0 引言

    復雜產品是指客戶需求復雜、產品技術復雜、產品組成復雜、制造過程復雜和項目管理復雜的一類產品。隨著信息技術、網絡技術、現代管理技術、產品設計技術的發展，對產品整體性能要求和快速響應市場能力的不斷提高，復雜產品的設計開發逐漸趨向于多領域異地協同設計。

    復雜產品協同設計涉及的領域廣、信息多、過程復雜，協同設計過程和成員之間存在著錯綜復雜的順序關系、協同關系、耦合關系以及數據交換和信息共享需求等。因此，如何根據協同設計的特點和需求，開發相應的協同設計平臺，為人員協同、工具協同、信息協同、過程協同提供一個基于網絡的異地協同工作環境，就成為支持協同設計的關鍵技術之一。

1 協同設計平臺

    協同設計平臺是一個基于計算機硬件/操作系統/網絡/支撐服務，具有通用性、開放性和可擴展性，可集成多學科領域涉及的設計工具及模型庫/數據庫等系統，對整個設計過程和信息進行有效的組織管理和控制協調、正確的傳遞和共享，支持異地協同工作的集成框架。在復雜產品的開發中，分布于異地的不同領域設計人員，通過協同設計平臺連接在一起，以協調完成復雜的設計任務。

    1.1 協同設計平臺的特征與功能

    協同設計平臺為協同設計人員、過程、模型或數據資源、設計工具之間的協同活動提供集成的一體化支撐環境，應具備以下特征和功能：

    (1)強調多領域協作，基于開放式環境，支持跨學科領域的異地設計協同，支持并行工程。

    (2)提供一個基于標準的計算環境，實現應用系統在分布、異構環境下基于“系統軟總線”的即插即用；提供一套協同開發的設計工具集以及支持多領域協同設計的工作環境。

    (3)提供一個管理支撐平臺，支持團隊/組織、過程、產品數據/模型和項目的管理與優化；對設計數據、模型、文檔進行科學有效的管理，對設計軟件具有良好的集成機制；具備良好的開放性、可擴展性及二次開發功能。

    (4)對設計過程中的重點設計活動進行定義，并指示使用者各設計間的關系與傳遞參數。

    (5)提供項目進展、任務的分解下達、協同設計過程管理與控制、設計變量的交互、設計結果反饋等機制。

    1.2 機械產品協同設計平臺的體系結構

    體系結構主要描述和規范一個系統在分布、網絡環境下系統的各個組成部分和各部分之間的關系，以及制約系統及其組件設計和發展的原理和準則。體系結構是協同設計平臺的基本配置和軟件框架，決定了其性能和實現方式。

    根據復雜機械產品協同設計平臺的特點和功能要求，提出了其四層體系結構，如圖1所示。

圖1 復雜產品協同設計平臺的體系結構

    其中：

    (1)系統支撐層：主要包括計算機硬件/操作系統、網絡/數據庫等。該層為協同設計運行、協同活動中人員/數據和工具之間的交互活動提供支持。

    (2)核心功能層：包括平臺系統的核心功能。支持復雜產品協同設計、系統工程的集成化與并行化開發，實現機械產品各領域之間、同一領域不同設計平臺之間的全局信息集成和過程集成。

    (3)運行環境層：主要由協同設計工具和設計結果分析以及可視化環境等幾部分構成，集成了所有設計工具軟件，設計結果分析及可視化環境，支持對設計模型、結果、文檔的可視化協同瀏覽、批注和評估等。

    (4)用戶界面層：提供相應用戶操作界面。

2 基于PDM的協同設計平臺

    作為工程設計分系統普遍采用的信息集成框架，PDM可對分布式環境中的產品數據和過程進行統一管理，是企業實施項目管理、產品協同設計、應用系統集成、信息共享的支撐平臺。

    鑒于目前尚無商品化的協同設計管理平臺，根據其特征及機械產品協同設計之間的耦合度較低、對協同設計實時性要求不高的特點，以成熟的商品化PDM(Product Data Management，產品數據管理)軟件作為機械產品協同設計平臺的支撐環境，可充分借助其完善的Client/Server結構、網絡通訊功能實現協同設計，應用系統集成機制實現設計工具的集成，數據集成、文檔管理及產品結構管理功能實現設計數據、文檔、資源的統一管理和共享，工作流管理和人員組織管理功能實現協同設計運行管理。

    但通用的商品化PDM軟件并不能完全滿足支持產品協同設計的需求，它只提供了基礎的抽象類。以其作為協同設計支撐平臺，需進一步拓展它的功能和性能。當應用到某一領域時，應根據該領域的具體需求和特點，通過類的繼承方式定義并擴展用戶所需的相關類、屬性及對話框。根據機械產品協同設計平臺的功能要求，所涉及的對象類型、文檔類型、所采用的設計工具等，進行了以下幾方面的二次開發和功能擴展。

    (1)應用系統集成

    對協同設計過程中所使用的主要軟件AutoCAD、Pro/E、NX、IDEAS、ANSYS、ADAMS、MatLab以及辦公軟件MS Office、Acrobat等進行應用系統集成，如圖2所示。

圖2 應用系統集成及部分MODeL開發代碼

    (2)產品/文檔對象類的二次開發和擴充

    圖3所示分別為產品對象類屬性及創建對話框，所定義的產品設計類文檔及繼承關系如圖4所示。

圖3 產品對象類的屬性及創建對話框

圖4 定義的各類文檔及繼承關系

    (3)項目管理功能的二次開發和擴展

    PDM的項目管理功能十分有限，對于任務流的控制僅僅局限于對人工任務調度結果的管理，而不是任務調度過程，沒有實現對任務流在本質上的過程控制。為此，對項目管理功能進行了完全的二次開發，開發重點和關鍵在于工作流和任務流的相互協調控制和處理、相關的信息交互和協作、任務的流程階段狀態控制等。所開發的項目管理和流程管理模型如圖5所示。

圖5 項目管理和流程管理模塊

    (4)協同設計平臺原有菜單的重新定義及整合、新菜單項的定義和添加定義項目管理、產品/裝配體/零件對象以及各文檔的創建/查詢/更新/拷貝/編輯/視圖等相應功能的Option、Option List、Menu、Menu List等菜單項，并與原系統菜單項重新定義和整合，使之簡捷易用、符合機械產品協同設計平臺的功能要求。平臺的主要功能和菜單結構如圖6所示。

圖6 復雜產品協同設計平臺的主要功能和菜單結構

3 結束語

    協同設計平臺為復雜產品協同設計提供了一個基于網絡的異地協作T作環境，是實現協同設計的前提基礎和關鍵支持技術。通過分析復雜機械產品協同設計平臺的特征與功能，提出了由系統支撐層、核心功能層、運行環境層和用戶界面層構成的平臺四層體系結構。開發了以某PDM軟件為基礎支撐環境的機械產品協同設計平臺，實現了系統管理、應用軟件集成、數據管理、產品/模型結構管理、過程管理與控制等功能。

核心關注：拓步ERP系統平臺是覆蓋了眾多的業務領域、行業應用，蘊涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業務管理理念，功能涉及供應鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業務領域的管理，全面涵蓋了企業關注ERP管理系統的核心領域，是眾多中小企業信息化建設首選的ERP管理軟件信賴品牌。

轉載請注明出處：拓步ERP資訊網http://www.guhuozai8.cn/

本文標題：復雜產品協同設計平臺的開發與應用

本文網址：http://www.guhuozai8.cn/html/solutions/14019312841.html