基于網(wǎng)絡與VR技術的機電產(chǎn)品協(xié)同設計

協(xié)同設計的實現(xiàn)環(huán)境與體系結構
為了不斷地改進企業(yè)的TQCS以增強產(chǎn)品的競爭力，機電產(chǎn)品制造業(yè)大量地采用了CAX等計算機輔助技術。如在我國的大中型企業(yè)中，一個企業(yè)往往既有基于UNIX平臺的系統(tǒng)，如SGI、SUN、HP等圖形工作站及I-deas、Pro/Engineer等CAD/CAM軟件，也有在Windows/NT環(huán)境下運行的微機CAX系統(tǒng)，如AutoCAD、CADKEY等。此外，在企業(yè)的計算機上還大量地運行著企業(yè)自主開發(fā)的種類繁多的應用軟件。經(jīng)過多年的實用考驗，這些應用系統(tǒng)功能日趨完善，已成為企業(yè)設計支撐技術的一部分。企業(yè)對基于網(wǎng)絡和VR技術的需求，在一般意義上來說，是在這種復雜的軟、硬件異構環(huán)境下提出來的。鑒于此種認識，我們提出如圖1所示協(xié)同設計的體系結構。
中相互靠近的各線框之間若沒有直線段連接，表示兩線框所表示的功能之間主要是一種相互支持的關系。有直線段相連的線框則表示有比較直接的數(shù)據(jù)傳遞關系。 圖1所示的體系結構，大致可以分為三個層次，每一層又由若干部分組成。首先是由設計群組、VR新型人機接口和協(xié)同設計控制過程組成的過程控制層。由于協(xié)同設計都是圍繞著某一特定設計過程展開的，過程是核心的因素，它決定了設計群組的組成，參與成員的職責、權限、工具的使用和VR等設備資源的分配，過程也與設計數(shù)據(jù)的流向和數(shù)據(jù)的類型、來源有關。 第二個層次包括CAX等應用系統(tǒng)、異構軟件工具接口、對象管理框架、中間件框架和虛擬環(huán)境(VE)產(chǎn)生器，可以統(tǒng)稱為應用層。其中CAX系統(tǒng)既是用戶輸入數(shù)據(jù)的接收器，同時又是設計模型、設計數(shù)據(jù)輸出器，它可以通過一個中性異構軟件工具接口，采用面向?qū)ο蠹夹g，封裝在對象管理框架中，也就是所謂的功能軟件“即插即用”。異構軟件工具接口與對象管理框架之間的數(shù)據(jù)交換應是雙向的，并能在VE產(chǎn)生器的支持下實現(xiàn)互操作。這一層次中，一個極其重要的部分是中間件框架(Middlewares Frame-works)。中間件框架主要完成兩大類支撐功能：一是對設計數(shù)據(jù)處理的支持，包括技術與產(chǎn)品信息的管理、數(shù)據(jù)資源的分配及控制、數(shù)據(jù)的傳輸與共享、分布式數(shù)據(jù)庫管理等，屬于分布數(shù)據(jù)的管理與分布計算問題。二是對設計決策過程的協(xié)同與管理，包括設計結果的評判準則和評判方式、設計群組各類沖突的協(xié)調(diào)、個人意圖和傾向的表示、設計結果的控制、行政管理與技術管理的協(xié)調(diào)等。這一類問題屬于知識與智能的應用范疇，它不僅可在網(wǎng)絡環(huán)境下為設計群組提供主動的過程控制和管理服務，而且可以協(xié)助設計者檢索信息，在適當?shù)臅r候，從適當?shù)牡胤饺〉胶嫌玫脑O計資料。多智能Agent (MAS: Multi-Agent System)就是在網(wǎng)絡分布計算環(huán)境下，運用人工智能原理支持信息處理的新興技術。 第三個層次是網(wǎng)絡支持軟、硬件環(huán)境。包括分布異構的各種計算機硬件平臺，由OS(UNIX、Windows/NT)，TCP/IP、ISDN等通訊協(xié)議，STEP、IGES等數(shù)據(jù)交換標準和CORBA等組成的軟件系統(tǒng)以及Intranet(或Internet)網(wǎng)絡環(huán)境。CORBA(Common Object Request Broker Architechture 通用對象請求中介體系結構)是國際組織對象管理集團OMG(Object Management Group)制定的標準，其目的是實現(xiàn)對象請求中介，讓分布在網(wǎng)絡上的標準軟件組件相互調(diào)用，以支持異構分布式計算環(huán)境下的互操作性，解決信息集成問題。該標準的主要特點是實現(xiàn)軟件總線結構，只要將應用模塊按總線規(guī)范做成軟插件，插入總線即可實現(xiàn)集成運行。美國IONA公司的Orbix是這一類面向?qū)ο蠹夹g的軟件產(chǎn)品代表，SDRC公司的I-deas系統(tǒng)從MS 4.0版本開始就支持CORBA標準。