CE的體系結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯CE的體系結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù) 1. CE的體系結(jié)構(gòu) 在產(chǎn)品并行設(shè)計過程中，按四個階段進(jìn)行設(shè)計和評價，如圖所示。 (1) 產(chǎn)品概念設(shè)計。對產(chǎn)品設(shè)計要求進(jìn)行分組描述和表述，如設(shè)計實(shí)體的模式，以性質(zhì)、屬性等之間的關(guān)系描述，并對方案優(yōu)選、產(chǎn)品批量、類型、可制造性和可裝配性評價，選出最佳方案，指導(dǎo)產(chǎn)品概念設(shè)計。 (2) 結(jié)構(gòu)設(shè)計及其評價。將產(chǎn)品概念設(shè)計獲得的最佳方案結(jié)構(gòu)化，確定產(chǎn)品的總體結(jié)構(gòu)形式以及零件部件的主要外形、數(shù)量和相互間的位置關(guān)系；選擇材料，確定產(chǎn)品的主要結(jié)構(gòu)尺寸，以獲得產(chǎn)品的多種結(jié)構(gòu)方案，并對各種制造約束條件、加工條件、裝夾方案、工裝設(shè)計和零件標(biāo)準(zhǔn)化等，對各種

2、方案進(jìn)行評價和決策。選擇最佳結(jié)構(gòu)設(shè)計方案或供應(yīng)反饋信息，指導(dǎo)產(chǎn)品的概念設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計。 (3) 具體設(shè)計及其評價。依據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案對零部件進(jìn)行具體設(shè)計。零件由很多個特征組合而成，進(jìn)行特征設(shè)計的同時進(jìn)行工藝設(shè)計(生成其加工方法、切削參數(shù)、刀具選用和裝夾方式等)，并對其可制造性進(jìn)行評價，即時反饋修改信息，指導(dǎo)特征設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了特征/工藝并行設(shè)計。 (4) 產(chǎn)品總體性能評價。該階段由于產(chǎn)品信息較完善，對產(chǎn)品的功能、性能、可制造性和成本等采納價值工程方法對產(chǎn)品進(jìn)行總體評價，并提出反饋信息，指導(dǎo)產(chǎn)品的概念設(shè)計、總體設(shè)計和具體設(shè)計。 在完成上述四個階段的設(shè)計和評價后，還必需進(jìn)行工藝過程優(yōu)化，在完成產(chǎn)品設(shè)計、

3、工藝設(shè)計和工裝設(shè)計的基礎(chǔ)上，對零件的實(shí)際加工過程進(jìn)行仿真。 圖 計算機(jī)幫助產(chǎn)品并行設(shè)計系統(tǒng) 從圖可知，基于廣義特征建立的產(chǎn)品信息模式，為產(chǎn)品并行設(shè)計過程中各項(xiàng)活動的信息交換與共享供應(yīng)了切實(shí)的保證。而并行設(shè)計掌握器是一協(xié)調(diào)板，它對設(shè)計結(jié)構(gòu)進(jìn)行發(fā)布和接收設(shè)計的反饋信息，對設(shè)計過程中的上下游活動進(jìn)行協(xié)調(diào)與掌握。實(shí)現(xiàn)多學(xué)科工程技術(shù)人員以及專家系統(tǒng)的協(xié)同工作，掌握方式有電子郵件、文件傳輸、遠(yuǎn)程登錄、遠(yuǎn)程布告牌和系統(tǒng)菜單操作等。并行設(shè)計是在各種資源約束下進(jìn)行反復(fù)迭代(設(shè)計與修改)，獲得產(chǎn)品最優(yōu)解和滿足解的過程。 2. CE的關(guān)鍵技術(shù) (1) 產(chǎn)品開發(fā)過程的重構(gòu)。并行工程的產(chǎn)品開發(fā)過程是跨學(xué)科群組在計算機(jī)軟

4、硬件工具和網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境的支持下，通過規(guī)劃合理的信息流淌關(guān)系及協(xié)調(diào)組織資源和規(guī)律制約關(guān)系，實(shí)現(xiàn)動態(tài)可變的開發(fā)任務(wù)流程。為了使產(chǎn)品開發(fā)過程實(shí)現(xiàn)并行、協(xié)調(diào)，并能面對全面質(zhì)量管理做出決策分析，就必需從產(chǎn)品特征、開發(fā)活動的支配、開發(fā)隊(duì)伍的組織結(jié)構(gòu)、開發(fā)資源的配置、開發(fā)方案以及全面的調(diào)度策略等各個側(cè)面來考慮它們對產(chǎn)品開發(fā)過程的影響。并行設(shè)計多視圖活動模型的第三個視圖是開發(fā)組織，該組織的人可以擔(dān)當(dāng)其次個視圖中的角色。 因此，一個并行設(shè)計單元的定義是：由某一個人擔(dān)當(dāng)某一角色，針對某一個設(shè)計對象，在某一個規(guī)定的時間約束范圍內(nèi)，利用指定的資源開展并行設(shè)計活動，完成某個設(shè)計任務(wù)。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理平臺系統(tǒng)將從三個視圖建立

