基于Web環(huán)境的機(jī)械設(shè)計(jì)異地協(xié)同設(shè)計(jì)研究

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求不斷增多，為了不斷提高機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量，對(duì)先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行了應(yīng)用，如：計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等。文章主要研究了基于Web環(huán)境的機(jī)械設(shè)計(jì)的異地協(xié)同設(shè)計(jì)，旨在進(jìn)一步提高機(jī)械設(shè)計(jì)的能力，推動(dòng)我國機(jī)械制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：Web環(huán)境；機(jī)械設(shè)計(jì)；異地協(xié)同設(shè)計(jì)

引言

在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，機(jī)械設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行了有效的結(jié)合，特別是在機(jī)械異地協(xié)同設(shè)計(jì)中充分發(fā)揮了Internet技術(shù)的作用，為了促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)的全面發(fā)展，基于Web環(huán)境的機(jī)械設(shè)計(jì)的異地協(xié)同設(shè)計(jì)得到了廣泛地關(guān)注與積極地研究。

1 基于Web環(huán)境的協(xié)同設(shè)計(jì)

基于Web環(huán)境的協(xié)同設(shè)計(jì)主要是指來自于不同地點(diǎn)的設(shè)計(jì)小組展開協(xié)同設(shè)計(jì)，其中主要涉及的內(nèi)容有大量數(shù)據(jù)的傳輸與數(shù)據(jù)庫的管理，此時(shí)的數(shù)據(jù)庫為分布式。對(duì)于任何一個(gè)設(shè)計(jì)小組而言，均可以利用Web以此掌握最新的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，同時(shí)，設(shè)計(jì)小組的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)也可以通過數(shù)據(jù)庫與服務(wù)器進(jìn)行提交。各個(gè)設(shè)計(jì)小組通過數(shù)據(jù)庫與服務(wù)器實(shí)現(xiàn)了連接，在此基礎(chǔ)上，促進(jìn)了設(shè)計(jì)工作的高效開展[1]。

2 基于Web環(huán)境的機(jī)械設(shè)計(jì)

目前，科學(xué)技術(shù)有著較快地發(fā)展速度，網(wǎng)絡(luò)的寬帶得到了提高，網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)具有了豐富性與多元化，同時(shí)數(shù)據(jù)傳輸擁有了實(shí)時(shí)性與便捷性，在此背景下，設(shè)計(jì)中對(duì)先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行了積極的、全面的應(yīng)用，如：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)會(huì)議等，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了基于Web環(huán)境的機(jī)械設(shè)計(jì)平臺(tái)的構(gòu)建，此平臺(tái)有效解決了關(guān)于數(shù)據(jù)傳輸、方位與修改等問題，并且保證了數(shù)據(jù)的共享性，對(duì)于不同的機(jī)械設(shè)計(jì)而言，均滿足了其協(xié)同設(shè)計(jì)的實(shí)際需求[2]。

2.1 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

在Web環(huán)境下，機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)具有一定的典型性，即：C/S結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)擁有Web服務(wù)器端與客戶端，二者的交互連接介質(zhì)為Internet。同時(shí)，它主要分為四層，分別為設(shè)計(jì)層、交互層、管理層和支持層，其中設(shè)計(jì)層主要是指用戶的本地設(shè)計(jì)端；交互層主要是指Web頁面；管理層主要是指設(shè)計(jì)項(xiàng)目的管理程序；支持層主要是指工程數(shù)據(jù)庫和Web服務(wù)器。

2.2 設(shè)計(jì)流程

基于Web環(huán)境的機(jī)械設(shè)計(jì)，其流程的基礎(chǔ)為傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)，并有效結(jié)合了Web的優(yōu)點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)流程的改進(jìn)、調(diào)試與控制。在Web環(huán)境下，設(shè)計(jì)模式中的關(guān)鍵性內(nèi)容為設(shè)計(jì)任務(wù)，節(jié)點(diǎn)為設(shè)計(jì)組織者，主體為各個(gè)設(shè)計(jì)小組，同時(shí)每個(gè)設(shè)計(jì)人員為設(shè)計(jì)的操作者，也可以稱之為執(zhí)行者。

3 基于Web環(huán)境的機(jī)械設(shè)計(jì)的異地協(xié)同設(shè)計(jì)

3.1 關(guān)鍵技術(shù)

首先，數(shù)據(jù)庫。現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，主要利用了CAD系統(tǒng)從而實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)，其工作的本質(zhì)為借助計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行了有效的處理。基于Web環(huán)境的機(jī)械設(shè)計(jì)的協(xié)同設(shè)計(jì)，其中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)為網(wǎng)絡(luò)工程數(shù)據(jù)庫，主要是由于它實(shí)現(xiàn)了信息交換。同時(shí)，在Web頁面的支持下，為用戶提供了表格與數(shù)據(jù)庫，通過交互操作，數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同信息的讀取，具體的信息有文本、圖表、多媒體等。在此基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)信息的交換與發(fā)布具有了動(dòng)態(tài)性與實(shí)時(shí)性[3]。

在Web環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)成主要有Web瀏覽器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器與Web服務(wù)器等，第一部分屬于用戶界面，第二部分的功能為信息存儲(chǔ)，第三部分的作用是連接前兩部分。通常情況下，Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器二者間的連接，主要方案有CGI、NSAPI、ADO與Java等，同時(shí)此方案也符合網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫存取的需求。

