淺議遠程機械設(shè)計

1、淺議遠程機械設(shè)計摘要：做為一個機械設(shè)計人員來說，在設(shè)計過程中經(jīng)常會遇到一些機構(gòu)設(shè)計分析、機械強度分析等一系列問題，需要經(jīng)常查找設(shè)計手冊并進行校核計算，如能將機械設(shè)計手冊建成 Web 數(shù)據(jù)庫，放在 Internet 上，當(dāng)設(shè)計人員在設(shè)計過程中遇到問題，就可以將參數(shù)提交給服務(wù)器，服務(wù)器經(jīng)過分析計算和數(shù)據(jù)庫查詢，將結(jié)果返回。如此，不僅可以方便設(shè)計人員，提高工作效率，使他們能有更多時間去開發(fā)新產(chǎn)品和研究新問題，還可以大大地節(jié)約產(chǎn)品開發(fā)的成本。本文對 Web 的遠程機械設(shè)計技術(shù)廣泛分析了當(dāng)今遠程機械設(shè)計的發(fā)展?fàn)顩r。 關(guān)鍵詞：遠程機械設(shè)計計算方法 1 機械設(shè)計發(fā)展概述 傳統(tǒng)設(shè)計方法是主要采用封閉的收斂設(shè)計

2、思維，進行經(jīng)驗類比設(shè)計。在計算方面只進行靜態(tài)分析，并將載荷，應(yīng)力進行集中處理，對計算數(shù)據(jù)的誤差采用增加安全系數(shù)的做法。傳統(tǒng)設(shè)計以手工設(shè)計為主，使用簡單工具，進行人工計算繪圖。除此，傳統(tǒng)設(shè)計是一種串行設(shè)計，即一個零件從設(shè)計到生產(chǎn)是一個階段的工作完成之后才進行下一個階段的工作。所以，一種產(chǎn)品從設(shè)計到正式投產(chǎn)要花很多時間，這樣開發(fā)周期長，且串行設(shè)計過程中，各個環(huán)節(jié)之間缺乏信息溝通，經(jīng)常導(dǎo)致設(shè)計人員之間的合作不協(xié)調(diào)。 近年來，由于計算機網(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)代機械設(shè)計注入了新的生機活力，機械設(shè)計逐漸向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。基于Web 的遠程設(shè)計是在這種條件下產(chǎn)生的

3、。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)間的動態(tài)聯(lián)盟或虛擬設(shè)計小組，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，在一個統(tǒng)一且易于訪問的平臺下進行異地的合作與設(shè)計，實現(xiàn)信息的交流和共享，進而快速開發(fā)出所需產(chǎn)品，提高產(chǎn)品設(shè)計的一次成功率。做為現(xiàn)代設(shè)計的一個重要組成部分，遠程機械設(shè)計是一個多學(xué)科、多技術(shù)的研究領(lǐng)域，涉及到機械工程及計算機技術(shù)等許多知識領(lǐng)域。從機械設(shè)計的角度來看，主要研究設(shè)計過程的建模、設(shè)計優(yōu)化理論等。從計算機技術(shù)方面來看，應(yīng)研究如何對現(xiàn)有的設(shè)計資源進行組織和發(fā)布，使得這些資

4、源能方便異地的設(shè)計人員進行查詢和調(diào)用。這些資源包括各種專業(yè)化的計算、分析程序，供設(shè)計使用的數(shù)據(jù)庫和知識庫等，所以要研究網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下設(shè)計資源的獲取與調(diào)用，設(shè)計過程中設(shè)計人員之間信息的交流和反饋等，為遠程設(shè)計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)外遠程機械設(shè)計發(fā)展 2.1 遠程設(shè)計的概念和意義遠程設(shè)計讓設(shè)計人員通過瀏覽器輸入設(shè)計參數(shù)，服務(wù)器自動進行選擇和計算，根據(jù)確定的參數(shù)返回產(chǎn)品的規(guī)格或設(shè)計圖形。遠程設(shè)計技術(shù)是現(xiàn)代計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和機械設(shè)計技術(shù)在工程設(shè)計上的應(yīng)用，其縮短了產(chǎn)品的設(shè)計周期和節(jié)省了設(shè)計成本，真正意義上釋放了工程技術(shù)人員。與傳統(tǒng)的機械設(shè)計相比，遠程設(shè)計具有以下優(yōu)點：縮短產(chǎn)品

