基于計算機協同工作的智能CAID系統

高俊杰 杜鶴民 趙曉彤

摘 要：設計問題是一個復雜處理過程，工業設計需要計算機技術進行輔助，計算機處理過程作為工業設計系統的內部支撐技術，可以講計算機支持的協同工作進行引入的基礎上，將計算機協同工作的智能CAID系統應用到工業設計中。

關鍵詞：CAID ；工業設計 ；CSCW ；計算支持的協同工作

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.106

0 引言

在進行設計的過程中，為了得到完善的設計方案，設計師進行設計的過程中，往往會借助各種方法和手段并結合多種設計數據和設計知識的整理來完成設計，達到優化設計的目的。根據當下的計算機技術和網絡技術的發展，計算機和計算機之間可以進行連接，在這種條件下，提高產品設計的質量和水平就有了更多的方式和方法，國內外也一直在進行相關技術的研究，基于計算機支持協同工作的思想也在進行系統的建設和利用。對設計方案來講，設計的各個環節都十分重要，在一些獨立的設計環節中，往往容易有設計上不完善的地方，會導致一些設計上的缺陷，因此企業也會由于這些原因導致開發成本的提高。也會因為前期修改方案的時間和費用的增加導致一系列的問題。在后期產品進入市場環節后，不具備相應的市場競爭力。計算機支持的協同工作致力于解決這些問題，是一門計算機科學與心理、人機等方面綜合的新的學科，具有交叉性和綜合性的特點，為在時空上分散的人們提供了一個面對面和所見即所得的協同工作環境。

1 CAID 系統分析

1.1 CAID基本內涵

計算機輔助工業設計，在工業設計的過程中，對產品設計，能夠進行輔助，在工業設計系統下進行設計的支出和輔助工作，可以卸載設計領域的各類創造性活動，能夠節約設計過程中相關資源。基于傳統的工業設計工作，計算機輔助工業設計的方法和技術以及設計的過程都有所差別，有很大的提升，在設計過程中能更加優化設計方法，提高設計質量。計算機輔助工業設計作為一門相關技術，涉及到多方面的學科領域，作為計算機輔助工業設計系統的支撐技術，涉及到多方面的技術。比如人工智能方面、優化技術方面等都能夠結合應用，通過多方面的技術的應用能夠使產品開發過程更加理性化，全面化，設計出的產品具備市場競爭力。在一些信息技術領域也能夠提供幫助。許多技術和方法在相關行業都可以進行利用和借鑒。

1.2 應用現狀及功能需求

CAID技術的應用普遍處于起步階段，現在在大部分的開發系統的開發過程中，計算機輔助設計和計算機輔助工業設計技術都得到了廣泛的應用，并且日益萬山紅。開發產品的公司，通常在產品開發過程中，需要了解市場需求，對于相關客戶和消費者的需求要進行設計調研。最終的設計是根據基于調查的基礎上來做的設計。展開設計工作后需要不同時期的和客戶進行溝通，根據客戶的反饋意見來展開工作，在此過程中，不同階段，都需要和客戶溝通。產品項目的開發進程是由于客戶的需求來決定。設計師和客戶之間的交流會有很多的限制，通過文檔進行溝通，效率方面難以提升。在開發過程中設計人員與客戶之間也會存在著對設計方案的意見不一致。客戶在對產品的要求上也會由于時間的增加不斷的進行變化。開發人員在開發過程中會有很多重復性的工作存在，那么在開發次數增加后，會導致成本的上升，不利于產品開發的進程順利。如何能夠使客戶和設計開發人員有一個同步的溝通，是計算機輔助工業設計中的一個技術上的問題。

2 智能CAID中的關鍵技術

2.1 計算機支持的協同工作

利用計算機技術、利用網絡與信息技術以及多媒體技術等相關技術，可以將不通時間上、在不同地點的工作以及相關工作人員進行組織，來設定一個計算機環境，將所有相關要素進行集合，完成計算機支持的協同工作。信息時代所具備的工作環境的群體性、工作內容上的交互性以及協同特征，通過CSCW能夠進行體現，并符合信息時代的工作特征。因而現如今受到了相關領域的重視，也是計算機應用和發展的一個方向。作為系統的基礎和核心，協作模型根據群體共同協同的工作的方式和特點以及工作的需求，提出了結構上的協作方式。根據不同層次結構，針對交互方面和活動方面進行研究，并提出定義。在國家的政策發展支持的情況下，國內的技術研究發展也已經取得了很大的進展。許多軟件公司也都在利用相關技術開發三維的計算機輔助設計產品，開發支持協同工作的設計類的系統，致力于解決設計問題。目前能夠將計算機輔助設計和產品管理進行集成，完成支持協同設計工作的相關系統產品，開發網絡協同技術系統。

