键技术协同设计的关键技术基于基于svg的的cad图形图像的轻量化显示与协同浏览

22、图形图像的轻量化显示与协同浏览svg定义定义:可缩放的二维矢量图形，可分为：可缩放的二维矢量图形，可分为：svg，svgb，svgt几种类型几种类型svg的优点：以的优点：以xml表示数据，无限的无损表示数据，无限的无损缩放，轻量级图形转换为缩放，轻量级图形转换为svg格式能节省空格式能节省空间间svg的缺点：目前版本的的缺点：目前版本的ie浏览器对浏览器对svg的的支持不够、需要安装第三方的插件支持不够、需要安装第三方的插件2 2 协同设计的关键技术协同设计的关键技术基于基于svg的的cad图形图像的轻量化显示与协同浏览图形图像的轻量化显示与协同浏览47k 800% jpeg50% dwg

23、60k 800% svg2 2 协同设计的关键技术协同设计的关键技术基于基于svg的的cad图形图像的轻量化显示与协同浏览图形图像的轻量化显示与协同浏览pc端的端的svg图形浏览图形浏览pda端的端的svg图形浏览图形浏览smartphone端的端的svg图形浏览图形浏览2 2 协同设计的关键技术协同设计的关键技术 chatting、bbs等文本交流技术等文本交流技术2 2 协同设计的关键技术协同设计的关键技术3 3 计算机辅助产品协同设计环境的实现计算机辅助产品协同设计环境的实现ipip型远程电视会议系统：型远程电视会议系统：各自在本地机运行视频会议工具，键入各自在本地机运行视频会议工具，键

24、入ipip地址，在两个工具间建立连接地址，在两个工具间建立连接启动白板、在线讨论等工具执行启动白板、在线讨论等工具执行产品协同设计任务产品协同设计任务远程视频会议系统出现本地及远远程视频会议系统出现本地及远程用户视频信息程用户视频信息当视频会议结束，关闭当视频会议结束，关闭ipip连接及连接及程序程序基本运行流程：基本运行流程：主要产品：主要产品：微软的微软的netmeetingnetmeeting视频会议系统视频会议系统vconvcon的的ipip视频会议系统视频会议系统协同任务提出者协同任务提出者guanghui zhouguanghui zhou协同任务参与者赵刚协同任务参与者赵刚 各自

25、在本地机运行各自在本地机运行netmeetingnetmeeting视频会议工具，视频会议工具，zhouzhou和赵刚分别和赵刚分别键入键入ipip地址，在两个工具间建立连接地址，在两个工具间建立连接例例1 1：无设计过程链支持的协同实例：无设计过程链支持的协同实例3 3 计算机辅助产品协同设计环境的实现计算机辅助产品协同设计环境的实现 双方启动白板工具，双方启动白板工具， zhouzhou将夹具图转换成将夹具图转换成bmpbmp图，并粘贴到图，并粘贴到白板上白板上例例1 1：无设计过程链支持的协同实例：无设计过程链支持的协同实例3 3 计算机辅助产品协同设计环境的实现计算机辅助产品协同设计环

26、境的实现 赵刚看到同步的白板显示赵刚看到同步的白板显示例例1 1：无设计过程链支持的协同实例：无设计过程链支持的协同实例3 3 计算机辅助产品协同设计环境的实现计算机辅助产品协同设计环境的实现例例1 1：无设计过程链支持的协同实例：无设计过程链支持的协同实例3 3 计算机辅助产品协同设计环境的实现计算机辅助产品协同设计环境的实现 zhouzhou看到同步的白板显示看到同步的白板显示例例1 1：无设计过程链支持的协同实例：无设计过程链支持的协同实例3 3 计算机辅助产品协同设计环境的实现计算机辅助产品协同设计环境的实现文件名： 图编号： zhouzhou与赵刚根据白板中的夹具图，继续讨论夹具公差

27、设置是否能与赵刚根据白板中的夹具图，继续讨论夹具公差设置是否能满足装夹的要求？满足装夹的要求？ 双方启动双方启动chatchat工具，工具， zhouzhou首先输入相关信息，赵刚应答：首先输入相关信息，赵刚应答：例例2 2：基于设计过程链的协同实例：基于设计过程链的协同实例3 3 计算机辅助产品协同设计环境的实现计算机辅助产品协同设计环境的实现活动链模型片段及相应的操作步骤：活动链模型片段及相应的操作步骤：“设计设计”子活动名称：子活动名称：完成连杆零件细节设计完成连杆零件细节设计“协同协同”子活动名称：子活动名称：用用rprp制造出连杆零件原型，与相关件组装制造出连杆零件原型，与相关件组装

28、进行功能测试进行功能测试r u n n in g a r p /r t p ro c e s sc h a in :fo r r p :* s te ro lith o g ra p hy ;* s ele ctiv e la se r s in te rin g ;.fo r in d ire c t r t :* s te ro lith o g ra p hy - p a tte rn - in ve stm e nt c a stin g fo r d ie ;.fo r d ire c t r t :* s te ro lith o g ra p hy - in je ctio n

29、m o u ld ;* s ele ctiv e la se r s in te rin g fo r d ie, e tc;.p ro ce s s p la n n in g fo r r p /r tm a n u fac tu rin gp ro d u ct d e sig n p ro ce ss c ha inin s pe c tio n a n d e va lu a tio nf ee d b a ck & l e arnin g u n fie d p ro d u ct & p ro ce s s d a ta b a se d e c is io n

30、fo r:* g e o m e tric p ro to typ e* f u n ctio n a l p ro to typ e* t e ch n o lo g ica l p ro to ty p e* m a rke tin g p ro to ty p er p -re late d d e s ig n a c tiv itie s:* d e sig n fo r r a p id p ro to ty pin g ;* d e sig n -p h a se -o rie n te d a n a lysis to o l fo r u se o f r p /r t ;*

31、 d e ciso n -m ak in g to o l fo r u se o f r p /r t ;* s ug g e stion s fro m p ro to ty p e s;* le a rn in g from r p /r t p ro ce ss ch a in ;* r p p ro ce ss p lan n in g ;* d ire ct r t p ro ce ss p la nn in g ;* in d ire ct r t p ro ce ss p la n n in g ; - for in ve stm e n t ca stin g ; - for

32、 in je ctio n m o u ld ; - .* m a nu fa ctu rin g pla n n in g b a se d o n r t ;* m e as u re m e n t;* s elf-t e st; * c us to m e r-b a s ed t e st;* te a m w o rk fo r ev a lu a tio n ;. m a nu fa ctu re d p ro d u ct p ro to ty p es该协同的操作步骤如下图所示：该协同的操作步骤如下图所示：design/modify a part with local cad tooldo a collaborationfor feasible designdo ftp to transfer files to the serverdo rp process planni