摘要：针对中小型制鞋企业特点，提出一种在线鞋样协作设计平台的设计方法，描述了系统框架结构，介绍了主要功能模块构成与实现方法，探讨了系统安全措施、冲突消解策略和实现方法，为中小型制鞋企业构建在线设计协作平台提供了可行途径。
关键词：中小型制鞋企业；在线协作；冲突消除；鞋样设计
1007-9599 （2012） 15-0000-02
1引言
中小型制鞋企业，财力、技术有限，产品研发和创新能力比较薄弱，产业链上多企业组成动态联盟，采用协作设计方式开发新产品可降低产品设计成本，缩短产品研发周期，提高产品竞争力。在线协作设计是指多个企业组成一个协同工作群体，利用网络互联技术与分布计算技术，通过对复杂结构产品设计过程的重组、 建模 和优化，借助现代PDM、CAD、CAM、CAPP等设计工具与技术，共同完成一项鞋样设计的设计模式。文中根据中小型制鞋企业的特点，结合协同学理论，提出一种面向中小型制鞋企业在线协作设计平台的设计方法，描述系统框架和主要功能模块设计、实现，为实际线设计协作平台的搭建提供参考。
2系统框架
图1是面向中小型制鞋企业在线协作设计平台系统构架，由在线服务器与各企业的用户设计端构成。在线协作服务器提供工程数据服务与Web会议功能，收到用户设计端请求后，先进行访问权限验证，再进行并发控制与冲突检测，若全部通过审查，才与用户设计端进行数据交换，授权响应的操作请求；用户设计端安装鞋样设计CAD软件，获取鞋样数据，对授权的特征数据进行设计、修改，并以事务为单位将更改后的特征数据传回在线协作服务器；在鞋样设计过程中，不同企业的用户设计端可通过Web会议进行在线讨论、协作，使最终设计结果符合各方意愿。
图2是系统主要功能模块构成，包括用户管理、 项目管理、 数据交换、冲突检测、并发控制 模型预览、Web会议等，项目管理模块又包括项目分解与规划、资源管理与调度、设计过程监控与任务分派等子模块。
3主要功能模块
系统主要功能模块包括用户管理、项目管理、数据交换、Web会议、冲突消解等四个模块。
3.1用户管理
鞋类设计生产各个阶段涉及到产品概念开发人员、鞋样设计人员、工艺设计人员、质量保证人员、生产制造人员等，都需要操作、访问在线协作设计平台。为便于管理，将所有成员注册到在线协作设计平台，系统存放各成员的职务、职能、等信息，参与研发的设计人员实施基于角色的分级权限管理，根据用户角色分配分配系统操作与数据特征访问权限。
3.2项目管理
在线协同设计平台中的项目管理是指在确定的时间范围内，协作虚拟企业为了完成一个既定目标，通过有效的计划、组织、管理与控制，合理利用人员、设备等有限的资源与数据，完成鞋样、鞋底等产品的设计，主要包括以下五个子模块[3]：
（1）项目分解和规划子模块将项目分解为若干子任务，摘自：写毕业论文经典网站www.808so.com
标识项目关键任务，计算出关键路径。
（2）资源管理与调度进行资源管理、合理调度，达到优化平衡，管理项目生命周期内特征数据、文档资料。
（3）项目控制子模块控制项目的启动、停止、暂停和恢复，监控项目进展、费用的使用等情况。
（4）设计过程监控子模块描述产品协同设计过程中的主要活动和相关要素，采用协同工作关联图（Multi-Context Map，MCM）和活动状态连接图（Collaborative Linkage Map，CLM）进行协作设计过程建模，描述活动进行的内部过程，优化设计过程管理。
（5）任务分配子模块将根据协作企业分工与用户职能角色，将项目设计任务分派给最合适的用户来完成。
3.3数据交换
