機(jī)電一體化協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)研究

劉宏偉

摘 要：為了提升和加強(qiáng)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)不同專業(yè)和學(xué)科的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)時(shí)的效率，通過使用CAX軟件，在Web項(xiàng)目組級UML、PDM技術(shù)的前提下，模擬現(xiàn)實(shí)樣機(jī)的技術(shù)構(gòu)建一個(gè)集機(jī)電一體化協(xié)同進(jìn)行設(shè)計(jì)的平臺(tái)，能夠使機(jī)電一體化各種學(xué)科在協(xié)同設(shè)計(jì)時(shí)的高效性得到滿足。本文探討PDM服務(wù)器和不同的工作站群以及這個(gè)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)運(yùn)作流程，顯示其可提高多樣化專業(yè)和學(xué)科相關(guān)設(shè)計(jì)人員協(xié)同設(shè)計(jì)的效率，設(shè)計(jì)人員展開創(chuàng)新設(shè)計(jì)所占比例也明顯增加。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；協(xié)同設(shè)計(jì)；PDM

中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）10-0072-01

機(jī)電一體化實(shí)際上也被稱為機(jī)械電子工程，其技術(shù)完美融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、自控技術(shù)、信息管理技術(shù)和電子電工技術(shù)等相關(guān)技術(shù)。本文根據(jù)現(xiàn)存的CAX軟件，基于WEB項(xiàng)目級PDM技術(shù)，切VIL，模擬樣機(jī)技術(shù)建立起機(jī)電一體化協(xié)同設(shè)計(jì)。

1 平臺(tái)結(jié)構(gòu)

機(jī)電一體化協(xié)同設(shè)計(jì)的平臺(tái)結(jié)構(gòu)，主要是由以WEB項(xiàng)目級為前提的PDM服務(wù)器跟很多其他完成各自設(shè)計(jì)的工作站群根據(jù)局域網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)通過設(shè)計(jì)部門網(wǎng)關(guān)與企業(yè)級網(wǎng)關(guān)各自連接到企業(yè)內(nèi)網(wǎng)與Internet。所有的工作站群根據(jù)基于WEB項(xiàng)目組級PDM服務(wù)器來互相交換設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，為今后的協(xié)同設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。MCAD指的是機(jī)械CAD軟件，比如E、UG；ECAD指的是電氣CAD軟件，像電氣版AutoCAD；EDA指的是電氣設(shè)計(jì)自動(dòng)化的軟件，例如PADS等；而CAE指的是電腦輔助工程軟件，像ANSYS等[1]。

2 項(xiàng)目組級PDM

PDM全稱為Product Data Management，是特種某類軟件的總稱。PDM是協(xié)助工程師與相關(guān)人員對產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、對產(chǎn)品進(jìn)行研制開發(fā)的一種工具。PDM系統(tǒng)能夠做到對設(shè)計(jì)所需要的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行有效跟蹤，并以此來保護(hù)產(chǎn)品。PDM能夠?qū)D文檔和數(shù)據(jù)庫記錄進(jìn)行管理與規(guī)劃，它是憑借IT技術(shù)對企業(yè)進(jìn)行優(yōu)化管理最行之有效的一種方式，是企業(yè)現(xiàn)實(shí)問題跟科學(xué)化管理結(jié)構(gòu)相融合的一種產(chǎn)物，是企業(yè)文化跟網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合之下的一種產(chǎn)品。由于PDM系統(tǒng)具有規(guī)模性、開放性和功能性等區(qū)別比較大，所以通常我們將其劃分成兩類，其一面對的是設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，針對具體化的研發(fā)項(xiàng)目，在局域網(wǎng)中運(yùn)行PDM，我們也把這種稱為是項(xiàng)目組級PDM。其二就是企業(yè)級PDM，它是比較高層次的，可以根據(jù)用戶需要以任何種規(guī)模的形式構(gòu)成多網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、多數(shù)據(jù)庫、多硬件平臺(tái)等集成于一體的跨地區(qū)和企業(yè)的超型PDM，從而提供完整的解決方案，我們這里所用到的則是項(xiàng)目組級的PDM。

