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协同设计的概念和关键技术

2012-01-11 21:34:00   来源:   

协同设计的概念和关键技术

在争取用户满意的竞争中,现代设计要求对产品进行全生命周期设计。面对越来越复杂的设计对象,单个人和企业已不能胜任,需要多个专家和企业组成多功能设计小组,以一种协同的方式来进行产品的设计。协同设计(Collaborative Design)是指在计算机的支持下,各成员围绕一个设计项目,承担相应的部分设计任务,并交互地进行设计工作,最终得到符合要求的设计结果的设计方法。协同设计强调采用群体工作方式,从而不同程度地改善传统设计中项目管理与设计之间、设计与生产之间的脱节,以及设计周期过长、设计费用高、设计质量不易保证等缺点。

协同设计的过程具有以下特点:

1. 分布性: 
参加协同设计的人员可能属于同一个企业,也可能属于不同的企业;同一企业内部不同的部门又在不同的地点,所以协同设计须在计算机网络的支持下分布进行,这是协同设计的基本特点。 

2. 交互性: 
在协同设计中人员之间经常进行交互,交互方式可能是实时的,如协同造型、协同标注;也可能是异步的,如文档的设计变更流程。开发人员须根据需要采用不同的交互方式。 

3. 动态性: 
在整个协同设计过程中,产品开发的速度,工作人员的任务安排,设备状况等都在发生变化。为了使协同设计能够顺利进行,产品开发人员需要方便地获取各方面的动态信息。 

4. 协作性与冲突性: 
由于设计任务之间的存在相互制约的关系,为了使设计的过程和结果一致,各个子任务之间须进行密切的协作。另外,由于协同的过程是群体参与的过程,不同的人会有不同的意见,合作过程中的冲突不可避免,因而须进行冲突消解。 

5. 活动的多样性: 
协同设计中的活动是多种多样的,除了方案设计、详细设计、产品造型、零件工艺、数控编程等设计活动外,还有促进设计整体顺利进行的项目管理、任务规划、冲突消解等活动。协同设计就是这些活动组成的有机整体. 

除了上述特点外,协同设计还有产品开发人员使用的计算机软硬件的异构性、产品数据的复杂性等特点。对协同设计特点的分析有助于为建立合理的协同设计环境体系结构提供参考。

协同设计中的关键技术

协同设计是计算机支持的协同工作与先进制造技术相结合对产品设计过程进行有效支持的研究领域,不仅需要不同领域的知识和经验,还要有综合协调这些知识、经验的有效机制,来祸合不同的设计任务。一般认为,协同工作的基本要素为协作、信任、交流、折衷、一致、不断提高、协调。为体现这七个基本要素,实现协同工作,必须解决好以下关键技术:

(1)产品建模 

产品模型是指按一定形式组织的关于产品信息的数据结构,是协同设计的基础和核心。在协同设计环境下,产品模型的建立一个逐步完善的过程,是多功能设计小组共同作用的结果。为了满足设计各阶段对产品数据模型的不同需求,需要建立一个多视图的产品模型。 

(2)工作流管理 

工作流管理的目的是规划、调度和控制产品开发的工作流,以保证把正确的信息和资源,在正确的时刻,以正确的方式送给正确的小组或小组成员,同时保证产品开发过程收敛于顾客需求。

(3)约束管理 

产品开发过程中,各个子任务之间存在各种相互制约相互依赖的关系,其中包括设计规范和设计对象的基本规律、各种一致性要求、当前技术水平和资源限制以及用户需求等构成了产品开发中的约束关系。产品开发的过程就是一个在保证各种约束满足的条件下,进行约束求解的过程。 

(4)冲突消解 

协同设计是设计小组之间相互合作、相互影响和制约的过程,设计小组对产品开发的考虑角度、评价标准和领域知识不尽相同,必然导致协同设计过程中冲突的发生。可以说,协同设计的过程就是冲突的产生和消解的过程。充分合理地解决设计中的冲突能最大限度地满足各领域专家的要求,使最终产品的综合性能达到最佳。

(5)历史管理 

历史管理的目的是记录开发过程进行到一定阶段时的过程特征并在特定工具的支持下将它们用于将来的开发过程。

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