基于数据驱动的协同设计系统中处理层的设计与实现 (2)

协同设计是当下设计行业技术更新的一个重要方向,也是设计技术发展的必然趋势,其中有二个技术分支,一是主要适合于大型公建,复杂结构的三维BI


协同设计是当下设计行业技术更新的一个重要方向,也是设计技术发展的必然趋势,其中有二个技术分支,一是主要适合于大型公建,复杂结构的三维BIM协同,二是主要适合普通建筑及住宅的二维CAD协同。

协同设计由流程、协作和管理三类模块构成。设计、校审和管理等不同角色人员利用该平台中的相关功能实现各自工作。流程类主要是根据设计人员的设计习惯完成常规的设计和校审工作,协作类负责解决设计过程中的信息交流、共享和合作等问题,管理类可帮助相关人员及时了解和掌握设计过程的详细情况。

并发操作控制机制在一个协同设计系统中至关重要的地位,针对并发操作冲突的问题,解决方案可分为两个大类:冲突避免和冲突消解。冲突的消解,是指在一定程度上允许冲突的产生,利用冲突检测机制,发现冲突,交由冲突消解机制解决冲突。这种机制虽然保证了系统的并发性和响应性,但是又牺牲了部分一致性[5]。

目前对协同设计方向而言出现最多的是基于网络的协同设计,它能随时了解设计过程的进展状态,能动态获取阶段性设计结果的信息,能方便地共享设计资源,能有效地实现人类智能的协同交流,流程的初衷是为了方便设计人员直观的了解项目进度,清楚项目架构,从而更好的开发项目[3]。可是,流程又会限制项目的每一步进展,后续任务会直接受限于前置任务。基于数据驱动的项目就免除了这一弊端,只要任一任务收到了来自其他任务发布的数据,就可以进行研发工作,最大化的提高了研发效率。所以本课题利用基于数据订阅/发布机制,实现以数据为中心,多任务并行开展的协同设计模式,在任务开始阶段,开始节点就可以发布一些数据,在自己工作的同时,后面的节点也能订阅数据同步的进行工作。因此本次主要就是在后台对基于数据驱动的协同设计系统进行设计与实现一些功能,使用户更加快捷直观的运用该系统,从而解决传统协同设计过程效率低下的问题,这也正是课题研究的必要性,设计过程中当设计者做出了对共享数据产生影响的操作后,发布图形数据库的最新版本,其他设计中断通过对共享数据库版本的不断更新保证本地数据的一致性。随着设计层面的不断提高,设计对象日趋复杂,早前的二维数据已经不能有效地对设计对象进行描述,数据的复杂加大了网络负载,在这种机制下,图形数据库的更新愈加缓慢,严重影响了系统的响应性。而且,图形数据库的管理和维护占用了相当大的系统资源[5]。

1.2 国内外现状

协同设计技术作为先进制造技术中的关键技术之一,在提出的十余年间,有了很大发展,已经有很多企业在进行产品设计中采用了该技术,可是相对运用网络实现协同设计的偏多[4]。比如在波音客机的设计上首先采用并行设计方法进行设计,使设计周期明显缩短,由从前设计需要八年时间缩短为两年时间,节省了大量人力、物力[4]。同时采用无纸化设计、节省大量材料费用。

制造业务流程协同是学术界和工业界研究的一个热点,也是相关学科从不同角度竞相研究的一个共同问题。从技术实现角度,研究了基于 Web 服务的制造业务流程协同的关键技术。由于制造业务流程协同实际表现在制造资源的协同,因此,从制造资源的模型进行深入挖掘和分析,构建了一个制造资源的统一模型:多粒度资源统一模型,并以此为立论出发点,进而围绕制造资源模型的应用加以技术扩展,最终构建了一个较为完整的技术体系。

在业务流程资源及服务建模上,王伟然等[16]研究了可扩展的集成化业务服务模型,以业务服务和业务过程为核心,定义了一种多视图的集成化业务服务模型,给出了建模框架和模型元素定义。罗永亮等[17]研究了云制造环境下制造能力建模关键技术,构建了制造能力多维模型,包括资源、过程、任务和知识四部分,其中资源根据其在制造能力形成过程中的表现形式,将其分为主体资源和辅体资源,主体资源主要指制造能力形成的主体,是制造能力实现形式化描述的关键[18]。