浅谈CAD协同设计体系与实践应用

[摘要]为了适应越来越激烈的全球化市场竞争，快速响应客户的需求，计算机支持的协同工作技术应运而生。协同设计是一个以知识为基础的计算过程，不仅需要不同领域的知识和专家的经验，更重要的是要有综合和协调这些经验知识的有效机制和知识来耦合不同专家的设计任务。本文主要从协同设计的理念、技术特点以及实践应用等几个方面进行了综合阐述。

[关键词]计算机协同技术；设计理念

中图分类号： TP391.7 文献标识码： A 文章编号：

我院的协同设计体系是依托于三维设计技术引进并推广应用的，它在三维设计架构中对资源实现了更优化的配置。这项技术的应用提高了团队的工作效率，减少了沟通成本，缩短了项目的生命周期。

一、协同设计阐述

1、协同设计的特点

1） 多主体性：是指设计活动由两个或两个以上设计专家参与，而这些设计专家通常是互相独立的，并且各自具有领域知识、经验和一定的问题求解能力。

2） 协同性：具有一种协同各个设计专家完成共同设计目标的机构，这一机构包括各设计专家间的通讯协议、冲突检测和仲裁机制。

3） 共同性：多设计专家要实现的设计目标是共同的，他们所在的设计环境是一致的。

4） 灵活性：参与设计的专家数目可以动态的增加或减少，协同设计的体系结构也是灵活、可变的。

2、协同设计系统与单机CAD的比较

系统项目 单机CAD系统 协同设计系统

运行环境 单机 网络

系统结构 孤立系统 分布式系统

设计过程或进程

独立运行 设计过程或进程要有协调

交互或协同 否 是

设计数据 单机存储，人工协调 对设计数据要进行协同控制

安全性 应注意存储安全 需要注意反问控制、存储安全和传输安全

3、协同设计的主要工作方式

协同设计是先进制造技术中并行工程运行模式的核心。传统设计是串行迭代的模式，即瀑布式的设计方法，就是说按产品生命周期的各个过程顺序执行。在使用阶段发现问题后，在前面各阶段中找原因加以解决。并行工程则是在产品设计阶段尽早考虑产品生命周期中各种因素的影响，全面评价产品设计，以达到设计中的最优化，最大限度消除隐患。因此涉及产品整个生命周期的各个不同部门的专家必须协同工作，在产品的设计阶段，不仅设计专家要进行讨论，协调产品的设计任务，而且工艺、制造、质量等后续部门也要参与产品设计工作，对产品设计方案提出修改意见。

（1）横向协同：横向协同充分体现了企业间的动态联盟。它适应了现代企业向专业化方向发展的趋势，即越来越多的制造企业从“大而全”或“小而全”的模式中走了出来，专注于自己的核心能力和核心产品。面向市场机遇，和具有其他专业技术的企业合作，从而拥有技术、资金、成本、速度等综合优势，形成竞争方式。

（2）纵向协同：纵向设计体现了并行工程的原理。这种工作模式使得开发者从一开始就考虑到产品全生命周期中的所有因素，尽可能保证产品设计、工艺设计、制造的一次成功.从而缩短产品开发周期、提高质量和降低成本。根据并行工程原理，通过计算机网络将产品生命循环各个方面的专家，甚至包括潜在的用户都集中在一个工作环境下，形成专门的工作小组，协同工作。

横向和纵向的协同设计在具体设计中没有严格区分，常常是互相交织在一起，在并行的设计过程中设计团体人员是企业内外专业人员的组合。

二、协同设计的应用

1、协同设计的功能模块

1） 协同设计工作系统：搭建协同设计工作环境，以对协同设计过程进行有效管理。

2） 协同设计设计系统：确定参与协同设计的各个功能组，确定各个功能组所使用的设计系统，把它们集成到协同工作系统中。

3） 协同设计数据管理：该模块对所有产品数据信息、系统资源和知识信息等进行组织与管理。

4） 协同设计安全控制：该模块负责对进入系统的用户、协同过程中的数据访问和传输进行安全控制。

5） 协同设计协同工具：该模块为协同设计提供通讯工具（包括文件传输和邮件发送、内部消息机制等）。

搭建协同设计系统主要围绕以上5个功能的实现结合具体项目目标实现开展的。在搭建协同设计系统之前要了解应用协同设计系统项目的背景、应用范围以及需求等信息，综合这些信息对协同设计系统的目标进行定位，对协同设计系统进行理性分析与判断，进行协同设计系统的概念设计。在概念设计的基础上，确定应用系统的各个功能组以及各个功能组所使用的设计模块，确定协同设计系统的组织机构、目录结构，搭建协同设计系统的雏形。在具备雏形后再组织项目的各个参与方对协同设计系统进行测试、审核，根据项目各方的反馈意见再对系统进行合理的完善，最后形成最终的协同设计系统。

2、协同设计的关键技术

1） 协同工作管理技术。主要是将横向协同和纵向协同如何有效地组织管理起来：包括项目管理和工作流程管理技术。

2） 分布式数据管理技术。包括支持分布环境、版本控制管理和权限管理等技术；

3） 网络数据库技术。它是数据库技术与网络技术两者的有机结合。

4） 面向对象技术。该技术把某一产品数据和相关产品或操作的集合在一起进行封装，便于网上传输和共享。

5） 安全技术。它包括访问控制和数据安全传输。

6） 协同工作中的冲突消解。

此外，还包括标准化技术、网络基本技术等。在这些关键技术中，任何一种技术都需要结合项目的实际，探索技术与实践应用的最佳契合点，建立一套最优的、满足项目需要的协同设计系统。

利用协同设计系统，不但能够提高设计效率，还有利于企业的知识积累与管理。随着企业对技术创新的日益重视和企业信息化程度的提高，越来越多的企业应用协同设计系统来实现企业的创新和利益的最大化，协同设计技术将会迎来更加广阔的前景和未来！

参考文献：

1、初苗，田少辉.基于协同设计的知识管理研究[J].《科技信息》2010年第30期