机械制造企业网络化协同平台的研究与开发毕业设计论文(编辑修改稿)

机械制造企业网络化协同平台的研究与开发毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

................................................................................................ 43 淮海工学院二 〇 一四 届本科毕业设计（论文） 第 1 页 共 43 页 1 引言 课题的研究背景与意义 课题的研究背景 随着互联网和在线协作技术的飞速发展， 信息技术为工业企业提供服务和支撑的作用 也日 益显著。 而大量传统的机械制造企业信息化水平不高，加之本行业的自身特点，其越来越处于竞争劣势的境地。 当前，机械设计企业面临 市场应变能力不强，产品转型快和业务流程重组 等困境。 面对激烈的市场竞争， 机械 生产企业 亟需提高对市场响应的速度， 提高完成订单的效率和质量。 企业普遍意识到，应用基于网络的 协作平台 ，将可以有效摆脱上述的处境。 很多机械企业亟需提高自身的信息化水平。 一方面，企业的管理需要 具备对项目开发过程中工作流的有效管理能力。 另一方面， 企业需要获得 在整个项目期间的文档 流转 解决方案。 开发者在协同作业中有效管理文件 ，并能严格地 将其归档。 从而 释放内部开发的巨大潜力。 贯穿机械设计、生产过程的网络协同平台 ，将会为相应的企业提供差异化竞争能力的核心信息化技术。 家用 3D 打印技术发展迅速，各种降低 3D 打印机成本的解决方案不断出现，商业化的前 景越来越清晰。 在基于 Web 的协同设计制造构建运行过程 中 ,开发者可以积累 协同制造 Web 方向上 的经验和技术，研究互联网背景下的机械设计协同方式，满足未来进一步的发展需求。 基于 Web 的信息交换已经从单一的文本信息发展到包含语音、图像、图形、文本等多媒体信息的交互。 Web 技术从 发展到 时 代，技术分支多种多样，并且也已经走向成熟。 这些技术上的条件，也为网络协同设计提供了良好的开发环境。 课题的研究意义 该课题的开发和研究将会加快企业内部协作生产的速度。 通过利用中小机械制造企业内部的 小组开发，产品的开发周期将能获得可观的缩短。 企业可以有更好的能力，更快地响应市场需求，满足客户的需求。 中小型企业因为自身财力和发展的限制，很难去购买高昂的完整生命周期、功能复杂的生产管理软件。 本系统的开发立足中小型企业的实际需求，讲求实用，满足适用，定位清晰。 可以为相关企业提供一个差异化的更适宜的选择。 降低机械产品研发过程的开支，从而降低经营风险。 制造企业通过使用 网络化协同设计 (Networkbased Collaborative Design,NCD)平台， 将会转变产品设计和管理的方式，获得一个质的改变。 相比于过去，生产相同的产品，将会花费更少的费用和代价。 有效地工作流和文档管理，开发人员和管理人员的工作效率将会大幅提高，摆脱过去重复而单调的刻板操作。 平台中的用户只需关注当前的淮海工学院二 〇 一四 届本科毕业设计（论文） 第 2 页 共 43 页 自身的任务，完成相应的计划。 系统提供的机制，将能保证系统协同、有序地进行。 不同的设计人员之间，不同的设计组织之间，不同的部 门工作人员之间，均可实现资源共享，实时交互协同参与，合作设计，避免不必要的重复工作，提高人们协同工作的整体效率，有助于发挥员工的创造精神和主动精神。 从而提高产品的设计质量，缩短产品的设计开发周期，降低产品的设计开发成本。 问题的定义与简介 问题的定义 本系统 本系统的目标用户是中小型机械制造企业，也可兼容作为学 校的机械学院的教学平台使用。 本系统立足为目标用户制作适合自身需求，同时也是性价比合理的系统。 一些大型的在线协同解决方案， 例如著名的 AutoDesk 公司的 Autodesk Buzzsaw大型 web应用， 并不适用于 中国的 小型企业 ，一是由于价格高，难以承受，二是这些大型的跨国企业并不注重本地化进程，其在线的应用因为要跨越国界，很难保证其安全性和稳定性。 但这些大型企业应用 所具有的权限管理、版本控制、 文件共享与归档、项目状态管理、对设计专属文件的查看与处理、多语言支持等，对于本系统的开发具有重要的参考意义。 本系统在开发的过程中，将其汲取其中的实用功能，强调在用户工作流上的协同和图形文件的集中存储。 