支持概念设计的分布式协同设计环境的研究

一个复杂产品的概念设计往往需要多学科领域专家之间的协同。基于黑板模型 ,本文提出了一个分布式模块化协同设计框架结构。首先分别介绍了支持该框架结构的几个关键技术 ,即产品信息共享模型、设计问题的分布式构模方法以及基于约束的冲突检测方法。然后利用这些框架支持技术以及网络使能技术开发了一个分布式模块化协同设计环境 DCMDE,能有效地支持不同地理位置、不同学科的设计人员进行机械产品的协同概念设计。一个齿轮箱协同方案设计实例显示了系统的有效性     

基于模块化的云梯消防车协同设计研究

针对云梯消防车设计的柔性、设计的概念化、产品性能优化的需要,探讨了基于协同设计的云梯消防车功能模块化体系架构。基于模块化思想和Visual C++软件开发平台,构造分布式功能模块交互界面。各个分布式功能模块共享云梯消防车信息模型中的数据,进行设计信息的通信和交流,并通过C++程序对Matlab后台调用,实现结构的优化,保证了协同设计中的数据一致性。采用了基于模糊数学理论的冲突消解方法来协调不同学科之间的目标冲突。     

机械设计的分布式构模方法

提出了一个设计问题的分布式构模方法，该方法将是一个设计问题分解成一系列学科子问题，不同领域的专家分别构建各自领域的设计问题模型，这些分布式模型通过网络连接可以形成一个集成的协同设计系统。介绍了设计模型的定义、设计模型之间产品信息的交互以及设计模型在网上的实现。最后给出了一个齿轮箱设计问题是分布式要模实例，显示了分布式构模方法不仅可以实现各领域专家的知识和经验的共享，同时可以使一个复杂的设计问题通过分布式模块协同完成。     

基于Web的协同设计构模系统

提出了一种建立基于 Web的协同设计系统的模块化方法。系统的设计模块结构包括中心设计模块和学科设计子模块。中心设计模块就是设计小组依据用户对产品性能的需求而建立的设计项目管理和控制模块 ;学科设计子模块则是与产品设计项目相关的各学科领域在 Web上建立的分布式模块。它们分别封装了各个学科专业领域的设计知识、应用程序和工具软件等。系统框架为设计模块提供一致性的设计表征语言 ,协同、协调工具及模块间信息交互机制 ,依靠框架支持的各设计模块通过 Web联系在一起就构成了一个开放的、协同的集成设计系统。本文还以毛化钢板的功能形貌设计为例介绍了协同设计系统的多学科设计模块结构的构造方法     

机械设计的分布式构模方法

提出了一个设计问题的分布式构模方法 ,该方法将一个设计问题分解成一系列学科子问题 ,不同领域的专家分别构建各自领域的设计问题模型 ,这些分布式模型通过网络连接可以形成一个集成的协同设计系统。介绍了设计模型的定义、设计模型之间产品信息的交互以及设计模型在网上的实现。最后给出了一个齿轮箱设计问题分布式构模实例 ,显示了分布式构模方法不仅可以实现各领域专家的知识和经验的共享 ,同时可以使一个复杂的设计问题通过分布式模块协同完成。     

与PDM集成的协同环境中数据安全模型的研究

提出了一种新的与PDM集成的协同设计环境中的产品数据安全模型.该安全模型通过用户登录模块、用户管理模块、访问控制管理模块、协同冲突机制模块、审计日志模块等来解决与PDM集成的协同设计环境中的产品数据的安全问题,并在此基础上引入了数据加/解密技术.研究结果表明,该模型可以有效地应用于与PDM集成的协同设计环境中,解决产品数据在设计过程中的安全问题.     

