劉雨

摘 要：在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常會(huì)遇到一些機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析、機(jī)械強(qiáng)度分析等問題，需要不斷地查找設(shè)計(jì)手冊(cè)并進(jìn)行校核計(jì)算，如能將機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)建立成Web數(shù)據(jù)庫，放在Internet上的話，當(dāng)設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中遇到問題時(shí)，就可以將已知參數(shù)提交給服務(wù)器，服務(wù)器經(jīng)過分析計(jì)算和數(shù)據(jù)庫查詢，將結(jié)果返回給用戶。這樣，不僅可以方便設(shè)計(jì)人員，提高設(shè)計(jì)效率，使他們能有更多時(shí)間去開發(fā)新產(chǎn)品和研究新問題，而且還可以大大地節(jié)約產(chǎn)品開發(fā)的成本。本文對(duì)基于Web的遠(yuǎn)程機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)廣泛分析了當(dāng)今遠(yuǎn)程機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程； 機(jī)械設(shè)計(jì)； 計(jì)算模式

1 機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展概述

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法是主要采用封閉的收斂設(shè)計(jì)思維，進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)類比設(shè)計(jì)。在計(jì)算方面只進(jìn)行靜態(tài)分析，并將載荷，應(yīng)力進(jìn)行集中處理，對(duì)計(jì)算數(shù)據(jù)的誤差采用增加安全系數(shù)的做法。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)以手工設(shè)計(jì)為主，使用簡單工具，進(jìn)行人工計(jì)算繪圖。除此，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是一種串行設(shè)計(jì)，即一個(gè)零件從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)是一個(gè)階段的工作完成之后才進(jìn)行下一個(gè)階段的工作。所以，一種產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到正式投產(chǎn)要花很多時(shí)間，這樣開發(fā)周期長，且串行設(shè)計(jì)過程中，各個(gè)環(huán)節(jié)之間缺乏信息溝通，經(jīng)常導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員之間的合作不協(xié)調(diào)。

近年來，由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、Web技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的出現(xiàn)和飛速發(fā)展，給現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)注入了新的生機(jī)活力，機(jī)械設(shè)計(jì)逐漸向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展?；赪eb的遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)是在這種條件下產(chǎn)生的。它使得各制造企業(yè)可以充分利用Internet和Web的國際互聯(lián)性和資源共享性，建立企業(yè)間的動(dòng)態(tài)聯(lián)盟或虛擬設(shè)計(jì)小組，通過分散組合在各地域企業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢，發(fā)揮各個(gè)企業(yè)的局部特長，所以不同專業(yè)的技術(shù)人員可以不受地域的限制，在一個(gè)統(tǒng)一且易于訪問的平臺(tái)下進(jìn)行異地的合作與設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)信息的交流和共享，進(jìn)而快速開發(fā)出所需產(chǎn)品，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一次成功率。

做為現(xiàn)代設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分，遠(yuǎn)程機(jī)械設(shè)計(jì)是一個(gè)多學(xué)科、多技術(shù)的研究領(lǐng)域，涉及到機(jī)械工程及計(jì)算機(jī)技術(shù)等許多知識(shí)領(lǐng)域。從機(jī)械設(shè)計(jì)的角度來看，主要研究設(shè)計(jì)過程的建模、設(shè)計(jì)優(yōu)化理論等。從計(jì)算機(jī)技術(shù)方面來看，應(yīng)研究如何對(duì)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)資源進(jìn)行組織和發(fā)布，使得這些資源能方便異地的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行查詢和調(diào)用。這些資源包括各種專業(yè)化的計(jì)算、分析程序，供設(shè)計(jì)使用的數(shù)據(jù)庫和知識(shí)庫等，所以要研究網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下設(shè)計(jì)資源的獲取與調(diào)用，設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)人員之間信息的交流和反饋等，為遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)中分布式資源的獲取和調(diào)用提供基礎(chǔ)和借鑒。

2 國內(nèi)外遠(yuǎn)程機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展

2.1 遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)的概念和意義

遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)讓設(shè)計(jì)人員通過瀏覽器輸入設(shè)計(jì)參數(shù)，服務(wù)器自動(dòng)進(jìn)行選擇和計(jì)算，根據(jù)確定的參數(shù)返回產(chǎn)品的規(guī)格或設(shè)計(jì)圖形。遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)技術(shù)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)在工程設(shè)計(jì)上的應(yīng)用，其縮短了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期和節(jié)省了設(shè)計(jì)成本，真正意義上釋放了工程技術(shù)人員。與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)相比，遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn)：縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期；避免重復(fù)開發(fā)；降低了企業(yè)資金和人員的投入。特別是近年來三層B/S網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式的出現(xiàn)，極大地降低了客戶端軟硬件的配置要求；因?yàn)檫h(yuǎn)程設(shè)計(jì)一般都提供給用戶進(jìn)行交流和討論的平臺(tái)，這不僅加強(qiáng)了各領(lǐng)域?qū)＜抑g信息的共享和交換，而且還大大提高了一次產(chǎn)品設(shè)計(jì)的成功率。