问题的内容简介 中小型机械制造企业的 开发协同过程 具有固定的流程。 以一个 斯特林发 动机的开发设计协同过程为例。 首先在项目列表中，建立 斯特林发动机 项目。 导入 发动机 总装图 exb 文件， 一系列的 零件 图纸文档 就结构化显示出来，这就是产品结构树。 零件部分的开发过程必然涉及到相应的图纸和文档，因而，与整个产品树相关联的就是文档树。 整个开发过程设计到的图形和文档有发动机的全套三维模型，含零件和总装。 发动机的运动原理动画。 发动机的全套二维工程图。 关键零件的详细工艺、加工代码。 整个项目则对应的图纸、工艺文档和 3D 文档。 协同平台在整个过程中都要紧密结合工业产品设计软件的使用，即众多的CAD/CAM 软件。 设计 软件 制作好三维图纸后，上传到平台中，即为入库的过程。 设计过后，各个子文档图纸都已经准备好了之后，进行装配操作 ，从而组合成一个完整的产品。 这时一个将多个子图纸处理成一个完整的产品图纸的过程。 涉及到 ics 文档 ，这个整合的过程中，也是在 CAD 软件中进行中，这是出库的过程。 这里，也可以看到协同平台的一个特点，伴随着大量的入库和出库的操作，网络化协同系统则是提供集中化的控制中心，从而对产品数据有效地管理，避免图纸文件的丢失。 并且可以添加版本控制的功能。 协同化平台的作用相当于提供了一种对传统开发的有效数据管理机制。 保证 整个开发过程有序、完整和高效。 淮海工学院二 〇 一四 届本科毕业设计（论文） 第 3 页 共 43 页 图纸上传到系统所构建的文档树的时候，可以增加一个三维图档浏览的功能，可在系统中在线查看。 类似的， word 文件也可以嵌入到系统中浏览。 显而易见，越多的文档可以在线地查看，对于用户来说就是越方便，这也看到协同平台开发具有可扩展性，协同平台可以分阶段开发，以开发出越来越全面的系统。 首先，机械设计制造协同平台可以让管理人员建立待开发机械产品的产品结构树。 本系统提供一系列的方法，可以有效设置所需项目的所有机械部件，从而，保证产品的顺序开发和工作流的持续建立。 接着，本平台 能够让设计人 员有效地 开展产品 设计， 设计 和管理 人员可以访问集中存放的图纸数据，对这些附属于自身工作流的文档，可以进行有效的管理。 在工作流级别的协同，这是本系统的一个重要功能 ，也是用户登入到系统中，首先看到的内容。 系统秉持简明有效地原则，避免冗余和繁复的权限和工作流流转的控制，充分发挥中小型企业人员有限，可以有效交流的特点，提供了一系列的在线交流方式，以人的能动性，充分高效地协同开发。 用户个人中心的电子邮件、新闻公告、日程安排、个人计划和会议控制等等，提供给了用户强有力的交流工具。 课题的调研 国内外对于网络化 协同制造的研究与开发方兴未艾，随着云计算的发展，呈现出一种加速的态势。 美国、德国、日本等 制造强国， 从 80 年代就开始 ，就将生产制造 的数字化 、 网络化 和集成化作为重要的战略发展目标。 传统的制造业强国，例如，在设计的协同和网络交互方面有了长足的发展。 计算机支持的协同设计、网络化制造、虚拟制造、敏捷制造、实时协同设计制造等概念层出不穷。 例如，世界设计软件巨头 Autodesk推出的 Autodesk Buzzsaw基于互联网的安全联机协作和项目管理服务，它使项目组保持联系，可以集中存储、管理和共享项目文档，从而提高项目组 的生产力并降低成本。 随着工业化的推进，我国在网络协同设计也不断发展。 清华大学、浙江大学、南京理工大学、南京航空航天大学等有不同侧重点的研究。 这些早期的探索为产品的商品化提供有效地借鉴。 目前，市场已经有成功的商业应用系统，例如金慧软件的协同设计平台，纬衡科技的协同设计，理正的协同设计平台等。 目前，市场上广泛应用着文件级协同、图层级协同、参数化设计、面向图纸的管理等侧重点不同的商业应用，这是软件企业快速顺应市场，满足制造企业最迫切的需求，推出的利益最大化的解决方案。 计算机网络，尤其是互联网，正在不断渗入制造业。 未来，协同平台功能将会越来越集中，将更加充分使用网络，开发效率得到有效提升。 从长远看，越来越稳定和人性化的 网络化 产淮海工学院二 〇 一四 届本科毕业设计（论文） 第 4 页 共 43 页 品设计平台，将会 有力 激发个人 用户 的创造力 和创新潜质 ，借助 3D 打印机，传统的生产方式也会发生深刻的变革。 