远程机械设计进展概述.docx

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远程机械设计进展概述

远程机械设计进展概述

摘要：

关于一个机械设计人员来讲，在产品设计进程中常常会碰到一些机构设计分析、机械强度分析等问题，需要不断地查找设计手册并进行校核计算，如能将机械设计手册成立成Web数据库，放在Internet上的话，当设计人员在产品设计进程中碰到问题时，就能够够将已知参数提交给效劳器，效劳器通过度析计算和数据库查询，将结果返回给用户。

如此，不仅能够方便设计人员，提高设计效率，使他们能有更多时刻去开发新产品和研究新问题，而且还能够大大地节约产品开发的本钱。

本文对基于Web的远程机械设计技术普遍分析了现今远程机械设计的进展现状。

关键词：

远程机械设计计算模式

一、机械设计进展概述

传统设计方式是体会、类比式的设计方式。

要紧采纳封锁的收敛设计思维，进行体会类比设计。

在计算方面只进行静态分析，并将载荷、应力进行集中处置，关于计算数据的误差采纳增加平安系数的做法。

传统设计方式以手工设计为主，利用简单的工具，进行人工计算画图。

另外，传统设计是一种串行设计，即一个零件从设计到生产是一个时期的工作完成以后才进行下一个时期的工作。

如：

第一进行初期的计划设计，接着进入整体方案设计，然后由结构设计人员设计出零件的结构，以后完成工艺文件的编制，最后将图纸及工艺规程交给生产工人，加工出零件的原型。

如需改良的话再返回零件的改良信息。

如此，一种产品从设计到正式投产往往要花很多时刻，因此开发周期长，而且串行设计进程中，各个环节之间缺乏信息沟通，常致使设计人员之间的合作不和谐。

自二战终止以来，世界各发达国家慢慢重视设计理论和设计方式的研究，前后产生了许多新概念、新思想、新理论和新技术。

从设计方式来看，国内外前后提出了并行设计、虚拟设计、协同设计，相似性设计、智能设计等新概念；从设计准那么来看，显现了优化设计、靠得住性设计、有限元等概念，从设计的手腕来看，显现了运算机辅助设计，不仅普及了二维设计CAD软件，而且功能全面的三维造型软件也进入了有历时期。

最近几年来，运算机网络技术、Web技术和数据库技术的显现和飞速进展，给现代机械设计注入了新的生机和活力，机械设计慢慢向数字化、网络化方向进展。

基于Web的远程设计正是在这种条件下产生的。

它的显现，使得各制造企业能够充分利用Internet和Web的国际互联性和资源共享性，组建企业间的动态联盟或虚拟设计小组，通过组合分散在各个地域企业的技术优势，发挥各个企业的局部特长，同时不同专业的技术人员能够不受地域的限制，在一个统一且易于访问的平台下进行异地的合作与设计，实现信息的交流和共享，进而快速开发出所需产品，提高产品设计的一次成功率。

作为现代设计的一个重要组成部份，远程机械设计是一个综合了多学科、多技术的研究领域，涉及到机械工程及运算机技术等诸多知识领域。

从机械设计的角度来讲，要紧研究设计进程的建模、设计优化理论等。

从运算机技术方面来讲，应研究如何对现有的设计资源进行组织和发布，使得这些资源能方便异地的设计人员进行查询和挪用。

这些资源包括各类专业化的计算、分析程序，供设计利用的数据库和知识库等，因此要研究网络环境下设计资源的获取与挪用，设计进程中设计人员之间信息的交流和反馈等，为远程设计中散布式资源的获取和挪用提供基础和借鉴。

二、国内外远程机械设计进展

远程设计的概念和意义

远程设计即让设计人员通过客户端阅读器输入设计参数，效劳器自动进行计算和选择，并依照确信的参数返回产品的规格或设计图形。

远程设计技术是现代运算机技术、网络技术和机械设计技术在工程设计上的应用，它缩短了产品的设计周期和节省了设计本钱，真正意义上地释放了工程技术人员。

与传统的机械设计相较，远程设计具有以下优势：

1、缩短产品的开发周期。

2、幸免重复开发。

目前企业或个人进行的机械产品设计，大部份是自己依照需要来开发设计软件，而不考虑是不是有同类软件在市场中存在或将自己的研究成果在许诺的情形下租赁或免费为他人利用等。

这就形成了重复开发，浪费了大量的人力和物力。

3、降低了企业资金和人员的投入。

专门是最近几年来三层B/S网络计算模式的显现，极大地降低了客户端软硬件的配置要求。

远程设计能够为用户成立一个统一的设计平台，所有的设计都在高性能的效劳器上运行，客户端只需完成设计任务的输入和设计中某些参数的选择和结果显示即可。

4、由于远程设计一样都有提供给用户进行交流和讨论的平台，这就不仅增强了各领域专家之间信息的共享和互换，而且大大提高了一次产品设计的成功率。

远程设计的国内外研究现状

在国外，有关远程协同设计的研究和应用起步较早，要紧有：

（1）早在上世纪80年代中期，麻省理工学院学者就从事了这方面的研究，并第一次提出T运算机支持的协同工作的概念。

（2）20世纪90年代中期，美国伯克利加州大学的集成制造实验室在美国国家科学基金、美国国防先进制造打算代理福特汽车公司的资助下开展了一个名为Cybercut的研究项目，成立了世界上第一个基于WWW的设计和制造系统。

