面向并行工程的协同设计系统研究压纸轮

面向并行工程的协同设计系统研究

面向并行工程的协同设计系统研究 2011年12月09日 来源： 1　引言　　由于全球广泛的市场竞争，制造业面临产品设计、制造与市场的敏捷性。传统的串行设计已远远不能适应快速变化的市场要求，各企业都在不断地寻求新的设计理论和方法。并行工程(CE,Concurrent Engineering)由此应运而生。企业实行并行运营机制，要求设计、制造等各个过程的多项任务同时进行、交叉进行，减少设计过程的多次反复。并行工程的协同效应使得各部门协调工作，能够对众多方案进行及时准确地评价，以达到最优方案。计算机支持的协同工作是在不同计算机上的多个用户分工协作、共同高效地完成一个复杂的问题这一新工作模式的要求下而被提出来，并越来越受到人们的重视。因此，面向并行工程的计算机支持的协同设计是实施并行工程的重要方法之一，也是今后发展的必然趋势。　　具有灵活性与流动性特征的CSCW的设计重点应是系统的可定制性，而不是利用僵硬的结构与系统策略来强制性达到协同的目的，因此系统的实现应提供足够的柔性机制。　　本文首先分析了面向并行工程的计算机协同的特点与功能要求，给出了一个系统实现层次模型，重点讨论了协同设计系统中的用户界面定制与裁剪机制和映射方法，以及共享工作空间的一致性管理，为系统开放式实现提供有益的指导2　面向并行工程的协同设计系统功能需求　　并行工程的核心是并行一体化设计，强调产品设计及其相关过程同时交叉进行，即在设计阶段就要考虑制造、装配等下游活动所涉及的所有环节和因素。因此，涉及产品整个生命周期的各个不同部门的小组成员必须协同工作，即在产品设计阶段，不但设计小组成员之间进行讨论、协调产品的设计任务，而且其它部门如工艺、制造、质量等小组要参与产品设计工作，如对产品设计方案提出修改意见等等，使设计尽可能一次成功。支持并行工程的计算机协同设计具有以下的特点：　　（1）协同的层次性：并行工程的实施涉及到多个学科小组人员的协同工作，因此协同不仅在小组内部成员之间进行交互协同，而且小组间也需要协同工作。　　（2）同步与异步并存：由于并行工程的并行设计分为组间和组内协同，组内成员的工作紧密联系，协同一般要求同步进行。而组之间的设计工作可能需要隔一段时间才进行协同，所以协同可以异步进行。　　（3）用户工作区的动态定制与裁减：面向并行工程的协调设计中小组内成员在产品设计中感兴趣不同的侧面，在不断地改动自己的工作区裁减与界面定制，因而不同用户之间的产品信息和界面映射关系在经常地改变。同时，小组间所关心的问题不同，所以其界面和工作区设置截然不同。　　（4）支持多媒体：并行工程中的多媒体分为两大类：感知多媒体和应用多媒体。感知多媒体指用户之间通过多媒体信息（如键盘的输入、鼠标的动作以及图象、声音等信息）进行交互，这些信息一般可以直接在用户间传输，并能被对方感知，以理解对方行为意图和环境状况等；应用多媒体指有应用软件产生的多媒体信息（如由应用软件产生的图形、图象和声音等），也称为虚拟多媒体，它们一般在共享应用层由用户进行协同计算得到的结果。　　（5）分布式知识库共享和信息映射：并行工程下的多学小组具有各自特征的专家知识，并由各小组进行维护。不同的知识库需要不同的推理机制和特征信息映射机制，以便不同学科小组对产品及其相关过程设计方案进行评价与决策。　　并行工程涉及的协同内容比较广泛，那么支持并行工程的CSCW系统比一般的协同系统要复杂得多，其功能需求如下：　　. 支持多小组之间和组内成员之间的协同感知。　　. 支持多媒体的协同。具有感知多媒体的同步控制功能，以支持感知的力度。　　. 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和工作区环境设置和视图显示。　　. 一致性维护。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，尤其要提供产品设计下冲突不可调和的一致性控制。　　. 分布数据的自动映射。并行工程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，提高并行设计效率。　　. 知识库和推理机制共享。3　系统开放式框架模型　　面向并行工程的协同设计系统应提供足够的设施来构成一个协同环境，使得协同的参与者可以利用环境中的设施来描述协同要求，对系统进行定制，从而使系统具有用户所需的协同支撑设施。因此，对协同工作的有效计算机支持实际上并不一定需要对实际工作语境进行非常详细和准确的建模，协同系统的行为应可以由用户按照实际需要进行定制，满足开放性和灵活性需要［2］。基于开放性和灵活性要求，我们给出一个具有开放性和灵活性的面向并行工程的协同设计系统模型，如图1所示。系统分为共享协同感知、个人协同感知、个人工作空间、共享工作空间和界面服务五个部分。浦江县宇丰水晶工艺品厂

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