協(xié)同設計系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)的研究與實現(xiàn).pdf

1、計算機技術(shù)的快速發(fā)展將人類社會帶入了信息化時代,隨著計算機網(wǎng)絡技術(shù)和通信技術(shù)的相互融合,出現(xiàn)了以這兩項技術(shù)為基礎(chǔ)的一個全新的領(lǐng)域--計算機支持的協(xié)同工作(Computer Supported COoperative Work),簡稱CSCW.隨著這一理論的不斷發(fā)展與成熟,其應用愈加廣泛,協(xié)同設計(CSCD)逐漸成為產(chǎn)品設計業(yè)界競相追逐的技術(shù),高性能的協(xié)同設計系統(tǒng)的開發(fā)成為復雜產(chǎn)品設計企業(yè)提高自己競爭能力的重要手段,企業(yè)所采用的協(xié)同設計系

2、統(tǒng)的性能、效率直接決定了企業(yè)能否在現(xiàn)今的競爭環(huán)境下生存、取勝.因此,有關(guān)協(xié)同設計及其各種關(guān)鍵技術(shù)的研究已經(jīng)成為國內(nèi)外專家學者研究的熱點. 現(xiàn)今協(xié)同設計系統(tǒng)所面向的復雜產(chǎn)品設計的概念設計和詳細設計過程,將涉及到不同的專業(yè)知識,因此設計過程往往由具備不同領(lǐng)域知識的多個小組共同完成,協(xié)同設計中的各個小組是相對獨立和相互依賴的關(guān)系,每個小組都有自己獨立的知識結(jié)構(gòu),問題求解思路和策略,但是各個小組具有一個共同的設計目標、共同的設計實體.設計人員設

3、計思想同設計細節(jié)上的交流就成為必需,正是這些關(guān)系導致了在產(chǎn)品開發(fā)過程中,沖突是不可避免的,從某種意義上講協(xié)同設計的過程是一個沖突的產(chǎn)生,檢測和消解的過程.因此,針對協(xié)同設計過程中并發(fā)操作的沖突消解問題是協(xié)同設計系統(tǒng)的關(guān)鍵問題;協(xié)同設計中的實時通信性能是衡量該協(xié)同設計系統(tǒng)性能的重要指標,實時通信系統(tǒng)所提供的網(wǎng)絡環(huán)境能否及時的將各設計終端的設計操作反映在服務器和其他的設計端直接決定了該協(xié)同系統(tǒng)協(xié)同性能的高低.隨著設計層面的不斷提高,設計本身

4、的要求愈加嚴格,協(xié)同設計對象由二維圖形平面設計轉(zhuǎn)向為三維空間實體的設計,描述實體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)日趨復雜,早期的簡單數(shù)據(jù)已經(jīng)不能夠完善的描述當前設計的3D圖形實體對象.數(shù)據(jù)的復雜,相應的增大了網(wǎng)絡負載,對網(wǎng)絡環(huán)境和實時通信系統(tǒng)的同步協(xié)同性能要求不斷提高.在同等的網(wǎng)絡環(huán)境下采用什么樣的協(xié)同通信機制才能保證設計系統(tǒng)的協(xié)同性,成為三維協(xié)同設計系統(tǒng)實時通信部分所要解決的首要問題之一. 協(xié)同設計系統(tǒng)性能的高低直接表現(xiàn)為三個重要指標:并發(fā)性、響應

5、性、一致性<'[3]>.本文中所作的有關(guān)協(xié)同設計兩大關(guān)鍵問題(協(xié)同設計系統(tǒng)沖突消解機制、協(xié)同設計系統(tǒng)的實時通信系統(tǒng))的研究,正是以提高或最優(yōu)化系統(tǒng)的這三個指標為目的.沖突消解問題往往是一個協(xié)同系統(tǒng)地瓶頸問題.協(xié)同設計系統(tǒng)所采用的并發(fā)操作控制機制,能否很好的解決系統(tǒng)的沖突,將會直接決定該系統(tǒng)的協(xié)同性能的好壞.合理的沖突消解機制的應用,能夠保證系統(tǒng)的并發(fā)性.完善的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)提供良好的網(wǎng)絡環(huán)境,以及高效低耗的通信機制的應用能夠保證協(xié)同系統(tǒng)的

6、響應性和一致性.本文在對現(xiàn)有的協(xié)同設計系統(tǒng)地實現(xiàn)框架研究和學習的基礎(chǔ)上,提出了一種協(xié)同設計系統(tǒng)實現(xiàn)上的"三層雙接口"框架;針對協(xié)同設計中并發(fā)操作沖突消解的研究和現(xiàn)有的沖突消解機制的學習比較,提出一種對用戶狀態(tài)和設計操作的分類,并基于這種分類給出了一種面向?qū)ο蠓椒ǖ臎_突檢測和消解機制,從而改善、提高系統(tǒng)的并發(fā)性;通過對協(xié)同設計系統(tǒng)的網(wǎng)絡環(huán)境的學習,和對現(xiàn)有的實時通信機制的研究,給出一種基于消息驅(qū)動的實時通信機制,實現(xiàn)系統(tǒng)的操作協(xié)同;最后,