（3）英国成立的EdinburghEngineeringVirtualLibrary网站，提供工程设计、制造需要的各类信息，在英国成立了基于Web的虚拟制造中心，为企业设计、分析、制造等提供效劳，提高了企业专门是中小企业的市场竞争能力。

（4）美国Microsoft公司和UnigraphicsSolutions公司联合研究面向产品全生命周期的基于知识的协同设计支持网络环境“DesignKnowledgeNetwork"，减少了实际时刻，降低了设计本钱，在快速获取全世界设计知识的基础上，进行产品创新设计。

（5）英国Liverpool等大学研究并应用人工智能和Internet提供转动轴承的网络化设计效劳。

在国内，有关这方面的研究要紧集中在高等院校和科研院所，其中要紧有：

（1）以西安交通大学润滑理论与轴承研究所为主、国内多家企业和研究机构一起参与成立了国内第一个支持产品协同设计的网站-现代产品设计与研究开发网络（），旨在推动现代设计，要紧提供设计知识的获取，参加的单位还有清华大学、华中理工大学、机械科学研究院、上海交通大学、重庆大学等国内许多闻名的高校和科研院所。

（2）清华大学周密仪器及机械系摩擦学国家重点实验室开发出了基于Web的异地合作设计系统Cdesign，该系统采纳了Client/Serveer构架，客户与效劳器之间通过VAW来完成。

（3）上海先进制造工程技术研究中心和上海飞机制造公司开发了一个基于Intemet/web的异地设计与制造系统，利用其进行跨企业、跨地域的协同产品设计与制造。

另外，国内也有一些相关的网站，如：

中国机械网（）、材料与制造综合信息效劳平台等，它们提供机械设计技术数据、制造工艺技术数据等，并把机械设计技术、制造工艺技术、远程设计技术、产品数据库、运算机辅助设计都实现了网络化。

在其中的机械设计技术模块中，用户只须选取自己要利用的设计模块，输入适当的参数就可自动设计出自己所需的零部件；在远程分析模块中，实现了经常使用机构的参数化仿真与分析。

可是远程设计由于方才起步，像其它新兴技术一样还不够完善。

随着CAD技术、运算机网络技术、数据库技术及人工智能技术的不断进展，远程设计的内容必将愈来愈丰硕，功能愈来愈壮大，所提供的效劳也将愈来愈完善。

三、远程设计系统的技术研究

系统的整体结构模式的确信是系统在初步设计时期要完成的一项重要任务。

系统的整体结构模式是系统的基础，只有确信了系统的结构模式以后才能进行下一步的设计和开发。

而应用软件的架构是成立在计算模式基础之上的，因此，有必要先对网络计算模式进行分析。

在运算机网络技术的进展进程中，前后显现了以大型机为中心的计算模式、以效劳器为中心的计算模式、客户机/效劳器（Client/Server）计算模式，和随着Web技术的成熟而进展起来的阅读器/效劳器（Browse/Server）计算模式。

（1）通过对两种计算模式的研究和分析，B/S模式较US模式，具有以下优势:

1、界面风格统一、可移植

US模式的客户端往往采纳不同的开发工具开发，因此界面不统一，一样来讲也互不兼容，难以移植到其它的平台上运行，而B/S模式的客户端利用统一的Web阅读器，全然就不存在移植性的问题，而且利用超级简单。

2、跨平台性

B/S模式的系统较US模式的系统有更好的跨平台性，客户端可位于任意的软、硬件平台，因此跨平台的问题取得解决。

3、易于治理和保护。

C/S模式的系统针对不同的客户端需要开发不同的应用程序，完成的工作量较大。

一旦系统要进行修改或升级，那么要修改所有客户端上的应用程序，工作重复，治理和保护本钱较高。

反观B/S模式，由于应用软件集中在效劳器端的开发和治理，因此应用系统进行升级时，只需更新效劳器端的软件即可，无需客户端的参与，因此大大减少了系统保护与升级的本钱与工作量。

（2）远程设计系统的支撑技术

基于Web的远程设计是一项涉及多学科多功能的综合活动，其中包括现代机械设计技术、Web技术、数据库技术等。

1、机械科学技术

机械科学的理论与知识是进行远程设计的前提。

没有这些理论知识作根基，远程设计无从谈起。

2、运算机网络技术

远程设计是以运算机网络为基础的，运算机网络是远程设计系统的运行平台。

所有的设计进程中的信息都要通过网络来传递，网络基础的好坏直接阻碍到远程设计系统的质量，是实现远程设计的关键技术之一。

3、标准化技术

远程设计的进程中离不开信息的交流，交流的前提就要有一个统一的交流规那么，即标准化工作。

4、数据库、知识库技术

基于Web的远程设计进程中需要用到数据库中的许多信息，如设计进程顶用到的参数、图表数据等。

这些信息的存储和治理均要数据库作为支持。

数据库技术是远程设计系统的核心技术。

同时，知识库能够实现知识复杂问题的求解评判和建议，可有效地进行智能推理来进行优化设计。

5、运算机编程技术

运算机编程为远程设计系统提供一系列的应用效劳和平台建设。

主若是程序设计语言和存取数据库，如、C#等编程语言和关系数据库的标准语言—结构化查询语言SQL等。

6、多媒体技术和图形阅读技术

多媒体技术和图形阅读技术为在线交流、图形阅读提供辅助工具。

参考文献：

１　高福友．Web数据库交互式动态访问技术分析与比较.电脑开发与应用．2005

２　王君．基于WEB的变速箱零件标准化及图档信息综合治理系统的研究与开发．浙江大学硕士论文．2002．12：

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