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支持异构CAD系统同步协同的关键技术研究

2020-12-02阅读(334)

支持异构CAD系统同步协同的关键技术研究

论文摘要

协同CAD(Computer Aided Design)作为CAD技术与CSCW(Computer SupportedCooperative Work)技术的结合,可以有效地缩短产品开发周期,充分地利用异地资源,降低产品的设计成本,近年来这方面的研究工作正在不断深入。由于各个商品化CAD系统之间从上层的建模操作到底层的数据结构都有较大的不同,这给异构CAD系统之间的同步协同设计带来了很大的挑战。为了使异构CAD系统更好地支持同步协同设计活动,本文从基于异构CAD系统的同步协同设计方法和基于版本复制的一致性维护两个方面开展研究。根据分布式环境下不同CAD系统的异构特点,提出了基于宏语义的异构CAD协作模型,构建了适合于同步异构CAD系统语义互操作的体系结构。针对异构CAD系统间同步协同设计平台的需求,本文通过研究多种商用CAD系统的宏文件和建模命令,提出了一种应用于异构CAD环境中的基于宏语义命令的同步协同设计方法,使CAD系统之间的交互层次由产品数据信息上升到包含设计意图的参数信息。该方法通过宏语义命令在异构CAD系统间实时交换系统建模宏命令组来实现同步协同设计。首先定义了宏命令组和宏语义命令,并给出基于宏语义命令的同步协同设计平台的体系结构;其次根据宏语义命令的构建方法,构建了兼容各个CAD系统建模操作参数的以XML表示的宏语义命令集:最后给出了宏语义命令和宏命令组之间的转换方法。现有的对象复制技术是实时协同图形编辑系统中符合一致性模型的并发控制策略,但难以解决非几何属性以及二维绘图系统中的并发冲突情况。介绍了一个全新的基于版本复制的多版本技术,当并发操作发生冲突时,利用简化规则从目标版本派生出叶子物理版本,分别应用冲突操作到不同的叶子版本,有效地保证了非调和冲突操作的意愿。通过研究多版本技术的相关支持算法,在算法MOVIC(Multiple Object Versions Incremental Creation)的基础上,从各个冲突操作的最大共同相容操作着手,提出了基于相容冲突组的快速多版本增创算法FMVIC(Fast Multiple Versions Incremental Creation),减少了相容操作的比较次数,缩小了去冗余操作的范围。最后本文给出基于宏语义命令的同步协同设计原型系统的实现,并利用这个原型系统完成了一个同步协同设计实例,从而验证了该方法便于在异构CAD系统之间进行同步协同设计,减少了数据转换的耗时量并降低了对网络带宽的要求,提高了实时同步的效果。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 选题依据及意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.2.1 协同CAD系统
  • 1.2.2 协同透明技术
  • 1.2.3 异构CAD数据交换技术
  • 1.2.4 并发控制
  • 1.3 本文主要研究内容
  • 1.4 本文的研究目标和组织结构
  • 第二章 基于异构CAD系统的协同设计模型研究
  • 2.1 计算机辅助设计系统中的产品建模技术
  • 2.1.1 特征建模技术
  • 2.1.2 参数化设计
  • 2.1.3 语义设计
  • 2.2 基于中性数据交换的异构CAD协作模式
  • 2.2.1 基于PDESF的异构CAD协作机制
  • 2.2.2 基于GDDSF的异构CAD协作机制
  • 2.2.3 基于中性数据交换的异构CAD协作模式所存在的问题
  • 2.3 基于宏语义的异构CAD同步协作 模型
  • 2.3.1 异构CAD协作模型的层次结构
  • 2.3.2 基于宏语义的异构CAD协作模型体系结构
  • 2.4 相关工作比较
  • 2.4.1 与基于中性数据交换的异构CAD协作模式的对比分析
  • 2.4.2 与现有的基于过程模型的异构CAD协作模式的对比分析
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 基于宏语义命令的同步协同设计方法
  • 3.1 异构CAD协作过程分析
  • 3.1.1 典型的异构CAD协作过程
  • 3.1.2 基于宏语义的异构CAD协作过程
  • 3.1.3 异构CAD同步协同设计平台的需求分析
  • 3.2 基于宏语义命令的协同设计方法
  • 3.2.1 基本概念
  • 3.2.2 方法概述
  • 3.3 宏语义命令的构建及转换方法
  • 3.3.1 宏语义命令的构建原则
  • 3.3.2 宏语义命令集的构建方法
  • 3.3.3 宏语义命令与宏命令组的映射机制
  • 3.3.4 宏语义命令与宏命令组的实时转换方法
  • 3.4 系统实现
  • 3.4.1 CAD系统宏文件和API开发包简介
  • 3.4.2 宏语义命令的描述
  • 3.4.3 同步协同设计实例
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 基于版本复制的多版本技术
  • 4.1 一致性维护技术概述
  • 4.2 基于版本复制的协同多版本技术
  • 4.2.1 基本概念
  • 4.2.2 版本复制技术
  • 4.2.3 任意操作组的复合执行效果
  • 4.3 多版本增创算法MOVIC
  • 4.3.1 MOVIC算法描述
  • 4.3.2 实例描述
  • 4.3.3 MOVIC算法分析
  • 4.4 快速多版本增创算法FMVIC
  • 4.4.1 基于相容冲突组的分布式快速多版本增创算法
  • 4.4.2 快速多版本增创算法的正确性和次序无关性
  • 4.4.3 实例分析
  • 4.5 模拟实验
  • 4.6 本章小结
  • 第五章 结论与展望
  • 5.1 本文总结
  • 5.2 进一步的研究工作
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录一 读研期间参与项目情况
  • 附录二 读研期间发表论文情况

    • 相关论文文献

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