5、并行設(shè)計的支持環(huán)境，保證并行設(shè)計工作協(xié)調(diào)有序地進(jìn)行。 (2) 集成產(chǎn)品信息模型。并行設(shè)計強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品設(shè)計過程上下游協(xié)調(diào)與掌握以及多專家系統(tǒng)協(xié)同工作，因此設(shè)計過程的產(chǎn)品信息交換成為關(guān)鍵問題，它是并行設(shè)計的基礎(chǔ)。集成產(chǎn)品信息模型是為產(chǎn)品生命周期的各個環(huán)節(jié)供應(yīng)產(chǎn)品的全部信息。基于STEP標(biāo)準(zhǔn)，對產(chǎn)品進(jìn)行定義和描述?；趶V義特征，建立產(chǎn)品生命周期內(nèi)的集成產(chǎn)品信息模型。廣義特征包括產(chǎn)品開發(fā)過程中全部特征信息，如：用戶要求、產(chǎn)品功能、設(shè)計、制造、材料、裝配、費(fèi)用和評價等特征信息?；诿鎸ο驩-O技術(shù)，采納Express語言描述和表達(dá)產(chǎn)品信息模型，并把Express語言中各實(shí)體映射到C+中的類，生成STEP中

6、性文件，為CAD、CAPP、可制造性評價和制造集成與并行供應(yīng)充分的信息。因此該模型是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計、產(chǎn)品制造、產(chǎn)品裝配和檢測等開發(fā)活動共享信息和并行進(jìn)行的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。 (3) 并行設(shè)計過程協(xié)調(diào)與掌握。并行設(shè)計的本質(zhì)是很多大循環(huán)過程中包含小循環(huán)的層次結(jié)構(gòu)，它是一個反復(fù)迭代優(yōu)化產(chǎn)品的過程。產(chǎn)品設(shè)計過程的管理、協(xié)調(diào)與掌握是實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計的關(guān)鍵。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(Product Data Management，PDM)能對并行設(shè)計起到技術(shù)支撐平臺的作用。它集成和管理產(chǎn)品全部相關(guān)數(shù)據(jù)及其相關(guān)過程。在并行設(shè)計中，產(chǎn)品數(shù)據(jù)是在不斷地交互中產(chǎn)生的，PDM能在數(shù)據(jù)的創(chuàng)建、更改及審核的同時跟蹤監(jiān)視數(shù)據(jù)的存取，確

7、保產(chǎn)品數(shù)據(jù)的完整性、全都性以及正確性，保證每一個參加設(shè)計的人員都能即時地得到正確的數(shù)據(jù)，從而使產(chǎn)品設(shè)計返回率達(dá)到最低。 二、CE在我國的討論進(jìn)展 自20世紀(jì)90年月以來,并行工程討論得到我國一些討論單位、工業(yè)部門和政府機(jī)構(gòu)的高度重視。并行工程技術(shù)和方法的討論也在不斷的擴(kuò)展和深化，它已成為一種支持產(chǎn)品開發(fā)新的理論。概括起來，討論主要集中在以下幾個主要方面： (1) 面對并行工程的產(chǎn)品開發(fā)過程建模與仿真技術(shù)的討論 主要討論并行產(chǎn)品開發(fā)過程中的產(chǎn)品信息、開發(fā)活動、組織和資源的內(nèi)容及其建模方法，通過產(chǎn)品開發(fā)過程的集成多視圖建模方法，建立產(chǎn)品開發(fā)過程模型各個視圖的內(nèi)在聯(lián)系；采納優(yōu)化方法和仿真手段，對串行

8、開發(fā)過程進(jìn)行改進(jìn)，得到優(yōu)化的并行產(chǎn)品開發(fā)過程模型；通過對工作流程的管理和監(jiān)控，準(zhǔn)時獵取產(chǎn)品開發(fā)過程進(jìn)度信息。 (2) 集成產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)技術(shù)的討論 討論集成產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)的建立與實(shí)施模式，以及在我國企業(yè)的現(xiàn)有體制下團(tuán)隊(duì)的組織方式與管理方法。 (3) 數(shù)字化產(chǎn)品建模及產(chǎn)品信息集成技術(shù)的討論 討論產(chǎn)品生命周期中的數(shù)字化建模技術(shù)，特殊是基于STEP標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品特征建模技術(shù)，以及基于STEP標(biāo)準(zhǔn)的CAxDFx集成技術(shù)與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法。 (4) 支持并行產(chǎn)品設(shè)計的CAxDFx技術(shù)及其工具 其中x可以代表生命周期中的各種因素，如設(shè)計、分析、工藝、制造、裝配、拆卸、檢測、維護(hù)和支持等。CAx是指各種計算機(jī)幫助工具，

