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1、第23卷第1期南京理工大学学报Vol.23No.11999年2月JournalofNanjingUniversityofScienceandTechnologyFeb.1999*CSCW环境下的产品设计系统的研究**黄双喜张友良(南京理工大学制造工程系,南京210094)摘要CSCW的出现为实现并行设计提供了强有力的环境和技术支持。该文分析了CSCW环境下产品的开发流程,提出了一个多层的企业协同模型,并对其中关键的实现技术,即协同设计环境的构造、产品综合数据管理以及DFX和智能化作了分析。关键词协同,产品设计,
2、数据管理,面向制造的设计分类号TP39随着信息技术的快速发展,传统的制造系统正发生深刻的变化,出现了一些新的先进制造系统模式,如计算机集成制造、敏捷制造、精良生产、智能制造系统等。他们的目标都是要提高企业的生产率,提高企业的市场竞争能力,赢得最大的经济效益。他们采用集成的办法,把各种资源集成在一起,使之得到充分有效的利用,并通过建立多学科工作小组实现产品的并行开发。要实现这一目标,需要一种真正能够克服领域的不同以及距离、时间、异种计算机设备等阻碍的协同环境的支持。计算机支持协同工作CSCW(Computer-S
3、upportedCooperativeWork)正是一项能够支持分布式协同工作的使能技术,它可以将分布在异地不同领域的资源集成起来,为了某一项具体的任务而组成动态的虚拟公司,实现敏捷竞争。1先进制造系统的产品开发方式对于CSCW环境下的产品开发,首先应根据市场的需求确定产品的设计目标和设计内容。然后根据具体的任务组建工作小组实现企业结构的动态重组或构成虚拟公司,对产品的全生命周期进行控制。各工作小组采用并行、协同的方式完成产品的设计。在统一的产品工作流管理系统的支持下。对产品的设计任务被合理分派,它指定每一个工
4、作小组的工作内容和进度,对整个设计过程进行协调。各设计小组不仅知道自己的工作状态,还可以了解到其他小组的情况,避免产生由于进度不同而造成的设计过程的脱节。各工作小组根据自己具体的任务,在一个协同的设计环境下完成设计任务。与传统的面向职能的制造系统不同,系统中的各功能小组(CAD、CAPP、CAM)不再局限于局部功能和任*本文于1998年3月29日收到*国防科技预研行业基金项目**黄双喜男26岁博士生62南京理工大学学报第23卷第7期务的实现,并行的产品开发要求各小组以整体为重,考虑到其他人员的需求,实现整体工作
5、的高效性。这就克服了传统串行的设计方法的弊端,避免了因未考虑到下游设计要求而造成的返工。在设计过程中,每一个设计小组均可参与到其他小组的设计活动中,进行设计要求、设计结果、设计数据的交互。这就使系统不只实现了信息的集成,更重要的是实现了功能的集成,实现了设计过程和结果的交互,这正是并行设计所必须的。由于产品的设计是由多个工作小组共同参与完成,不可避免地会产生多种设计方案,如何从众多方案中选出最优解就要通过一个决策支持系统来完成。决策支持是并行设计中必不可少的功能,决策支持系统主要包括两个层次的功能,即评价和群决
6、策。评价是指运用评价知识库中的知识,按一定的评价指标体系对各小组的设计进行单方面的性能评定或总体性能的综合评定。群决策是指多人对一问题使用一定的模型进行整体决策。并行设计中的问题大多都是群决策问题,需要多方共同参与完成。通过群决策支持,系统最终产生出一个最优的产品方案,可以进行最终的加工、生产。从上面可以看出,一个先进制造系统是一个整体,其中的各个阶段都是相互关联、相互依存的。在任一阶段的进行过程当中都需要其它阶段的参与、协调,其中包括人员参与以及数据、信息等的提供。互相协同是现代企业生产制造的关键。2基于CS
7、CW的产品设计系统框架CSCW给协同设计创造了一个空间,使分布在异地的不同的CAX项目组可以按照并行工程的思想,为完成共同的任务而协同工作。为了能充分利用CSCW所提供的工具和技术,制造系统必须在组织结构、管理策略、决策方法、产品设计等全过程进行革新。图1面向CSCW产品设计系统体系结构T.Kiesewetter和S.Kramer提出了一个协同设Fig.1Thestructureoftheproduct计模式下的企业多层结构,见图1。另外Yu.Ra-designsysteminCSCWmana、DJames等也
8、分别提出了一些适应于协同设计[2]的企业模式。综观这些企业模型,可以看出,要实现制造系统的协同工作,必须实现4个不同层次上的协同,即组织结构层、协同工具层、协同应用层和通信层。(1)组织结构层。企业的组织结构必须与协同的设计过程相适应。传统的面向职能的系统结构已不能满足并行设计的需求。必须构建面向任务的系统模型,组建工作小组,合理分配系统功能。(2)应用层。产品设计中的各功能小组(CA
