李 濤

（成都理工大學(xué)核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院，四川成都，610059）

探析協(xié)同設(shè)計(jì)在工程機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

李 濤

（成都理工大學(xué)核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院，四川成都，610059）

目前在設(shè)計(jì)方面更新技術(shù)的重要工具就是協(xié)同設(shè)計(jì)，協(xié)同設(shè)計(jì)是在統(tǒng)一的平臺(tái)進(jìn)行，其能夠使得行業(yè)間的溝通得到加強(qiáng)。在工程機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用協(xié)同設(shè)計(jì)，能夠使得設(shè)計(jì)的質(zhì)量以及效率都得到顯著的提升。本文圍繞著協(xié)同設(shè)計(jì)在工程機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用這一主題展開(kāi)了討論，首先介紹了我國(guó)工程機(jī)械設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，隨后提出了工程機(jī)械設(shè)計(jì)的CSCD體系。

協(xié)同設(shè)計(jì)；工程機(jī)械設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1 我國(guó)工程機(jī)械設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的工程機(jī)械設(shè)計(jì)，對(duì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)十分重視，在設(shè)計(jì)中應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)公式、數(shù)學(xué)圖表、理論等方法。我國(guó)工程機(jī)械發(fā)展時(shí)間較晚，與國(guó)外相比差異還很大，其以設(shè)計(jì)引進(jìn)技術(shù)等為依據(jù)進(jìn)行前期發(fā)展，設(shè)計(jì)人員主要負(fù)責(zé)改進(jìn)工藝編排以及轉(zhuǎn)化圖紙等，沒(méi)有做到深入的分析整機(jī)的深層設(shè)計(jì)機(jī)理。相較于國(guó)外，我國(guó)工程設(shè)計(jì)人員沒(méi)有多元化的專業(yè)知識(shí)，并且其產(chǎn)品原理和設(shè)計(jì)思想等都在模仿國(guó)外。工程機(jī)械這一行業(yè)的特點(diǎn)，使得其遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用，因此在缺乏改進(jìn)和創(chuàng)新的前提下，是無(wú)法對(duì)工程機(jī)械制造業(yè)進(jìn)行振興的，要想發(fā)展首先要做的就是對(duì)技術(shù)、知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新。目前已經(jīng)有許多工程機(jī)械企業(yè)開(kāi)始行動(dòng)，對(duì)更加先進(jìn)的設(shè)計(jì)模式進(jìn)行尋找。

在計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展過(guò)程中，工程機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用了很多先進(jìn)的建模方法、設(shè)計(jì)方式以及設(shè)計(jì)思想，進(jìn)而逐漸將工程的協(xié)同設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。在部分企業(yè)中已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用CSCW、CIMS系統(tǒng)等信息化工程。設(shè)計(jì)師開(kāi)始對(duì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行應(yīng)用。在不斷的發(fā)展中，目前設(shè)計(jì)師們通常都用SolidWorks、AutoCAD等三維設(shè)計(jì)等建模工具。三維設(shè)計(jì)能夠更加形象直觀的展示產(chǎn)品設(shè)計(jì)，預(yù)先演示產(chǎn)品最終的動(dòng)作以及形態(tài)，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)出風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行大幅度降低。除此之外還能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助以及建模軟件對(duì)軟件接口進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)試驗(yàn)費(fèi)用和產(chǎn)品研發(fā)費(fèi)用進(jìn)行有效的降低，對(duì)開(kāi)發(fā)周期進(jìn)行縮短，縮短產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力提升。

2 工程機(jī)械設(shè)計(jì)的CSCD體系

2.1工程機(jī)械CSCD體系結(jié)構(gòu)的核心

在過(guò)去企業(yè)內(nèi)部為開(kāi)發(fā)工程機(jī)械產(chǎn)品的主力軍，但隨著時(shí)代的發(fā)展，許多大型企業(yè)在開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的過(guò)程中也要求合作商以及供應(yīng)商加入其中，將一致的產(chǎn)品信息進(jìn)行及時(shí)獲取，并對(duì)這些信息進(jìn)行應(yīng)用，從而將實(shí)時(shí)的協(xié)同開(kāi)發(fā)展開(kāi)。其中包括設(shè)計(jì)思想的交流、遠(yuǎn)程評(píng)審的實(shí)現(xiàn)、運(yùn)動(dòng)仿真的模擬、檢查干涉、模型裝配以及產(chǎn)品零件的查閱等。在工程機(jī)械設(shè)計(jì)中對(duì)CSCD系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，其存在的主要問(wèn)題如下。

