協(xié)同設(shè)計(jì)在復(fù)雜工程機(jī)械設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

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摘要：當(dāng)前的協(xié)同設(shè)計(jì)可以有效地提升設(shè)計(jì)技術(shù)水平，它可以實(shí)現(xiàn)在一個平臺中進(jìn)行，從而使同行業(yè)間的交流更暢通無阻。將協(xié)同設(shè)計(jì)有效地應(yīng)用到工程機(jī)械設(shè)計(jì)中來，可以很好地提升設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率。針對復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的多參數(shù)復(fù)合問題，從工程機(jī)械設(shè)計(jì)的CSCD體系入手進(jìn)行了研究和分析，并對正交多項(xiàng)式仿真優(yōu)化在復(fù)雜系統(tǒng)中的應(yīng)用提供了思路。

關(guān)鍵詞：協(xié)同設(shè)計(jì)；機(jī)械設(shè)計(jì)；正交多項(xiàng)式；分析

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，協(xié)同設(shè)計(jì)逐漸被應(yīng)用到工程機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，它可以高效地滿足客戶對于整機(jī)高性的的需求，有效地提升了產(chǎn)品的整機(jī)性能，降低產(chǎn)品在試用及研究過程中的一些費(fèi)用，縮短產(chǎn)品開發(fā)的周期，進(jìn)一步提升工程機(jī)械產(chǎn)品市場的核心競爭力。

1國內(nèi)工程機(jī)械設(shè)計(jì)的近況

在傳統(tǒng)的工程機(jī)械設(shè)計(jì)中非常注重對經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，應(yīng)用數(shù)學(xué)理論、圖表及公式等，還應(yīng)用一些經(jīng)驗(yàn)公式、類比等方法來進(jìn)行設(shè)計(jì)。國內(nèi)工程機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)展比較晚，同類產(chǎn)品中的技術(shù)水平與國外的產(chǎn)品相比，存在較大的差異。在工程機(jī)械發(fā)展的初期，主要是以參考設(shè)計(jì)和引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)為設(shè)計(jì)方法，相關(guān)設(shè)計(jì)人員主要還是將圖紙及工藝編排等做進(jìn)一步的轉(zhuǎn)化和改進(jìn)，并沒有對整機(jī)進(jìn)行更深層次的分析和研究。只有對專業(yè)知識及技術(shù)不斷地進(jìn)行創(chuàng)新，并有效地利用先進(jìn)的技術(shù)來推動行業(yè)的發(fā)展。現(xiàn)今大多數(shù)工程機(jī)械企業(yè)已經(jīng)開始尋求更新的設(shè)計(jì)模式來進(jìn)行不斷的改革與發(fā)展[1]。隨著科學(xué)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，越來越多的先進(jìn)、前沿的設(shè)計(jì)理念及方式方法被運(yùn)用到工程機(jī)械的設(shè)計(jì)當(dāng)中，并進(jìn)一步推進(jìn)了工程機(jī)械設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，使更越來越多的企業(yè)開始將CIMS、CAD等系統(tǒng)信息化工程應(yīng)用到工程機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，設(shè)計(jì)師們已經(jīng)不再捧著圖板在進(jìn)行設(shè)計(jì)，而是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)中的輔助繪圖軟件來完成設(shè)計(jì)工作[2]。與此同時(shí)，它還可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)的輔助軟件或是建模軟件來對其中進(jìn)行科學(xué)有效的分析和研究，從而減少產(chǎn)品在試用及研究過程中的一些費(fèi)用，有效縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，進(jìn)一步提升產(chǎn)品市場的核心競爭力。

2關(guān)于工程機(jī)械設(shè)計(jì)中的CSCD體系分析

2.1工程機(jī)械CSCD體系中的核心結(jié)構(gòu)