基于多组件智能体的机械产品协同设计集成方法

针对机械产品分布式异构环境下协同设计的特点，在定义组件智能体模型的基础上，提出基于多组件智能体的异构设计环境集成方法。采用“积木式”组合方式，构造了一个公共的集成框架。其特点是通过组合不同的组件智能体模块进行快速系统集成，同时使各个组件智能体之间可以进行通讯和协同，并共享产品的信息资源。所研制的集成框架可方便地构造一个机械产品设计项目，并在水泵网络协同设计中得到了应用验证。     

协同设计过程中产品模型协同批注的研究

面向分布式异构环境下的协同设计,分析协同设计过程中产品模型的协同批注流程,提出一套基于Web的产品模型异步协同批注解决方案,建立了异步协同批注系统的功能模型,并对该系统进行具体实现.通过共享模型技术,解决由不同三维设计建模系统所引起的批注过程中的异构问题,为分布式异构环境下协同设计的实现提供保障.     

面向对象的产品数据管理技术研究

为了对分布式产品协同开发过程进行有效管理，必须首先建立一个分布式的产品数据管理模式，以支持产品开发过程中各种应用工具对数据操作的需要，运用面向对象技术，在分析协同产品开发环境下对产品数据管理需求的基础上，设计了产品数据管理的对象模型，并提出了将对象模型映射到关系数据库的一种实现方法。     

协同设计中基于约束的冲突检测

如何实时检测设计冲突从而维护设计一致性是协同设计的关键问题。提出了基于约束的自动冲突检测方法；介绍了设计约束在产品信息模型中面向对象的表征；讨论了工程设计中的约束满足问题及其区间求解算法，并在此基础上发展了一个基于网络的冲突检测器。冲突检测器能够在协同设计过程中实时检测设计冲突，避免不必要的设计反馈和重复磋商，从而提高了设计效率。并以减速器协同设计的冲突检测实例显示了冲突检测器的有效性。     

虚拟样机多学科协同设计与仿真平台实现技术

在分析产品协同开发平台的功能框架以及主要协同模式的基础上，深入研究了虚拟样机多学科协同设计与仿真平台的分布式计算模型，及其协同运行管理、协同产品开发资源库管理、分布数据的协同交互管理与系统实现技术。基于COM／DCOM的建模与仿真工具协同、支持仿真联邦管理的数据库设计和CORBA的应用实现技术，开发了原型系统。该系统支持Internet网络环境下各种建模与仿真工具跨平台、分布交互与异构集成，可有效支持复杂产品虚拟样机的协同开发。     

基于多视图模型的产品多学科协同设计研究

提出一种基于多视图模型的有效支持分布式多学科协同设计的框架结构。引入共享组件及学科Agent的概念，学科Agent通过对组件的继承与组合来构建产品的多视图模型。介绍了在不同学科模型的组件间通过功能、行为和结构等建立多层次的动态约束关系的方法，由此实现产品的多学科模型间的关联及一致性的维护。分析讨论了多个学科Agent间协商的知识级语义模型和交流机制，使设计者之间实现语义信息的交流和协商。     

网络化制造平台的参数化协同设计系统研究

在ASP网络化制造平台上开发出参数化协同设计系统。基于系统,设计人员可异地同步或异步完成产品的协同设计及对产品的快速参数化设计,从而快速响应变化市场需求,实现企业产品开发中的协同设计,缩短开发时间;同时减少产品快速开发中的大量重复性工作,提高开发效率,降低成本。分析了系统总体结构,对实现系统的CAD软件参数化驱动二次开发、数据信息传递、数据库的组织与通信等关键技术进行了阐述,对产品开发设计流程进行了说明;以冲压模参数化设计为例,通过不同用户基于网络实现了产品协同设计过程中对零部件的高效快速设计与装配修改以及对网络信息资源的共享、产品的可视化服务。     

基于蓝牙芯片数据采集模块的设计与实现

提出了一种采用蓝牙模块ROK101008和ADμC812模拟数据采集系统设计成蓝牙无线数据采集模块的方案,详细介绍了该方案实现的硬件电路。软件设计等内容。     

Modular architecture model of CSCD system

A modular architecture model of a computer-supported collaborative design (CSCD) system is proposed on the basis of the hierarchical structure characteristics of a distributed collaborative design system and advanced component object technology. The model mainly regards the module as the core organizing and managing design objects and uses the common object request broker architecture (CORBA) specifications as an interactive platform to achieve object communication. The browser/server computing model deals with the remote heterogeneous collaborative design problem. Product design strategies and mechanisms for collaborative design are separated to facilitate the application of distributed collaborative design environment for quick implementation. The open design framework for CSCD system developers can support the implementation of distributed collaborative design to improve product design speed and reduce product development time. The modular CSCD system (MCSCDS) model and its implementation are achieved in the modular CSCD, a prototype system.     

