一種面向中小型制鞋企業(yè)在線(xiàn)協(xié)作設(shè)計(jì)平臺(tái)的設(shè)計(jì)方法

摘要：針對(duì)中小型制鞋企業(yè)特點(diǎn)，提出一種在線(xiàn)鞋樣協(xié)作設(shè)計(jì)平臺(tái)的設(shè)計(jì)方法，描述了系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)，介紹了主要功能模塊構(gòu)成與實(shí)現(xiàn)方法，探討了系統(tǒng)安全措施、沖突消解策略和實(shí)現(xiàn)方法，為中小型制鞋企業(yè)構(gòu)建在線(xiàn)設(shè)計(jì)協(xié)作平臺(tái)提供了可行途徑。

關(guān)鍵詞：中小型制鞋企業(yè)；在線(xiàn)協(xié)作；沖突消除；鞋樣設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393-101 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 15-0000-02

1 引言

中小型制鞋企業(yè)，財(cái)力、技術(shù)有限，產(chǎn)品研發(fā)和創(chuàng)新能力比較薄弱，產(chǎn)業(yè)鏈上多企業(yè)組成動(dòng)態(tài)聯(lián)盟，采用協(xié)作設(shè)計(jì)方式開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品可降低產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。在線(xiàn)協(xié)作設(shè)計(jì)是指多個(gè)企業(yè)組成一個(gè)協(xié)同工作群體，利用網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)與分布計(jì)算技術(shù)，通過(guò)對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程的重組、 建模 和優(yōu)化，借助現(xiàn)代PDM、CAD、CAM、CAPP等設(shè)計(jì)工具與技術(shù)，共同完成一項(xiàng)鞋樣設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)模式[1]。文中根據(jù)中小型制鞋企業(yè)的特點(diǎn)，結(jié)合協(xié)同學(xué)理論[2]，提出一種面向中小型制鞋企業(yè)在線(xiàn)協(xié)作設(shè)計(jì)平臺(tái)的設(shè)計(jì)方法，描述系統(tǒng)框架和主要功能模塊設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)，為實(shí)際線(xiàn)設(shè)計(jì)協(xié)作平臺(tái)的搭建提供參考。

2 系統(tǒng)框架

圖1是面向中小型制鞋企業(yè)在線(xiàn)協(xié)作設(shè)計(jì)平臺(tái)系統(tǒng)構(gòu)架，由在線(xiàn)服務(wù)器與各企業(yè)的用戶(hù)設(shè)計(jì)端構(gòu)成。在線(xiàn)協(xié)作服務(wù)器提供工程數(shù)據(jù)服務(wù)與Web會(huì)議功能，收到用戶(hù)設(shè)計(jì)端請(qǐng)求后，先進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限驗(yàn)證，再進(jìn)行并發(fā)控制與沖突檢測(cè)，若全部通過(guò)審查，才與用戶(hù)設(shè)計(jì)端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，授權(quán)響應(yīng)的操作請(qǐng)求；用戶(hù)設(shè)計(jì)端安裝鞋樣設(shè)計(jì)CAD軟件，獲取鞋樣數(shù)據(jù)，對(duì)授權(quán)的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、修改，并以事務(wù)為單位將更改后的特征數(shù)據(jù)傳回在線(xiàn)協(xié)作服務(wù)器；在鞋樣設(shè)計(jì)過(guò)程中，不同企業(yè)的用戶(hù)設(shè)計(jì)端可通過(guò)Web會(huì)議進(jìn)行在線(xiàn)討論、協(xié)作，使最終設(shè)計(jì)結(jié)果符合各方意愿。

圖2是系統(tǒng)主要功能模塊構(gòu)成，包括用戶(hù)管理、 項(xiàng)目管理、 數(shù)據(jù)交換、沖突檢測(cè)、并發(fā)控制 模型預(yù)覽、Web會(huì)議等，項(xiàng)目管理模塊又包括項(xiàng)目分解與規(guī)劃、資源管理與調(diào)度、設(shè)計(jì)過(guò)程監(jiān)控與任務(wù)分派等子模塊。

