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淺議遠程機械設計
摘要：做為一個機械設計人員來說，在設計過程中經常會遇到一些機構設計分析、機械強度分析等一系列問題，需要經常查找設計手冊并進行校核計算，如能將機械設計手冊建成Web數據庫，放在Internet上，當設計人員在設計過程中遇到問題，就可以將參數提交給服務器，服務器經過分析計算和數據庫查詢，將結果返回。如此，不僅可以方便設計人員，提高工作效率，使他們能有更多時間去開發新產品和研究新問題，還可以大大地節約產品開發的成本。本文對Web的遠程機械設計技術廣泛分析了當今遠程機械設計的發展狀況。
關鍵詞：遠程 機械設計 計算方法
1 機械設計發展概述
傳統設計方法是主要采用封閉的收斂設計思維，進行經驗類比設計。在計算方面只進行靜態分析，并將載荷，應力進行集中處理，對計算數據的誤差采用增加安全系數的做法。傳統設計以手工設計為主，使用簡單工具，進行人工計算繪圖。除此，傳統設計是一種串行設計，即一個零件從設計到生產是一個階段的工作完成之后才進行下一個階段的工作。所以，一種產品從設計到正式投產要花很多時間，這樣開發周期長，且串行設計過程中，各個環節之間缺乏信息溝通，經常導致設計人員之間的合作不協調。
近年來，由于計算機網絡技術、Web技術和數據庫技術的出現和飛速發展，給現代機械設計注入了新的生機活力，機械設計逐漸向數字化、網絡化方向發展。基于Web的遠程設計是在這種條件下產生的。它使得各制造企業可以充分利用Internet和Web的國際互聯性和資源共享性，建立企業間的動態聯盟或虛擬設計小組，通過分散組合在各地域企業的技術優勢，發揮各個企業的局部特長，所以不同專業的技術人員可以不受地域的限制，在一個統一且易于訪問的平臺下進行異地的合作與設計，實現信息的交流和共享，進而快速開發出所需產品，提高產品設計的一次成功率。
做為現代設計的一個重要組成部分，遠程機械設計是一個多學科、多技術的研究領域，涉及到機械工程及計算機技術等許多知識領域。從機械設計的角度來看，主要研究設計過程的建模、設計優化理論等。從計算機技術方面來看，應研究如何對現有的設計資源進行組織和發布，使得這些資源能方便異地的設計人員進行查詢和調用。這些資源包括各種專業化的計算、分析程序，供設計使用的數據庫和知識庫等，所以要研究網絡環境下設計資源的獲取與調用，設計過程中設計人員之間信息的交流和反饋等，為遠程設計中分布式資源的獲取和調用提供基礎和借鑒。
2 國內外遠程機械設計發展
2.1 遠程設計的概念和意義 遠程設計讓設計人員通過瀏覽器輸入設計參數，服務器自動進行選擇和計算，根據確定的參數返回產品的規格或設計圖形。遠程設計技術是現代計算機技術、網絡技術和機械設計技術在工程設計上的應用，其縮短了產品的設計周期和節省了設計成本，真正意義上釋放了工程技術人員。與傳統的機械設計相比，遠程設計具有以下優點：縮短產品的開發周期；避免重復開發；降低了企業資金和人員的投入。特別是近年來三層B/S網絡計算模式的出現，極大地降低了客戶端軟硬件的配置要求；因為遠程設計一般都提供給用戶進行交流和討論的平臺，這不僅加強了各領域專家之間信息的共享和交換，而且還大大提高了一次產品設計的成功率。
2.2 遠程設計的國內外研究現狀
2.2.1 在國外領域，有關遠程協同設計的研究和應用起步比較早，主要有：①上世紀80年代中期，麻省理工學院學者就從事了這方面的研究，首次提出T計算機支持的協同工作的概念。②20世紀90年代中期，美國伯克利加州大學的集成制造實驗室開展了一個名為Cybercut的研究項目，建立了世界上第一個基于WWW的設計和制造系統。③英國建立Edinburgh Engineering Virtual Library 網站，提供工程設計、制造需要等各種信息，建立了基于Web的虛擬制造中心，提高了企業特別是中小企業的市場競爭能力。④美國的Microsoft公司和Unigraphics Solutions公司聯合研究面向產品全生命周期基于知識的協同設計支持網絡環境“Design Knowledge Network”，減少了時間，降低了成本，快速獲取全球設計知識的基礎的同時，進行產品創新設計。⑤英國Liverpool等大學研究并且應用人工智能和Internet 提供滾動軸承的網絡化的設計服務。
2.2.2 在國內，這方面的研究主要集中在高等院校和科研院所，其中主要有：①西安交通大學潤滑理論與軸承研究所為主、國內多家企業和研究機構共同參并建立了國內第一個支持產品協同設計的網站-現代產品設計與研究開發網絡（www.chinamodemdesign.com），旨在推進現代設計，主要提供設計知識的獲取，參加的單位還有清華大學、機械科學研究院、華中理工大學、重慶大學、上海交通大學等國內許多著名的高校和科研院所。②清華大學精密儀器及機械系摩擦學國家重點實驗室開發出了基于Web的異地合作設計系統Cdesign，其采用了Client/Serveer構架，客戶與服務器之間通過VAW來完成。③上海先進制造工程技術研究中心與上海飛機制造公司開發了一個基于Intemet/web的異地設計和制造系統，利用它進行跨企業、跨地域的協同產品設計與制造。
除此之外，國內也有一些相關的網站，如：中國機械網（www.china-machine.com.cn）、材料與制造綜合信息服務平臺等，它們提供機械設計技術數據、制造工藝技術數據等，并把機械設計技術、制造工藝技術、遠程設計技術、產品數據庫、計算機輔助設計都實現了網絡化。
可是遠程設計由于剛剛起步，像其它新興技術一樣還不夠完善。隨著CAD技術、計算機網絡技術、數據庫技術及人工智能技術的不斷發展，遠程設計的內容必將越來越豐富，功能越來越強大，所提供的服務也將越來越完善。
3 遠程設計系統的技術研究
任何系統的總體結構模式的確定是系統在設計初步階段要完成的一項主要任務。它的總體結構模式是系統的基礎，只有確定了系統的結構模式才能進行下一步的設計和開發。而且應用軟件的架構是建立在計算模式基礎之上的，所以，必須先對網絡計算模式進行分析。
計算機網絡技術的發展過程中先后出現了大型機為中心的計算模式，服務器為中心的計算模式和客戶機/服務器(Client/Server) 計算模式，還有隨著Web技術的成熟而發展起來的瀏覽器/服務器 (Browse/Server)計算模式。
對兩種計算模式經過分析和研究，CS模式和B/S模式比較，具有以下優點:界面風格統一、可移植；跨平臺性，B/S模式的系統較 US模式的系統有更好的跨平臺性，客戶端可位于任意的軟、硬件平臺；易于管理和維護。
4 遠程設計系統的支撐技術
基于Web的遠程設計是一項涉及多學科多功能的綜合活動，其中包括現代機械設計技術、Web 技術、數據庫技術、計算機編程技術、多媒體技術和圖形瀏覽技術等。
參考文獻：
[1]Web.數據庫交互式動態訪問技術分析與比較.高福友.電腦開發與應用.2005.
[2]基于.WEB.的變速箱零件標準化及圖檔信息綜合管理系統的研究與開發.王君.浙江大學碩士論文.2002.12.13
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