與上下游企業(yè)共同進(jìn)行協(xié)同開發(fā)包括在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)的思想、理念交流，進(jìn)行遠(yuǎn)程評審，模擬仿真運(yùn)動，進(jìn)行干涉檢查以及裝配模型和查閱一些產(chǎn)品零件等內(nèi)容。CSCD系統(tǒng)在工程機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用存在的主要核心問題：1）可以安全可靠地進(jìn)行實(shí)現(xiàn)異地通訊，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)協(xié)同的目標(biāo)。2）實(shí)現(xiàn)不同的CAD軟件中的建模數(shù)字化、虛擬裝配及不同CAE軟件中的傳真效果分析。3）以知識的管理為設(shè)計(jì)的核心，注重對知識的應(yīng)用、案例分析以及設(shè)計(jì)修改的全過程，最終形成有效的數(shù)據(jù)庫，從而高效地避免了反復(fù)出現(xiàn)一樣的錯誤修改。4）以過程的管理為設(shè)計(jì)的核心，注重人與人在交互中的和諧以及人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)完美接口。5）協(xié)同設(shè)計(jì)的可視化發(fā)展。現(xiàn)今進(jìn)行可視瀏覽主要有兩種方式，一是直接將相關(guān)的數(shù)據(jù)或文件下載到本地的目錄中再實(shí)現(xiàn)瀏覽功能，它可以迅速地瀏覽數(shù)據(jù)或文件，但安全性能較低。二是把服務(wù)器中的相類數(shù)據(jù)或文件的格式轉(zhuǎn)變?yōu)檩p量化的格式再進(jìn)行瀏覽，無需下載數(shù)據(jù)或文件，不論是速度還是安全性能，都非常高，但技術(shù)難度也是非常大的[3-4]。

2.2協(xié)同設(shè)計(jì)（CSCD）系統(tǒng)CAD環(huán)境下實(shí)時(shí)協(xié)同

對于工程機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)的應(yīng)用，關(guān)鍵在于其CAD應(yīng)用環(huán)境里實(shí)時(shí)協(xié)同效果，使其進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)工作的根本應(yīng)用價(jià)值體現(xiàn)。通過利用協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)，進(jìn)而做到CAD軟件平臺的實(shí)時(shí)協(xié)同，使得工程機(jī)械設(shè)計(jì)效率得以大大提升，有效避免了設(shè)計(jì)滯后問題。想要實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)CAD環(huán)境下的實(shí)時(shí)協(xié)同工作，關(guān)鍵在于協(xié)同感知技術(shù)，使得網(wǎng)絡(luò)通訊、圖形空間等技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息共享。CAD環(huán)境中實(shí)時(shí)協(xié)同設(shè)計(jì)，工程機(jī)械設(shè)計(jì)各各環(huán)節(jié)工作得以及時(shí)交流變更信息，使得設(shè)計(jì)工作更加快捷合理。

2.3仿真環(huán)境中的協(xié)同化

協(xié)同仿真主要指的是各個地域、計(jì)算機(jī)平臺的仿真人員采取相應(yīng)建模方式二構(gòu)建起的混合異構(gòu)層次化的仿真模式，且于分布式環(huán)境中實(shí)施仿真運(yùn)動、表現(xiàn)與分析的復(fù)雜系統(tǒng)仿真方法，其往往用來處理復(fù)雜機(jī)械設(shè)計(jì)中的仿真問題。而N元M次正交多項(xiàng)式在復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中具有精度高、易操作的特性，具有較強(qiáng)的適用性[5-6]。

3結(jié)束語

總的來說，我國工程機(jī)械設(shè)計(jì)還處于不斷發(fā)展的階段，在其中應(yīng)用協(xié)同設(shè)計(jì)能夠給工程機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域提供了寬廣的發(fā)展前景，在工程機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用協(xié)同設(shè)計(jì)可以有效地提高機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量，效率也得到一定的提升，有效改革了人們的工作方式，很好地促進(jìn)了國內(nèi)工業(yè)行業(yè)的發(fā)展，因此值得大力推廣與應(yīng)用。

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作者：甄建斌 單位：常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院