3 主要功能模塊

系統(tǒng)主要功能模塊包括用戶(hù)管理、項(xiàng)目管理、數(shù)據(jù)交換、Web會(huì)議、沖突消解等四個(gè)模塊。

3.1 用戶(hù)管理

鞋類(lèi)設(shè)計(jì)生產(chǎn)各個(gè)階段涉及到產(chǎn)品概念開(kāi)發(fā)人員、鞋樣設(shè)計(jì)人員、工藝設(shè)計(jì)人員、質(zhì)量保證人員、生產(chǎn)制造人員等，都需要操作、訪(fǎng)問(wèn)在線(xiàn)協(xié)作設(shè)計(jì)平臺(tái)。為便于管理，將所有成員注冊(cè)到在線(xiàn)協(xié)作設(shè)計(jì)平臺(tái)，系統(tǒng)存放各成員的職務(wù)、職能、聯(lián)系方式等信息，參與研發(fā)的設(shè)計(jì)人員實(shí)施基于角色的分級(jí)權(quán)限管理，根據(jù)用戶(hù)角色分配分配系統(tǒng)操作與數(shù)據(jù)特征訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限。

3.2 項(xiàng)目管理

在線(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)中的項(xiàng)目管理是指在確定的時(shí)間范圍內(nèi)，協(xié)作虛擬企業(yè)為了完成一個(gè)既定目標(biāo)，通過(guò)有效的計(jì)劃、組織、管理與控制，合理利用人員、設(shè)備等有限的資源與數(shù)據(jù)，完成鞋樣、鞋底等產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，主要包括以下五個(gè)子模塊[3]：

（1）項(xiàng)目分解和規(guī)劃子模塊將項(xiàng)目分解為若干子任務(wù)，標(biāo)識(shí)項(xiàng)目關(guān)鍵任務(wù)，計(jì)算出關(guān)鍵路徑。

（2）資源管理與調(diào)度進(jìn)行資源管理、合理調(diào)度，達(dá)到優(yōu)化平衡，管理項(xiàng)目生命周期內(nèi)特征數(shù)據(jù)、文檔資料。

（3）項(xiàng)目控制子模塊控制項(xiàng)目的啟動(dòng)、停止、暫停和恢復(fù)，監(jiān)控項(xiàng)目進(jìn)展、費(fèi)用的使用等情況。

（4）設(shè)計(jì)過(guò)程監(jiān)控子模塊描述產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)過(guò)程中的主要活動(dòng)和相關(guān)要素，采用協(xié)同工作關(guān)聯(lián)圖（Multi-Context Map，MCM）和活動(dòng)狀態(tài)連接圖（Collaborative Linkage Map，CLM）進(jìn)行協(xié)作設(shè)計(jì)過(guò)程建模，描述活動(dòng)進(jìn)行的內(nèi)部過(guò)程，優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程管理。

（5）任務(wù)分配子模塊將根據(jù)協(xié)作企業(yè)分工與用戶(hù)職能角色，將項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)分派給最合適的用戶(hù)來(lái)完成。

3.3 數(shù)據(jù)交換

在線(xiàn)協(xié)作設(shè)計(jì)平臺(tái)工作在地理上分散的設(shè)計(jì)與制造環(huán)境中，各協(xié)作企業(yè)根據(jù)自身需求在產(chǎn)品研發(fā)不同階段可能采用不同類(lèi)型的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，如Pro/E、CAPP、Autocad、ShoeMaster、Rhinoceros等，其輸入輸出數(shù)據(jù)在格式上存在很大差異，給企業(yè)間數(shù)據(jù)交換與共享帶來(lái)不便。為消除這種差異，本文采用STEP（產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)）與XML相結(jié)合的方法[4]實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換與轉(zhuǎn)化。圖3描述了結(jié)合STEP與XML的企業(yè)間的數(shù)據(jù)交換豐富，企業(yè)A將自己的STEP格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為XML數(shù)據(jù)分組，傳輸?shù)皆诰€(xiàn)協(xié)作服務(wù)器，轉(zhuǎn)發(fā)給企業(yè)B，企業(yè)B在接收到XML數(shù)據(jù)分組后，再轉(zhuǎn)換成適合其設(shè)計(jì)軟件要求的STEP格式數(shù)據(jù)。