3 工作站群

在機(jī)電一體化協(xié)同設(shè)計(jì)的平臺(tái)當(dāng)中，囊括了很多個(gè)執(zhí)行各種任務(wù)的工作站群，這主要是根據(jù)設(shè)計(jì)人員專業(yè)水平進(jìn)行劃分并加入到設(shè)計(jì)管理當(dāng)中的工作站群。機(jī)械設(shè)計(jì)的工作站群主要是負(fù)責(zé)機(jī)械設(shè)計(jì)工作，包括獲取任務(wù)書、根據(jù)產(chǎn)品方案與設(shè)計(jì)程序?qū)ω?fù)責(zé)的部分機(jī)械加以設(shè)計(jì)核算、用MCAD來建模，用CAE軟件來分析和優(yōu)化模型，并修改，轉(zhuǎn)變成工程圖，向PDM提交?？刂扑惴ê驮O(shè)計(jì)軟件的工作站群其職責(zé)就是根據(jù)設(shè)計(jì)流程和產(chǎn)品的方案，把特定設(shè)備硬件原理作為中心參考，對其進(jìn)行軟件和控制算法的相關(guān)設(shè)計(jì)。控制算法可以通過使用CAE軟件進(jìn)行仿真分析，之后運(yùn)用特定軟件來研發(fā)工具，對于以設(shè)計(jì)好的控制功能和算法通過計(jì)算機(jī)語言的形式進(jìn)行調(diào)試，最后將其提高到PDM中。設(shè)計(jì)管理的工作站它可以作為單獨(dú)的工作站存在于協(xié)同設(shè)計(jì)里，同時(shí)我們也可以把它放到已完成設(shè)計(jì)任務(wù)的某個(gè)特定工作站中。設(shè)計(jì)管理的工作站主要是對設(shè)計(jì)進(jìn)行審查，控制設(shè)計(jì)進(jìn)度，充分協(xié)調(diào)發(fā)生在設(shè)計(jì)人員當(dāng)中的沖突[2]。

4 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)的運(yùn)作

開發(fā)新型機(jī)電一體化產(chǎn)品，首先要做的就是按照具體需求制作相應(yīng)的實(shí)行方案，由于一體化產(chǎn)品涉及到許許多多的專業(yè)和學(xué)科，所以要運(yùn)用一種在各學(xué)科和專業(yè)中都可以進(jìn)行溝通的語言對方案與流程進(jìn)行詳細(xì)描述，現(xiàn)在，運(yùn)用比較好的語言就是標(biāo)準(zhǔn)建模語言，簡稱為UML。它所采用的是比較成熟和完善的建模技術(shù)，用來通過圖形化描述機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程與實(shí)行方案，方便進(jìn)行協(xié)同和溝通。在制定開發(fā)流程時(shí)，為每名設(shè)計(jì)人員都制定一個(gè)任務(wù)書，之后把這些任務(wù)書放在PDM系統(tǒng)當(dāng)中，方便設(shè)計(jì)人員參考，把用UML建立產(chǎn)品實(shí)行的方案和設(shè)計(jì)流程這一環(huán)節(jié)當(dāng)做是產(chǎn)品的概念性設(shè)計(jì)，在所有設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，概念性設(shè)計(jì)時(shí)其中最為主要的一個(gè)環(huán)節(jié)，它對產(chǎn)品創(chuàng)新程度造成了直接化的一個(gè)影響。這一環(huán)節(jié)結(jié)束之后就是具體的設(shè)計(jì)和搭建環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)人員以概念性設(shè)計(jì)結(jié)果為基準(zhǔn)，把“樣機(jī)”作為主線，在彼此之間相互協(xié)同這一基礎(chǔ)上，各自進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。當(dāng)物理樣機(jī)達(dá)到設(shè)計(jì)要求之后，最后環(huán)節(jié)就是處理技術(shù)文檔，比如說明書等。

5 結(jié)語

由于采用UML技術(shù)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)中所有學(xué)科設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)的溝通變得更加有效率，設(shè)計(jì)工作都在高效同步進(jìn)行，因?yàn)槔玫搅颂摂M樣機(jī)技術(shù)，也提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。由于這項(xiàng)平臺(tái)的有效實(shí)行，還使得研發(fā)團(tuán)隊(duì)有了足夠的時(shí)間去創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

[1]王娟.機(jī)電一體化協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)的構(gòu)建分析[J].科技風(fēng)，2015（12）：126.

[2]彭善生.機(jī)電一體化協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)開發(fā)[J].科技展望，2015（02）：137.