协同设计系统一致性保证模型

协同设计系统是对传统的CAD系统的进一步发展 ,也是并行设计发展的必然趋势。分析了基于图形对象数据的并发冲突与一致性管理的特点 ,提出了一个支持产品协同设计的并发控制模型和一致性管理策略 ,它在并发操作发生冲突时自动进行冲突处理和产生分支 ,在经过给定的时间以后 ,系统要求冲突双方进行协商或自动进行分支聚合。根据图形对象数据的语义 ,给出对象关联度概念和视图的自动聚合方法。以此模型与概念给出了相关算法和一个二维产品设计实验系统     

基于功能-行为-结构的产品概念模块设计研究

为更好地实现产品的模块化设计,在基于功能-行为-结构的产品概念设计过程中引入模块划分技术,提出了一种基于功能-行为-结构的产品概念模块设计方法和过程模型;分析了根据产品的总体技术目标特征,进行产品功能、行为、概念结构求解与功能分解的迭代过程的产品概念设计分解方法。为描述概念产品,将黑箱法和IDEF0功能描述方法相结合,建立了产品功能-概念结构模型。在此基础上,建立了产品概念要素（功能、行为、概念结构、接口）的相关关系分析方法,进而采用模糊聚类算法进行产品概念要素聚合,以实现产品概念模块的划分。该方法应用于堆垛机货叉机构的概念设计过程,实现了货叉机构的概念模块的设计。     

基于生长型设计的产品反求

当前的反求工程研究大多集中于三维重构和快速成型方面,而针对产品的反求设计理论与系统研究较少.文中引入了产品功能结构分解重构原理与广义定位原理的生长型设计理论,在此基础上开发了支持后续创新设计的产品反求系统.从已有产品的实体模型出发,应用生长型设计理论对产品设计过程进行回溯,将产品分解为由功能元组成的功能原型,然后通过功能元之间的耦合作用实现对需求原型的反求,支持基于产品功能结构进行的产品结构方案的创新设计.     

A task-oriented modular and agent-based collaborative design mechanism for distributed product development

The rapid expansion of enterprises makes product collaborative design （PCD） a critical issue under the distributed heterogeneous environment, but as the collaborative task of large-scale network becomes more complicated, neither unified task decomposition and allocation methodology nor Agent-based network management platform can satisfy the increasing demands. In this paper, to meet requirements of PCD for distributed product development, a collaborative design mechanism based on the thought of modularity and the Agent technology is presented. First, the top-down 4-tier process model based on task-oriented modular and Agent is constructed for PCD after analyzing the mapping relationships between requirements and functions in the collaborative design. Second, on basis of sub-task decomposition for PCD based on a mixed method, the mathematic model of task-oriented modular based on multi-objective optimization is established to maximize the module cohesion degree and minimize the module coupling degree, while considering the module executable degree as a restriction. The mathematic model is optimized and simulated by the modified PSO, and the decomposed modules are obtained. Finally, the Agent structure model for collaborative design is put forward, and the optimism matching Agents are selected by using similarity algorithm to implement different task-modules by the integrated reasoning and decision-making mechanism with the behavioral model of collaborative design Agents. With the results of experimental studies for automobile collaborative design, the feasibility and efficiency of this methodology of task-oriented modular and Agent-based collaborative design in the distributed heterogeneous environment are verified. On this basis, an integrative automobile collaborative R＆D platform is developed. This research provides an effective platform for automobile manufacturing enterprises to achieve PCD, and helps to promote product numeralization collaborative R＆D and management development.