第一，可靠安全的異地通訊，能夠?qū)?shù)據(jù)共享和信息交流在不同的工作平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而將實(shí)時(shí)協(xié)同實(shí)現(xiàn)。第二，不同CAE軟件下的仿真分析以及不同CAD軟件的虛擬裝配和數(shù)字化建模。從目前我國(guó)工程機(jī)械設(shè)計(jì)的情況可以看出，目前主流的方式就是結(jié)合式的設(shè)計(jì)方式。第三，將核心設(shè)置為知識(shí)管理，對(duì)分析案例、修改設(shè)計(jì)的過(guò)程以及重視知識(shí)的應(yīng)用進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，進(jìn)而將專家數(shù)據(jù)庫(kù)形成，能夠?qū)Ψ磸?fù)發(fā)生同樣的修改錯(cuò)誤進(jìn)行預(yù)防。第四，將核心認(rèn)定為過(guò)程管理，對(duì)人機(jī)交互無(wú)縫接口以及人與人之間和諧交互進(jìn)行強(qiáng)調(diào)。第五，協(xié)同設(shè)計(jì)可視化。現(xiàn)階段能夠?qū)⒖梢暈g覽實(shí)現(xiàn)的方式包括以下兩種，第一種瀏覽是建立在輕量化數(shù)據(jù)格式上，其在下載數(shù)據(jù)文件的時(shí)候不會(huì)保存到本地，而是直接轉(zhuǎn)化存在于服務(wù)器中的數(shù)據(jù)文件，從而使得瀏覽的格式變?yōu)檩p量化格式，從而對(duì)瀏覽的速度以及安全性進(jìn)行提升，其具有較高的技術(shù)難度。

2.2工程機(jī)械CSCD中CAD環(huán)境中的實(shí)時(shí)協(xié)同

CSCD系統(tǒng)在工程機(jī)械設(shè)計(jì)中，對(duì)CAD環(huán)境下的實(shí)時(shí)協(xié)同進(jìn)行支持為其應(yīng)用價(jià)值最高的協(xié)同設(shè)計(jì)方式。目前現(xiàn)代設(shè)計(jì)人員已經(jīng)將三維建模軟件作為主要的應(yīng)用工具。但通常情況下CAD平臺(tái)無(wú)法將同步更新和傳遞消息等設(shè)計(jì)過(guò)程中的功能提供出來(lái)，在不同的CAD環(huán)境中不同設(shè)計(jì)者無(wú)法將真正的同步實(shí)現(xiàn)，必須在庫(kù)中保存數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，才能夠?qū)⑵渲匦麓蜷_(kāi)，隨后才能夠?qū)⒏聦?shí)現(xiàn)，但是難以改變?cè)O(shè)計(jì)更改滯后的情況。在滯后的時(shí)期，會(huì)使得一些不曾想到的結(jié)果出現(xiàn)，無(wú)法預(yù)料到變更設(shè)計(jì)造成的影響。

將產(chǎn)品設(shè)計(jì)在CSCD中進(jìn)行，更改的信息在CAD環(huán)境的實(shí)時(shí)協(xié)同中能夠進(jìn)行及時(shí)獲取，對(duì)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)這些信息的十分重要，其能夠?qū)φw設(shè)計(jì)由于滯后而失敗的情況進(jìn)行避免。如果對(duì)CSCD中CAD環(huán)境下的實(shí)施協(xié)同設(shè)計(jì)進(jìn)行應(yīng)用，在機(jī)架設(shè)計(jì)上零件工程師進(jìn)行變更，裝配工程師就能夠?qū)ζ浞答佭M(jìn)行及時(shí)的獲取，進(jìn)而調(diào)整裝配，防止有錯(cuò)誤出現(xiàn)在之后的設(shè)計(jì)中。