5、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；因為遠程設(shè)計一般都提供給用戶進行交流和討論的平臺，這不僅加強了各領(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)計的成功率。2.2 遠程設(shè)計的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國外領(lǐng)域，有關(guān)遠程協(xié)同設(shè)計的研究和應(yīng)用起步比較早，主要有：上世紀 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 計算機支持的協(xié)同工作的概念。 20 世紀90 年代中期，美國伯克利加州大學(xué)的集成制造實驗室開展了一個名為 Cybercut 的研究項目，建立了世界上第一個基于WWW

6、的設(shè)計和制造系統(tǒng)。英國建立EdinburghEngineeringVirtualLibrary 網(wǎng)站，提供工程設(shè)計、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。美國的 Microsoft 公司和 UnigraphicsSolutions 公司聯(lián)合研究面向產(chǎn)品全生命周期基于知識的協(xié)同設(shè)計支持網(wǎng)絡(luò)環(huán)境“ DesignKnowledgeNetwork，減”少了時間，降低了成本，快速獲取全球設(shè)計知識的基礎(chǔ)的同時，進行產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計。英國 Liverpool 等大學(xué)研究并且應(yīng)用人工智能和 Internet 提供滾動軸承的網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)計服務(wù)。在國內(nèi)，這方面的

7、研究主要集中在高等院校和科研院所，其中主要有：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)和研究機構(gòu)共同參并建立了國內(nèi)第一個支持產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計的網(wǎng)站-現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計與研究開發(fā)網(wǎng)絡(luò)（），旨在推進現(xiàn)代設(shè)計，主要提供設(shè)計知識的獲取，參加的單位還有清華大學(xué)、機械科學(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。清華大學(xué)精密儀器及機械系摩擦學(xué)國家重點實驗室開發(fā)出了基于 Web 的異地合作設(shè)計系統(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。上海先進制造工程技術(shù)研究中心與上海飛機制造公司開發(fā)了一個基于 Intemet/w

8、eb 的異地設(shè)計和制造系統(tǒng)，利用它進行跨企業(yè)、跨地域的協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計與制造。 除此之外，國內(nèi)也有一些相關(guān)的網(wǎng)站，如：中國機械網(wǎng)（ ）、材料與制造綜合信息服務(wù)平臺等，它們提供機械設(shè)計技術(shù)數(shù)據(jù)、制造工藝技術(shù)數(shù)據(jù)等，并把機械設(shè)計技術(shù)、制造工藝技術(shù)、遠程設(shè)計技術(shù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫、計算機輔助設(shè)計都實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化。 可是遠程設(shè)計由于剛剛起步，像其它新興技術(shù)一樣還不夠完善。隨著 CAD 技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，遠程設(shè)計的內(nèi)容必將越來越豐富，功能越來越強大，所提供的服務(wù)也將越來越完善。 3 遠程設(shè)計系統(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)計初步階段要完成的一項主要任務(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)模式才能進行下一步的設(shè)計和開發(fā)。而且應(yīng)用軟件的架構(gòu)是建立在計算模式基礎(chǔ)之上的，所以，必須先對網(wǎng)絡(luò)計算模式進行分析。 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展過程中先后出現(xiàn)了大型機為中心的計算模式，服務(wù)器為中心的計算模式和客戶機 /服務(wù)器 (Client/Server) 計算模式，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)計算模式。 對兩種計算模式經(jīng)過分析和研究， CS 模式和 B/S 模式比較，具有以下優(yōu)點 :界面風(fēng)格統(tǒng)一、可移植；跨平臺性， B/S 模