2.2 遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.2.1 在國外領(lǐng)域，有關(guān)遠(yuǎn)程協(xié)同設(shè)計(jì)的研究和應(yīng)用起步比較早，主要有：①上世紀(jì)80年代中期，麻省理工學(xué)院學(xué)者就從事了這方面的研究，首次提出T計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作的概念。②20世紀(jì)90年代中期，美國伯克利加州大學(xué)的集成制造實(shí)驗(yàn)室開展了一個(gè)名為Cybercut的研究項(xiàng)目，建立了世界上第一個(gè)基于WWW的設(shè)計(jì)和制造系統(tǒng)。③英國建立Edinburgh Engineering Virtual Library 網(wǎng)站，提供工程設(shè)計(jì)、制造需要等各種信息，建立了基于Web的虛擬制造中心，提高了企業(yè)特別是中小企業(yè)的市場競爭能力。④美國的Microsoft公司和Unigraphics Solutions公司聯(lián)合研究面向產(chǎn)品全生命周期基于知識(shí)的協(xié)同設(shè)計(jì)支持網(wǎng)絡(luò)環(huán)境“Design Knowledge Network”，減少了時(shí)間，降低了成本，快速獲取全球設(shè)計(jì)知識(shí)的基礎(chǔ)的同時(shí)，進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)。⑤英國Liverpool等大學(xué)研究并且應(yīng)用人工智能和Internet 提供滾動(dòng)軸承的網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)計(jì)服務(wù)。

2.2.2 在國內(nèi)，這方面的研究主要集中在高等院校和科研院所，其中主要有：①西安交通大學(xué)潤滑理論與軸承研究所為主、國內(nèi)多家企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)共同參并建立了國內(nèi)第一個(gè)支持產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)的網(wǎng)站-現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)與研究開發(fā)網(wǎng)絡(luò)（www.chinamodemdesign.com），旨在推進(jìn)現(xiàn)代設(shè)計(jì)，主要提供設(shè)計(jì)知識(shí)的獲取，參加的單位還有清華大學(xué)、機(jī)械科學(xué)研究院、華中理工大學(xué)、重慶大學(xué)、上海交通大學(xué)等國內(nèi)許多著名的高校和科研院所。②清華大學(xué)精密儀器及機(jī)械系摩擦學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出了基于Web的異地合作設(shè)計(jì)系統(tǒng)Cdesign，其采用了Client/Serveer構(gòu)架，客戶與服務(wù)器之間通過VAW來完成。③上海先進(jìn)制造工程技術(shù)研究中心與上海飛機(jī)制造公司開發(fā)了一個(gè)基于Intemet/web的異地設(shè)計(jì)和制造系統(tǒng)，利用它進(jìn)行跨企業(yè)、跨地域的協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造。

除此之外，國內(nèi)也有一些相關(guān)的網(wǎng)站，如：中國機(jī)械網(wǎng)、材料與制造綜合信息服務(wù)平臺(tái)等，它們提供機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)數(shù)據(jù)、制造工藝技術(shù)數(shù)據(jù)等，并把機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)、制造工藝技術(shù)、遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)技術(shù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)都實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化。

3 遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)系統(tǒng)的技術(shù)研究

任何系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)模式的確定是系統(tǒng)在設(shè)計(jì)初步階段要完成的一項(xiàng)主要任務(wù)。它的總體結(jié)構(gòu)模式是系統(tǒng)的基礎(chǔ)，只有確定了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式才能進(jìn)行下一步的設(shè)計(jì)和開發(fā)。而且應(yīng)用軟件的架構(gòu)是建立在計(jì)算模式基礎(chǔ)之上的，所以，必須先對(duì)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式進(jìn)行分析。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展過程中先后出現(xiàn)了大型機(jī)為中心的計(jì)算模式，服務(wù)器為中心的計(jì)算模式和客戶機(jī)/服務(wù)器（Client/Server） 計(jì)算模式，還有隨著Web技術(shù)的成熟而發(fā)展起來的瀏覽器/服務(wù)器 （Browse/Server）計(jì)算模式。

對(duì)兩種計(jì)算模式經(jīng)過分析和研究，CS模式和B/S模式比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)：界面風(fēng)格統(tǒng)一、可移植；跨平臺(tái)性，B/S模式的系統(tǒng)較 US模式的系統(tǒng)有更好的跨平臺(tái)性，客戶端可位于任意的軟、硬件平臺(tái)；易于管理和維護(hù)。

4 遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)系統(tǒng)的支撐技術(shù)

基于Web的遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)涉及多學(xué)科多功能的綜合活動(dòng)，其中包括現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)、Web 技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、計(jì)算機(jī)編程技術(shù)、多媒體技術(shù)和圖形瀏覽技術(shù)等。

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