將實(shí)時(shí)協(xié)同在CSCD系統(tǒng)的CAD環(huán)境中實(shí)現(xiàn)，其主要是對(duì)協(xié)同感知技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，進(jìn)而使得設(shè)計(jì)者對(duì)不同工作平臺(tái)無(wú)縫接口技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)以及圖形空間的集成進(jìn)行共享。在交流數(shù)據(jù)模型傳輸?shù)臅r(shí)候，由于三維CAD設(shè)計(jì)具有非常復(fù)雜的數(shù)據(jù)，并且由于其受到網(wǎng)絡(luò)帶寬以及網(wǎng)絡(luò)硬件的局限，應(yīng)該對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量進(jìn)行減少，進(jìn)而將協(xié)同實(shí)時(shí)在設(shè)計(jì)中進(jìn)行。在工程機(jī)械朝著智能化和系列化的方向進(jìn)行發(fā)展，大型機(jī)和小型機(jī)也在分別朝著大功率化和多功能化的方向發(fā)展。在工程機(jī)械中，目前已經(jīng)在其中應(yīng)用了高速無(wú)線電通信、GPS微波定位以及機(jī)載計(jì)算等信息技術(shù)，成熟機(jī)型的設(shè)計(jì)在不斷創(chuàng)新，結(jié)構(gòu)也在不斷改進(jìn)。實(shí)時(shí)協(xié)同設(shè)計(jì)在CAD的環(huán)境中，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)者關(guān)于零件結(jié)構(gòu)的意見(jiàn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交流，進(jìn)而對(duì)最優(yōu)設(shè)計(jì)進(jìn)行獲取，從而對(duì)整機(jī)的性能和外形兩個(gè)方面的結(jié)合進(jìn)行滿足。

3 結(jié)語(yǔ)

本文就協(xié)同設(shè)計(jì)在工程機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，首先對(duì)我國(guó)工程機(jī)械設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹，隨后對(duì)工程機(jī)械設(shè)計(jì)的CSCD體系進(jìn)行了分析，并且分析了工程機(jī)械CSCD中CAD環(huán)境中的實(shí)時(shí)協(xié)同。協(xié)同設(shè)計(jì)在工程機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，能夠使得工程機(jī)械設(shè)計(jì)具有更高的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，從而對(duì)工業(yè)發(fā)展起到促進(jìn)作用。

[1]聶勇軍,廖啟征.多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)在工程機(jī)械產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用展望[J].起重運(yùn)輸機(jī)械,2011,08:8-11.

[2]詹學(xué)文,方立霞,郭自文,王林,孫輝.NX系統(tǒng)工程和協(xié)同設(shè)計(jì)在輸送機(jī)改向滾筒設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].煤礦機(jī)械,2013,03:10-12.

[3]金雨,薛濤,馮林,張旭鵬.三維協(xié)同設(shè)計(jì)在荒溝抽水蓄能電站項(xiàng)目中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2013,10:20-22.

[4]劉滿軍.計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同設(shè)計(jì)在油田地面安全工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2011,05:141.

[5]李建英,簡(jiǎn)龍暉.計(jì)算機(jī)關(guān)鍵技術(shù)在煙草機(jī)械協(xié)同并行研發(fā)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].成組技術(shù)與生產(chǎn)現(xiàn)代化,2011,02:29-35.

作者介紹

李濤（1995.01.06-），男，四川簡(jiǎn)陽(yáng)人，本科，就讀于成都理工大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)，主要研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)加工應(yīng)用。

Application of collaborative design in engineering machinery design

Li Tao
（College of nuclear technology and automation engineering, Chengdu University of Technology, Chengdu Sichuan, 610059）

at present, the important tool of updating technology in design is collaborative design, which is based on a unified platform. The application of collaborative design in the design of construction machinery can improve the quality and efficiency of design. This paper focuses on the application of collaborative design in the design of construction machinery. The paper first introduces the current situation of the design of construction machinery in our country, and then puts forward the CSCD system of engineering machinery design.

collaborative design; engineering machinery design; application