在线协作设计平台工作在地理上分散的设计与制造环境中，各协作企业根据自身需求在产品研发不同阶段可能采用不同类型的计算机辅助设计软件，如Pro/E、CAPP、Autocad、ShoeMaster、Rhinoceros等，其输入输出数据在格式上存在很大差异，给企业间数据交换与共享带来不便。为消除这种差异，本文采用STEP（产品模型数据交换标准）与XML相结合的方法[4]实现数据交换与转化。图3描述了结合STEP与XML的企业间的数据交换丰富，企业A将自己的STEP格式数据转换为XML数据分组，传输到在线协作服务器，转发给企业B，企业B在接收到XML数据分组后，再转换成适合其设计软件要求的STEP格式数据。
3.4Web会议
鞋样在线协作设计要求系统设计人员之间必须保持良好的沟通与交流，进行设计意图沟通与设计方案讨论，本文通过Web会议模块通过网上视频、语音、文字短讯和电子白板等，实现实时在线交流与沟通功能。
3.5冲突消解
由于设计人员知识背景的差异，对产品设计的观察角度、评价标准各不相同，设计对象及其特征之间存在着复杂的相互依赖关系，在鞋样设计过程中必然会产生大量的冲突[5]，必须消解冲突才能设计成各协作企业一致认同的产品。从产生的原因来分，冲突可归结为资源冲突（多个设计者争夺同一资源）、目标冲突（一方设计者实现了目标而另一方却因此无法实现目标）、结果冲突（针对同一问题各不同协作企业可能做出不同的结论），避免不一致的最简单的方法即是避免同时操作某一个数据。
研究表明，可以针对冲突类型采用相应解决办法来协调这些冲突。串行化与加锁等传统冲突消解方法对系统并发性带来较大影响，本文采用基于集成的协同设计冲突消解模型，该模型从全生命周期的角度管理冲突，首先进行冲突检测，利用约束网络和冲突反馈技术识别冲突的存在与类型，接着进行冲突归档，根据冲突的关联关系确定冲突消解的优先次序，然后采用操作回溯、约束松弛、知识推理、交互仲裁等方法对再对不同的冲突进行协调与消解[6]，如图4所示。
4系统实现
为增强系统可扩展性，降低系统开发难度，系统采用目前先进的Ja+Struts+Hibernate+Spring+MySQL的构架模式，将业务逻辑、数据管理、表达显示进行分离，实现系统跨平台特性，图5是鞋样在线协作设计平台原型界面。
5结束语
协同设计是目前工业设计领域的研究热点，本文结合协同设计理论和中企业特点，提出一种面向中小型制鞋企业在线协作设计平台。可以看出，基于Ja Structs构件实现鞋样设计的项目管理、CAD设计、用户管理、数据交换等功能，配以冲突消解策略，在应用、管理、数据处理三个层面上构建不同的功能模块，是中小企业制鞋企业实现协作设计平台的一种可行方法。
参考文献：
芮延年，刘文杰，郭旭红.协同设计[M].北京：机械工业出版社，2003：1-13
张月雷，严新平，袁成清，李志雄.基于协同理论的机械系统可监测性综合优化设计方法[C].2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议
[3]郑波，高琦，姜兆亮，孙家坤.基于协同设计的虚拟项目管理系统[J].工具技术，2005，39，7
[4]孙军，李丽，王军，王宛山.XML在基于STEP-NC网络化制造中的应用[J].东北大学学报（自然科学版），2007，28（5）：712-716
[5]王震，袁兆山.基于本体的数据集成冲突消解[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2010，33（3）：358-361
[6]周思杭，刘振宇，谭建荣.基于智能理解的异地协同虚拟装配冲突消解[J].计算机集成制造系统，2012，18（4）：738-746
[基金项目]广东省科技计划重点项目（编号：2009B010900011）
[作者简介]邓咏强（1970.2-），职位：工程师，学历：本科。
关于在线一种面向中小型制鞋企业在线协作设计平台设计策略生
更新时间：2024-02-14
作者：用户投稿
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