9、最典型的有CAD、CAE、CAPP、CAM、CAFD等。DFx是指面對某一應(yīng)用領(lǐng)域的計算機(jī)幫助設(shè)計工具，它們能夠使設(shè)計人員在早期就考慮設(shè)計決策對后續(xù)環(huán)節(jié)的影響，是實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計的最有效方法之一。如面對裝配的設(shè)計(DFA)工具用來制定裝配工藝規(guī)劃，考慮裝拆的可行性，優(yōu)扮裝配路徑，在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中通過裝配仿真考慮裝配干涉。面對制造的設(shè)計(DFM)可以在產(chǎn)品具體設(shè)計階段考慮零件的結(jié)構(gòu)工藝性、資源約束、可制造性及加工制造的成本、時間等。面對成本的設(shè)計(DFC)在設(shè)計階段綜合考慮產(chǎn)品生命周期中的材料、加工、裝配和維護(hù)等各種因素，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計成本的綜合評價。 (5) 支持并行設(shè)計的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)的討論 討

10、論并行設(shè)計環(huán)境下產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(product data management，PDM)系統(tǒng)如何對產(chǎn)品數(shù)據(jù)和產(chǎn)品開發(fā)過程進(jìn)行管理，如零部件結(jié)構(gòu)與配置管理、版本管理、工作組與權(quán)限管理、更改掌握等，使分布在異地的產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)成員可以實(shí)時共享各種產(chǎn)品數(shù)據(jù)。 (6) 支持團(tuán)隊(duì)工作的協(xié)同工作(CSCW)環(huán)境的討論 討論支持小組的協(xié)同工作環(huán)境，把支持產(chǎn)品開發(fā)的工具和團(tuán)隊(duì)工具集成在統(tǒng)一的環(huán)境中，在信息集成的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)過程掌握與管理。 (7) 并行工程集成框架技術(shù)的討論 討論基于CORBA規(guī)范的即插即用“軟總線”式的并行工程企業(yè)層集成框架，開發(fā)開放體系的集成框架系統(tǒng)，支持企業(yè)內(nèi)機(jī)械領(lǐng)域、電子領(lǐng)域和經(jīng)營管理領(lǐng)域

11、各應(yīng)用系統(tǒng)的信息集成、功能集成和過程集成。目前，并行工程在我國多家企業(yè)已勝利實(shí)施，見表。表 并行工程在我國企業(yè)應(yīng)用實(shí)施的狀況企業(yè)名稱 產(chǎn)品 擬采納并行工程的方法與技術(shù) 長峰科技集團(tuán) 簡單系統(tǒng)產(chǎn)品(機(jī)械與電子)建立并行設(shè)計、制造與管理的集成環(huán)境 組建多層次的集成產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì) 改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品開發(fā)流程 應(yīng)用各類CAxDFx工具動態(tài)管理和跟蹤項(xiàng)目的進(jìn)展，實(shí)施產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理應(yīng)用并行工程集成框架技術(shù) 齊齊哈爾車輛廠 鐵路貨車 組建產(chǎn)品開發(fā)中心，組織設(shè)計、工藝、制造小組 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)過程管理及項(xiàng)目協(xié)調(diào)管理 基于PDM實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的集成化管理 基于STEP標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)CADCAPP集成 采納結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析、剛度分析及動

12、力學(xué)分析工具 建立產(chǎn)品報價系統(tǒng) 南京金城集團(tuán) 摩托車系列產(chǎn)品 采納合理化工程 建立了多個項(xiàng)目小組 建立基于Internet的企業(yè)企業(yè)管理與產(chǎn)品設(shè)計環(huán)境 應(yīng)用并行工程框架系統(tǒng) 采納PDM進(jìn)行產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 海南新大州摩托車廠 摩托車 建立產(chǎn)品開發(fā)小組 通過PDM系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)與設(shè)計過程管理 建立產(chǎn)品設(shè)計裝配系統(tǒng) 采納ISO 9002規(guī)范，建立摩托車設(shè)計的質(zhì)量掌握DFQ系統(tǒng) 上海鼓風(fēng)機(jī)廠 鼓風(fēng)機(jī) 對新產(chǎn)品開發(fā)過程進(jìn)行建模，實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計 采納IMAN系統(tǒng)，使設(shè)計、工藝、工程分析以及制造數(shù)據(jù)得到有效管理與交換 采納DFA、DFM工具用CAE進(jìn)行葉片振動、頻率和應(yīng)力計算分析 江漢石油鉆頭廠 石油鉆頭 建立一個支持并行設(shè)計、制造與管理的集成環(huán)境 進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)過程重組 建立工程設(shè)計數(shù)據(jù)庫 組織