異構(gòu)CAD協(xié)作模型及其操作語義交換機制研究.pdf

1、市場的全球化帶來了產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)管理的網(wǎng)絡(luò)化要求；要求有一種支持協(xié)同設(shè)計的平臺技術(shù)，支持不同專業(yè)背景的領(lǐng)域?qū)＜议g的協(xié)同工作。分布環(huán)境下異構(gòu)CAD系統(tǒng)間協(xié)同設(shè)計的最大挑戰(zhàn)來自于兩個方面，設(shè)計工具的異構(gòu)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)的巨大。這兩個約束限制了它們在實時協(xié)同如聯(lián)合設(shè)計和方案評審中的應(yīng)用。 本研究在國家十五863／CIMS主題重點項目“面向大批量定制的協(xié)同商務(wù)與集成設(shè)計系統(tǒng)”的支持下，研究了基于語義映射、支持分布式異構(gòu)CAD系統(tǒng)協(xié)同工作的相關(guān)

2、技術(shù)。首次提出了基于操作語義的異構(gòu)CAD協(xié)作模型；提出了異構(gòu)CAD間進行操作語義交換的映射機制和數(shù)據(jù)通信協(xié)議；實現(xiàn)了面向設(shè)計目標(biāo)、基于建模過程的異構(gòu)CAD間的協(xié)同設(shè)計。論文的主要工作及創(chuàng)新點如下： 1．根據(jù)分布式環(huán)境下不同CAD系統(tǒng)的異構(gòu)特點，提出了基于操作語義的異構(gòu)CAD協(xié)作模型，構(gòu)建了適合于異構(gòu)CAD系統(tǒng)語義互操作和語義數(shù)據(jù)交換的三層結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了與多媒體協(xié)作工具的集成，能夠支持異構(gòu)CAD間的輔助交互設(shè)計。與傳統(tǒng)的基于中性數(shù)據(jù)

3、交換的“啞"模式相比，基于操作語義的協(xié)作模型通過捕捉產(chǎn)品特征、操作參數(shù)、設(shè)計意圖等語義信息來構(gòu)造操作語義，并通過協(xié)同過程的語義交換和映射，增強了異構(gòu)CAD互操作數(shù)據(jù)的表達和語義映射能力。這種協(xié)作模型所交換的操作語義數(shù)據(jù)量小，可使在線信息交換量降低到K的數(shù)量級，適合于實時在線協(xié)同設(shè)計。 2．設(shè)計并構(gòu)建了操作語義本體OSO，從操作語義、操作原語和映射關(guān)系三個方面對OSO所涉及的領(lǐng)域知識進行了描述；提出了一種操作語義映射機制；維護了操

4、作語義在不同CAD系統(tǒng)中的語義一致性，確保了對標(biāo)準(zhǔn)操作語義準(zhǔn)確、完整的解析。在仔細考察了AutoCAD、CATIA和UG的800多條命令后，從中提取了支持二維繪圖和三維造型、幾何標(biāo)注及裝配約束等幾個部分的192條標(biāo)準(zhǔn)操作語義。這些操作語義定義了添加、修改、刪除和查詢四種建模操作及其相關(guān)的尺寸約束、幾何元素和加工實體等三大類48個對象。最后給出了操作語義映射實現(xiàn)過程及其具體算法。 3．提出了一套支持操作語義互交換的通信協(xié)議OSEC

5、P，該協(xié)議是一種開放、可擴充、與具體CAD應(yīng)用無關(guān)且易于被計算機系統(tǒng)自動解析的數(shù)據(jù)交換協(xié)議。OSECP把語義信息分解為操作信息和協(xié)作信息兩大部分，通過語義信息收集模塊構(gòu)造語義信息格式化資源單元作為通信協(xié)議中的基本單元。同時定義了16種操作語義通信原語，來表達通信交互行為。本文分別對OSECP包含的操作語義正文模式、通信原語、協(xié)作信息、操作信息四個部分進行了詳細的描述。最后采用基于XML數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)來實現(xiàn)異構(gòu)CAD系統(tǒng)間的語義數(shù)據(jù)交換，給