网络化协同设计具有美好的应用前景，但也充满挑战，在技术上和商业上的应用必然是逐渐推进。 现代产品设计越发复杂，需要不同领域的专家来协同设计。 然而，为了在市场的竞争中生存下来，企业必须缩短产品研发时间，对于信息的一致性和及时性要求会越来越高，网络协同设计必然要不断发展提高。 可行性分析 经济 可行性 系统的主要投入在前期的开发过程中，借助于日常桌面类似的 Windows Server 和可视化的数据库，后期的维护和管理很容易并且安全。 借助于客户端已经具有的浏览器，系统可以得到快速地布署，并且可以实现无缝更新。 有些难 题需要克服，但有一些原型可以借鉴，通过充分持续的开发，本课题 将可 顺利 完成。 运行在 互联网上的协同平台， 将让 机械制造企业 减少纸质 文档 的使用，避免很多的纸质文档的人工传递，从长期来看，这将节省下不少的费用和大量的时间。 同时，借助于服务器的集中存储和控制，将保证数据的一致性和数 据的安全性，避免项目开发过程中的无谓错误和损失。 机械制造企业将信息化开发平台整合进公司的开发流程中，将有诸多裨益。 技术 可行性 本课题通过使用现在已经成熟的 .NET 技术体系， SQL Server 数据库、工作流管理等技术，完成系统的开发，必要时充分使用 Windows 平台上的相关接口。 系统采用 B/S 架构 .B/S 架构的应用充分使用浏览器，实现跨平台优点。 易于部署和维护。 这些都是经过市场考验，成熟的技术和解决方案。 .NET 是微软的新一代技术平台，为敏捷商务构建互联互通的应用系统，这些系统是基于标准的， 互联的，适应变化的，稳定的和高性能的。 借助于 Visual Studio开发继承环境， 与 SQL Server 高度集成开发，提升开发效率。 在 .NET 技术平台开发出的产品可以方便地运行在 windows 和 windows server 产品中，因而，服务器端应用的部署，易于维护，操作直观。 WEB3D 显示技术方面，有VRML/X3D JAVA3D SHOCKWAVE3D WEBGL 等技术，其中， VRML/X3D 采用便捷的文本或 XML 存储在服务器。 发展历史长，技术成熟并且部署难度较小。 因而本课题选择的 VRML 技术切实可以开发使用的。 本系统的开发周期和难度可控，成本支出也是合理的。 操作 可行性 系统开发并且部署完毕，使用人员在计算机中只需使用浏览器，登录到自己的界面，界面常见，菜单易于使用。 这与用户日常接触到的 web 应用类似，淮海工学院二 〇 一四 届本科毕业设计（论文） 第 5 页 共 43 页 可以快速上手。 管理和开发人员依然使用往常使用的开发工具，只是使用此平台，对数据进行有效管理，将会比往常有更高的操作效率，避免无效和重复操作。 法律可行性 该系统由开发人员开发出来，具有完全的版权，在法律上并未侵害他人权利。 使用微软的 .NET 平台开发出的产品，借助于 庞大的 windows 用户群积累的安全措施，将保证网站源程序的安全性，不被他人非法获取。 2 需求分析 项目背景 机械 制造企业 对于信息化、联网化的协作平台的需求是迫切的。 低廉的投资，能够获得明显的成功。 通过使用协同开发平台，机械制造企业能在相同的时间内，做完更多地产品开发任务。 能够在完成项目时，花费更少的时间。 大多数中小制造企业 拥有自身公司的网站和电子交易站点。 但缺少具有差异化竞争的核心信息化技术。 此现状下，公司管理人员也具有使用制造信息技术的意愿，希望提升企业的决策和业务流程。 中小制造企业的 业务流 程从订单开始，人工式地制定开发计划，并且需要参考库存情况。 决策过程也就提升不上去。 这样的信息屏障，也体现在开发人员的开发过程中，多种分散式的沟通方式并不能有效地管理沟通的信息。 大量数据将会丢失。 管理者 的决策也会因为缺乏有效地记录平台，导致重复命令、低效管理乃至错误领导。 因而，相关企业必须寻找到有效地信息沟通的集中控制和管理平台，对整个开发过程中的开发、管理和图纸都能有效地协同。 基于 Web 的机械产品设计制作 就应运而生 ， 其 将能有效地打破地域的限制，强化企业内部开发的协同，乃至于和合作企业间的有效互动和配套生产。 家用 3D 打印技术发展迅速，各种降低 3D 打印机成本的解决方案不断出现，商业化的前景越来越明朗。 在 基于互联网的协同设计制造的开发和探索 中 ,开发者可以积累协同制造 网络化 解决方案 的经验和技。