3.4 Web會(huì)議

鞋樣在線(xiàn)協(xié)作設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員之間必須保持良好的溝通與交流，進(jìn)行設(shè)計(jì)意圖溝通與設(shè)計(jì)方案討論，本文通過(guò)Web會(huì)議模塊通過(guò)網(wǎng)上視頻、語(yǔ)音、文字短訊和電子白板等，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線(xiàn)交流與溝通功能。

3.5 沖突消解

由于設(shè)計(jì)人員知識(shí)背景的差異，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的觀(guān)察角度、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)各不相同，設(shè)計(jì)對(duì)象及其特征之間存在著復(fù)雜的相互依賴(lài)關(guān)系，在鞋樣設(shè)計(jì)過(guò)程中必然會(huì)產(chǎn)生大量的沖突[5]，必須消解沖突才能設(shè)計(jì)成各協(xié)作企業(yè)一致認(rèn)同的產(chǎn)品。從產(chǎn)生的原因來(lái)分，沖突可歸結(jié)為資源沖突（多個(gè)設(shè)計(jì)者爭(zhēng)奪同一資源）、目標(biāo)沖突（一方設(shè)計(jì)者實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)而另一方卻因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)）、結(jié)果沖突（針對(duì)同一問(wèn)題各不同協(xié)作企業(yè)可能做出不同的結(jié)論），避免不一致的最簡(jiǎn)單的方法即是避免同時(shí)操作某一個(gè)數(shù)據(jù)。

研究表明，可以針對(duì)沖突類(lèi)型采用相應(yīng)解決辦法來(lái)協(xié)調(diào)這些沖突。串行化與加鎖等傳統(tǒng)沖突消解方法對(duì)系統(tǒng)并發(fā)性帶來(lái)較大影響，本文采用基于集成的協(xié)同設(shè)計(jì)沖突消解模型，該模型從全生命周期的角度管理沖突，首先進(jìn)行沖突檢測(cè)，利用約束網(wǎng)絡(luò)和沖突反饋技術(shù)識(shí)別沖突的存在與類(lèi)型，接著進(jìn)行沖突歸檔，根據(jù)沖突的關(guān)聯(lián)關(guān)系確定沖突消解的優(yōu)先次序，然后采用操作回溯、約束松弛、知識(shí)推理、交互仲裁等方法對(duì)再對(duì)不同的沖突進(jìn)行協(xié)調(diào)與消解[6]，如圖4所示。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

為增強(qiáng)系統(tǒng)可擴(kuò)展性，降低系統(tǒng)開(kāi)發(fā)難度，系統(tǒng)采用目前先進(jìn)的Java+Struts+Hibernate+Spring+MySQL的構(gòu)架模式，將業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)管理、表達(dá)顯示進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)跨平臺(tái)特性，圖5是鞋樣在線(xiàn)協(xié)作設(shè)計(jì)平臺(tái)原型界面。

5 結(jié)束語(yǔ)

協(xié)同設(shè)計(jì)是目前工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，本文結(jié)合協(xié)同設(shè)計(jì)理論和中企業(yè)特點(diǎn)，提出一種面向中小型制鞋企業(yè)在線(xiàn)協(xié)作設(shè)計(jì)平臺(tái)?？梢钥闯觯贘ava Structs構(gòu)件實(shí)現(xiàn)鞋樣設(shè)計(jì)的項(xiàng)目管理、CAD設(shè)計(jì)、用戶(hù)管理、數(shù)據(jù)交換等功能，配以沖突消解策略，在應(yīng)用、管理、數(shù)據(jù)處理三個(gè)層面上構(gòu)建不同的功能模塊，是中小企業(yè)制鞋企業(yè)實(shí)現(xiàn)協(xié)作設(shè)計(jì)平臺(tái)的一種可行方法。

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[基金項(xiàng)目]廣東省科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目（編號(hào)：2009B010900011）

[作者簡(jiǎn)介]鄧詠強(qiáng)（1970.2-），職位：工程師，學(xué)歷：本科。