注塑产品计算机网络协同设计关键技术研究

摘要

制造业作为整个社会发展的前提和基础,在人类社会中起着至关重要的作用.产品开发是制造业中最为重要的部分,特别是产品开发的早期阶段更是起着决定性作用.模具作为产品成形的重要工具,广泛应用于国民经济各生产领域,模具的设计制造是一个复杂过程,涉及到产品设计、模具设计、电加工、机械加工等方方面面,因此,如何快速、高质量、低成本地设计制造出产品模具已成为市场竞争的重要因素.协同设计是产品设计的发展方向,是提高产品质量、降低开发成本、缩短开发周期,从而提高企业竞争力的有效手段,同时协同设计也是并行工程新的发展阶段,作为国内外的研究热点,许多问题有待进一步的研究和深化;中国制造业企业在国际市场上普遍缺乏足够的竞争能力,模具工业更是如此.面对加入WTO后的挑战,中国制造业的形势更加严峻.在这种情况下,新的产品开发模式的研究刻不容缓.该文以注塑产品的开发为对象,对产品的协同设计进行相关的研究,因此,该文的研究具有重要的理论意义和应用价值.鉴于模具工业面临的问题和注塑产品开发现状,该文主要进行了三个方面的研究工作:注塑产品协同设计系统的体系结构的构建;协同设计的任务规划、任务调度算法研究;基于集成的协同设计冲突消解研究等.通过对典型协同设计组织方式的详细讨论,该文根据注塑产品开发的特点,将注塑产品的协同设计分为两类:基于分解的协同设计和基于反馈的协同设计.同时该文针对注塑产品协同设计的复杂性,对协同设计过程进行了形式化描述;提出集中式和分布式相结合的CSCW实现方式,并在此基础上,构建了基于分布式网络环境的注塑产品协同设计系统结构.注塑产品的协同开发强调多功能小组的共同参与,这些小组的群体工作方式要求产品开发过程的有效规划,该文研究了一种新的任务分配算法;同时根据协同设计的并行度和耦合度,提出时间分配算法,并用具体的算例进行了验证.该文通过任务分解、设计小组分配、任务时间分配等,建立一个相对完整的系统任务规划过程.在产品开发过程中,冲突无处不在,是不可避免的,从某种意义上来说,协同设计的过程就是一个冲突产生和消解的过程.针对目前协同设计冲突消解研究中存在的问题,该文提出了基于集成的冲突消解模型,并提出了不同前提下的冲突消解策略的应用.在上述理论研究的基础上,该文建立了一个注塑产品协同设计原型系统.该原型具有动约束求解功能的协同设计产品建模功能模块.系统的支持工具建立在WinNT环境下,通过Visual Basic6.0开发工具开发相关的任务规划、冲突管理模块.原型系统的开发表明了该文研究得到的成果和结论是成功而有效的.