协同设计中产品设计过程的管理

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1、协同设计中产品设计过程的管理1.协同设计的产生随着经济全球化进程的加速推进，跨行业、跨地区、跨国家的联盟型企业迅速发展，传统制造业的设计生产方式和管理模式发生了极大的改变。如何有效地提高产品设计的效率、提高产品的质量、降低产品的成本、缩短产品的上市时间，已成重要的问题。为了在激烈的市场竞争中取得好的效益，绝大多数制造生产企业引进了先进的设计理念和技术，导致了产品的生产内涵扩大化、人员构成多学科化、组织行为并行化、辅助工具多样化。上述的设计内涵的变化，使得现代产品设计过程的管理、组织与协调成为了突出的矛盾，

2、迫切需要从各个方面加强设计子过程的协同。所以迫切要求一种新的产品开发模式，来满足现代产品设计的需求，于是协同设计技术应运而生。2.协同设计概论2.1协同设计的基本概念协同设计是一种设计理念，指多个协同设计参与者在计算机支持环境中，互相合作地完成整个设计项目的过程。它以产品设计过程中协同问题为研究对象，强调加强人——人、人——机、机——机之间的协同工作，通过自组织的协同活动达到总体目标化的目的。其研究目标是研究设计过程中各种协同活动的行为方式，从系统论和社会学的角度对协同过程进行优化，并提供支持协同设计过程

3、的计算机支撑环境。2.2协同设计的特点（1）动态性：产品协同设计过程是一个具有创造性、无法预见的设计过程。在整个协同设计过程中，产品设计人员对设计资源的分配、利用率、质量的控制及设计过程的反复性等因素。因此，整个协同设计过程充满动态性。（2）共享性：协同设计能够实现设计资源的共享，使得分布在不同空间的信息能够被设计人员共享和交流。（3）阶段性和层次性：一般的协同设计过程大致可分为以下几个阶段：需求分析、概要设计、详细设计、产品工艺设计、投入生产、测试等阶段。在不同的设计阶段，所对应的设计重点不同。此外，协

4、同设计过程具有层次性，设计任务一般可以逐步地从上到下分层的划分。（4）分布性：协同设计系统通常是一个分布式系统，协同设计过程中的设计人员一般都分布在不同的空间。（5）协作性与冲突性：产品协同设计是设计人员、管理人员和用户共同协调努力的过程。但是，由于设计人员具有不同的学科背景、领域知识，产生了对设计需求的不同理解，在协同设计过程中难免会发生设计冲突。（6）并发性和一致性：协同设计过程中分布在不同空间的设计人员有可能同时对一个任务进行设计，设计系统需要维护产品设计的一致性。除了以上论述的特点外，协同设计还具

5、有异构性、面向任务的时效性、开放性以及多版本性。2.3协同设计工作模式的分类按时间和空间对协同设计的工作模式分为本地同步、本地异步、异地异步和异地同步四种。2.4协同设计系统的基本结构从计算机支持协同系统的实现方法来看，协同设计的系统结构分为集中式和分散式两种。2.5协同设计的关键技术2.5.1协同设计的过程规划：设计过程规划的复杂性在于设计子任务之间的时间约束关系具有多样性，有串行关系和并行关系；在设计任务完成之前，每个子任务都有可能被修改；子任务之间大多数是相互依赖的，即一个子任务的修改可能导致其它子

6、任务的修改。2.5.2协同工作过程的控制：协同控制的功能在于监控、协调设计过程中的各种冲突，管理各个功能小组的活动等。它包括项目管理、版本管理、通讯、冲突解决、存储管理等几个模块。2.5.3信息共享和交流：加强各类协同设计人员之间的信息交流，采用多种形式的媒体进行信息的表达。2.5.4集成化成品信息模型的建立：其目的在于为产品生命周期的各个环节提供产品的全部信息，它可为设计(包括工程分析和绘图)、工艺、NC加工、装配和检验等提供共享的产品的全面描述。它不仅包括产品的几何信息，而且包括非几何信息，如公差标准

7、、表面粗糙度等工艺信息和物性信息，它是产品生命周期中关于产品的信息交换和共享的基础。2.协同设计中的产品设计过程的管理协同设计过程建模与传统的设计过程建模相比，又具有其独特性以及其复杂性，因此是个比较复杂和重要的问题。健全的设计过程模型，不仅要反映设计过程的静态属性，而且还要反映设计过程的动态属性，同时设计过程模型又可以为有效地解决设计过程的冲突问题提供技术支持。3.1产品开发过程建模与协同设计传统的产品开发过程模型分为三类：描述性的设计过程模型、规范型的设计过程模型和基于计算机的模型。而在协同式的产品开

8、发中，需要从过程模型的表达方法、表达工具、计算机实现上进行全面研究，进而实现过程的有效管理。过程建模的常用方法：迄今为止，已经许多过程表示方法。不同的建模方法针对设计过程的不同方面，表达设计过程中的不同信息，各有其优缺点。主要的设计过程建模方法如下：（1）关键路径法（CPM）。CPM是系统工程学科中的重要方法之一，它可以说明设计过程中的而一些静态特性，如活动定义、工作顺序、先后关系等。然而CPM建立过程模型时，只能描述发生一次