机电一体化协同计平台研究.docVIP

机电一体化协同设计平台研究 摘 要 为了提高机电一体化产品设计中多学科多专业设计人员协同设计的效率，利用OAX软件，基于Web的项目组级PDM，UML技术，虚拟现实样机技术搭建机电一体化协同设计平台，来满足机电一体化多学科的高效协同设计。重点讨论了组成该协同设计平台的基于Web的项目组级PDM服务器和完成各种设计任务的工作站群，以及该平台的运作过程。该平台的试验性运行。结果表明，该机电一体化协同设计平台能够提高设计团队多学科多专业的设计人员协同设计效率，并且在设计过程中，设计人员进行创新性设计的比重有所增加。 关键词：机电一体化；协同设计；PDM系统；UML技术；虚拟样机；OAX软件 1 引 言 机电一体化又称机械电子工程，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化技术是机械技术、电子电工技术、计算机技术、自动控制技术、信息管理技术及其它一些相关技术的完美结合。机电一体化产品的设计则是由多个学科的设计人员围绕一个设计对象来完成各自负责部分的设计，这不仅要求各专业的设计人员能快速、有效、富有创新性的设计出自己负责的部分，同时还必须跨专业进行紧密的协作。 机电一体化协同设计就是以计算机网络、虚拟现实、多媒体以及群件等技术为基础，旨在克服地域和时间的障碍，组织机电领域多学科专家实现复杂产品的协同开发，以适应2l世纪“全球市场”与“全球制造”的需要。 本文利用现有的CAX软件(CAX是计算机辅助设计、计算机辅助工程、计算机辅助制造、计算机辅助工艺计划、产品数据管理的统称)，基于WEB的项目级PDM，切ⅥL技术，虚拟现实样机技术搭建机电一体化协同设计。 2 平 台 架 构 图l机电一体化协同设计平台架构 如图l所示为该机电一体化协同设计平台的架构，由一个基于WEB的项目级PDM服务器和若干完成不同设计任务的工作站群通过局域网的方式进行联网，并通过设计部门的网关和企业级网关分别连入Intranet(企业内部网)和Internet。各工作站群通过基于Web的项目组级PDM服务器进行设计数据交互，从而为协同设计打下基础。图1中的MCAD是指机械CAD软件如Pro／E、UG等，ECAD是指电气CAD软件，如电气版AutoCAD等，EDA是指电气设计自动化软件如Altium Designer、PADS等，CAE是指计算机辅助工程软件如ADAMS、ANSYS、 Matlab等。 3 基于Web的项目组级PDM PDM是Product Data Management(产品数据管理)的缩写，是指某一类软件的总称。PDM是一种帮助工程师和其他人员管理产品数据和产品研发过程的工具。PDM系统确保跟踪那些设计、制造所需的大量数据和信息，并由此支持和维护产品。PDM软件可以用来对文字档案、图形档案以及数据库记录进行系统的规划和管理，这些具体的工作包括：产品形态管理、零组件定义以及其它设计信息、规格、CAD文件、几何模型、图像文件(扫描文件，照片等)、工程分析模型与分析结果、制造程序规划、NC程序档案、产品的软件元件、有关文件、标注以及关联性的电子形式的信息、声音与影像、纸张形式的文件或是微缩片(索引目录控制)、项目规划等。总而言之，PDM是依托IT技术实现企业最优化管理的有效方法，是科学的管理框架与企业现实问题相结合的产物，是计算机技术与企业文化相结合的一种产品。PDM系统由于其功能性、系统独立性、规模性、开放性等区别而大致分为两类。一种是面向设计团队(项目组)，针对具体开发项目，运行在局域网络环境中的PDM，称其“项目组级PDM”。另一种PDM产品是高层次的“企业级PDM”系统。它可按用户需求以任意规模组成多硬件平台、多网络环境、多数据库、多层分布式Server、多种应用软件一起集成的跨企业、跨地区的超大型PDM系统，为企业提供基于并行工程思想的完整解决方案。在这里，我们用到的是项目组级PDM。 传统的PDM主要面向企业内部的基于C／S(Client／Server即客户／服务器)体系结构的数据管理，在企业间的信息协同交流、用户友好性、维护复杂性等方面都存在不足，而基于B／S(Browsert／Server即浏览器／服务器)体系结构则是利用不断成熟的WWW浏览器技术，结合浏览器的多种脚本语言，不但解决了系统安装、修改和维护的方便性，而且提供了异种机、异种网、异种应用服务的联机、联网、统一服务等。所以，基于Web的项目组级PDM把大量的处理放在了服务器，减轻了客户机的负荷，客户机只要有浏览器便可以和该PDM进行交互，带来的好处便是维护和升级方便，成本低，选择更多，更适合机电领域多学科设计人员交互的需要，如一个设计团队有的设计在Windows环境下进行，同时存在L