網(wǎng)絡(luò)工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要內(nèi)容有兩種，一種為工程數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，另一種為工程數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，其內(nèi)容與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有一致性。在工程數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的作用下，網(wǎng)絡(luò)工程數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)展開了工程數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，該數(shù)據(jù)庫與應(yīng)用系統(tǒng)具有一定的合理性、便捷性與高效性。工程數(shù)據(jù)庫中的信息主要有兩種，分別為動(dòng)態(tài)的與靜態(tài)的，兩種信息所描述的內(nèi)容，分別呈現(xiàn)著設(shè)計(jì)環(huán)境信息與設(shè)計(jì)對(duì)象信息。

其次，檢驗(yàn)與處理。機(jī)械設(shè)計(jì)工作開展時(shí)，需要處理大量的約束和沖突，前者也可以稱之為依賴關(guān)系或者制約關(guān)系，后者主要是指不同設(shè)計(jì)小組間或者不同功設(shè)計(jì)人員間對(duì)同一個(gè)設(shè)計(jì)對(duì)象而出現(xiàn)的不同設(shè)計(jì)需求。設(shè)計(jì)協(xié)同主要是對(duì)約束進(jìn)行協(xié)調(diào)，對(duì)沖突進(jìn)行處理。對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)而言，約束是重要的，它直接影響著設(shè)計(jì)活動(dòng)的有序開展，對(duì)于設(shè)計(jì)活動(dòng)而言，設(shè)計(jì)對(duì)象和設(shè)計(jì)時(shí)間二者的約束直接決定著設(shè)計(jì)工作的劃分。在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，沖突的存在具有廣泛性與普遍性，主要是由于不同設(shè)計(jì)小組與設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)計(jì)資源的爭(zhēng)斗而造成的，因此，此時(shí)的沖突也可以稱之為資源沖突。

機(jī)械設(shè)計(jì)中的約束與沖突遍布于設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，為了保證設(shè)計(jì)的高效性，要注重對(duì)二者的及時(shí)與有效處理，其中最為重要的內(nèi)容為沖突問題的處理。在實(shí)際沖突處理過程中，可以選擇不同的角度，主要有規(guī)則、實(shí)例、人員與知識(shí)等，通常情況下，主要采用的協(xié)調(diào)方法為規(guī)則協(xié)調(diào)與實(shí)例協(xié)調(diào)，而最為有效為人員的協(xié)調(diào)[4]。

對(duì)于沖突的協(xié)調(diào)，其策略主要有動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)與靜態(tài)協(xié)調(diào)，前者主要是指在沖突出現(xiàn)后，對(duì)沖突進(jìn)行檢測(cè)，此后，利用沖突協(xié)調(diào)的工具，對(duì)其進(jìn)行處理。但處理結(jié)果不佳，則要借助人員協(xié)調(diào)的方法，以此實(shí)現(xiàn)沖突的有效協(xié)調(diào)。后者主要是指沖突未發(fā)生前，利用協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)劃與共享的信息與知識(shí)等，保證設(shè)計(jì)的全面性與詳細(xì)性，在此基礎(chǔ)上，有效防止了沖突的出現(xiàn)。

最后，數(shù)據(jù)信息交換。機(jī)械設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)信息交換主要體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：一點(diǎn)為設(shè)計(jì)小組間或者小組內(nèi)部對(duì)各自設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的交換，另一點(diǎn)為設(shè)計(jì)與生產(chǎn)兩個(gè)不同環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)交換。為了保證數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)性與規(guī)范性，國際上提出了STEP，它作為國際標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)數(shù)據(jù)交換進(jìn)行了定義的規(guī)定與機(jī)制的制定，在此基礎(chǔ)上，機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了傳輸、存檔與共享。但在機(jī)械設(shè)計(jì)的協(xié)同設(shè)計(jì)過程中，數(shù)據(jù)交換仍存在不足，主要是由于設(shè)計(jì)各部分間存在沖突，通過網(wǎng)絡(luò)工程數(shù)據(jù)庫的作用，使數(shù)據(jù)交換得到了實(shí)現(xiàn)，該結(jié)構(gòu)促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)工程數(shù)據(jù)庫作用的發(fā)揮，使數(shù)據(jù)的管理與交換具有了便捷性。

3.2 實(shí)例運(yùn)用

當(dāng)前，在大型企業(yè)與大型設(shè)計(jì)中均應(yīng)用著基于Web環(huán)境的機(jī)械設(shè)計(jì)的異地協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，此設(shè)計(jì)系統(tǒng)滿足了用戶的使用需求。文章以機(jī)床主軸變速箱為例，對(duì)其展開了設(shè)計(jì)，具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容為傳動(dòng)設(shè)計(jì)、箱體設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)與零件工藝設(shè)計(jì)，為了實(shí)現(xiàn)高效設(shè)計(jì)，利用三個(gè)設(shè)計(jì)小組展開了各項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù)，各個(gè)設(shè)計(jì)小組借助數(shù)據(jù)庫服務(wù)器共享了設(shè)計(jì)結(jié)果，在此基礎(chǔ)上，小組間實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的交換和共享，進(jìn)而保證了設(shè)計(jì)的整體性。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，還利用了協(xié)調(diào)策略，對(duì)其中存在的沖突進(jìn)行了處理，進(jìn)而保證了異地協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)工作的高效開展[5]。

4 結(jié)束語

在科學(xué)技術(shù)的支持下，機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行了應(yīng)用，文章主要研究了基于Web環(huán)境的異地協(xié)同設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)、流程、關(guān)鍵技術(shù)及其實(shí)例運(yùn)用。相信，機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的異地協(xié)同設(shè)計(jì)質(zhì)量將不斷提高。

參考文獻(xiàn)

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