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协同设计中的同步和异步

2012-01-11 20:24:00   来源:   
 

 

异步协同设计

异步协同设计是指多个协作者,在分布集成的平台上围绕共同的任务进行协同设计工作,但各自有不同的工作空间,可以在不同的时间内进行工作。通常设计者之间不需要也不能迅速地从其他协作者处得到反馈信息。异步协同设计不但需要有紧密集成的CAx/DFx工具,还需要解决共享数据管理、协作信息管理、协作过程中的数据流和工作流管理等问题。

加州大学伯克利分校的Ahn等研究开发了一个基于InternetCAD/CAM系统CyberCut,其目标是让设计人员能够通过Internet利用异地的制造服务对本地的设计进行可制造性评价,进行计算机辅助工艺规划与制造。CyberCut系统采用浏览器/服务器结构,客户端是从服务器上下载的设计工具,利用该工具设计人员可以基于加工特征来设计二维半的零件或者自由曲面。服务器端负责提供可制造性评价、工艺规划和刀具路径生成等制造服务,负责对由客户端以SIF-DSG格式提交的零件自动地进行可制造性评价以及工艺和刀具路径规划,并将评价结果和建议返回给客户端的设计者。

同步协同设计

并发控制主要分为三大类:一是乐观的控制机制,该机制假设冲突很少发生。当冲突发生的时候取消发生冲突的修改。二是悲观的控制机制,该机制土要是要防止冲突发生。三是预测机制,也就是说通过保存从前的设计历史保证乐观机制的实现。

同步协同设计是一种紧密结合的协同工作,多个协作者在相同的时间内,通过共享工作空间进行设计活动,并且任何一个协作者都可以迅速地从其他协作者处得到反馈信息!如同面对面的协商讨论在传统的产品开发过程中不可缺少一样,同步协同在产品设计一的某些阶段也不可或缺。从技术角度看,同步协同设计比异步协同设计的实现困难得多,这主要体现在它需要在网上实时传输产品模型和设计意图、需要有效地解决并发冲突、需要在各种CAD工具之间实现细粒度的在线集成等方面。虽然应用共享工具(NetMeeting)可以通过截取单用户CAD工具的用户界面和传输界面图像来实现简单的同步协同设计,但存在协同工作效率低,不支持多系统等问题,无法有效地支持同步协同设计工作。近年来,人们对于同步协同设计的研究不断增多,研究工作主要集中在以下三个方面:

  1. 二维协同绘图与三维协同标注。
    Kim等人开发了一个基于的三维协同标注系统CyberView,该系统采用浏览器/服务器结构,其中Web客户端由VRML浏览器、浏览器标注界面以及产品的VRML模型组成,服务器端主要包括浏览与标注管理器、STEP文件到VRML模型的转换器和一个面向对象的数据库管理系统。CyberView使多个用户能够通过Web对服务器端的三维模型进行浏览和标注,从而间接地支持三维协同设计。
  2. 同步协同的三维建模。
    同步协同的三维建模支持多个设计人员在共享工作空间中对产品的三维模型进行设计、修改和观察,它是提高产品三维建模速度和质量的新途径!现有的同步协同建模系统从总体上可以分为集中式和复制式两类。集中式的同步协同建模系统采用客户机/服务器结构,其中服务器用于放置共享的建模系统和中心模型,负责提供建模服务,生成中心模型;客户端则主要负责建模操作的交互输入和模型显示。集中式同步协同建模系统的优点是系统结构简单、并发控制容易,但也存在网络负载重、通信延迟明显、中心服务器容易形成瓶颈等问题。复制式同步建模系统采用在每个站点都放置建模系统和存储共享模型的方法,通过使所有站点同步执行相同的建模操作,生成同样的三维模型,实现同步协同建模。复制式同步协同建模的优点是网络负载轻、站点的交互功能强、响应速度快,其主要不足在于系统结构复杂、不同建模系统之间的语义通信和数据通信困难、并发控制困难等。
  3. 三维CAD模型的网上快速传输。
    在同步协同设计,特别是集中式同步协同建模中,三维CAD模型能否通过网络快速传递给协作者对协同设计的同步效果起着决定性作用在网格模型的快速传输方面人们己经开展了大量研究工作,提出了面片模型的压缩传输、累进传输、流式传输等诸多方法。网格模型快速传输技术正在趋于成熟,商品化产品也己经出现。然而,由于网格模型只是精确产品模型的逼近表示,虽能用于支持产品的网上浏览、标注,但是设计人员却无法基于网格模型进行产品的精确设计与修改,因此它不能真正满足三维同步协同设计的需要。

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