CSCW的研究內容：

計算機協同工作是一種利用計算機技術，將時間上分離、空間上分布而工作上又相互依賴的多個協作成員及其活動有機地組織起來，共同完成某一項任務的分布式計算機環境。制造業的發展，需要協同設計相關技術的輔助，CSCW技術的出發點就是使人機協調統一，進行產品設計開發的過程，基于設計而言，從技術的角度出發，如何提升集體的工作效率、提高工作質量，對于計算機技術和網絡技術的研究成果需要進行考量。目前，在發展進程中，問題、機遇和挑戰并存。單獨依賴于技術力量也很難解決多方面的困難。在群體中多方面的影響因素也需要不同學科的知識的介入才能得到全面的解決。在企業中如何提高工作人員的工作效率和工作上的工作質量。CSCW能夠利用計算機和網絡技術等新的研究來力求滿足企業的要求，涵蓋了比較全面的信息技術范疇。

2.2 計算機支持協同工作的主要技術

工業設計系統，整個系統具有開放性的特點，可以擴展，可以重用。對于相關信息資源也能做到管理和查詢的基本功能，把相關信息進行組織和集合。目前很多相關的應用軟件和設備的標準不夠完善，將技術應用到計算機輔助工業設計系統中，可以輔助相關領域進行工作，系統運行時，各個元素獨立運行，當需要解決的問題超過了本系統能力時，尋求其他途徑進行解決。通過協作的過程實現資源共享。在計算機輔助工業設計系統中，因為用戶的數量及部門的分散情況，多界面也作為重點在研究。除此之外，虛擬計算機軟硬件系統的開發也能夠解決諸多問題。

3 智能CAID系統

系統模型及特征：

對于一般是產品開發來說，不同企業進行設計的特點和環境不同，可以綜合相關技術基于CSCW的智能CAID系統模型，進行設計問題的表述，同事可以確定產品設計中需要解決的目標以及在設計過程中存在哪些約束條件等等。利用相關技術，采用先進的理論和方法來進行方案設計，進行方案的優化設計，最終設計出用戶滿意的產品，得到符合要求的方案。通過接口連接網絡和設備，職稱不同模塊的開發，與網絡連接來實現用戶之間、管理之間的溝通?？梢钥焖俚姆答亞栴}，提升效率。從提高設計效率和質量的角度出發，設計人員可以通過交互來完成信息交流和資源的貢獻，整個設計流程很高效，易于管理。支持相關協議，可以進行網絡連接，滿足客戶需求，提供優化的產品組合方案，安全可靠性強，人機界面友好等方面。

4 結論

協作過程是一個有多人參與的過程，協同系統是分布系統，CSCW本身的特點也覺得了為了適應發展的需要，要不同的進行新的技術上的研究并引入新的技術成果。在整個過程中可以去進行設計資料庫的構架，對于工業設計方面信息資源的平臺、設計交互平臺的建設等工作。對于工業設計而言，面向產品的工業設計方向，需要建立系統的網絡化信息庫。可以進行專家數據庫的完善，對評價系統與決策系統進行構建。利用web信息發布的特點，基于CSCW 的CAID系統能夠很全面的體現其在相關領域中的信息上的優越性。并提高利用CAID系統進行項目開發的效率。基于CSCW的協同質量設計平臺，為面向產品生生命過程，全面質量管理提供平臺和途徑。隨著系統的廣泛使用與領域研究的迅速進展，開發出計算機支持的協同設計系統，可以在設計史進行設計的過程中，提供幫助，能夠盡可能的發揮不同領域的知識和相關領域專家豐富的經驗進行產品設計。協同工作能夠更快和更好的產生出新的構思和方案，最總提出高質量的設計結果。

參考文獻：

[1]張軍.基于知識的復雜產品工業設計輔助系統的研究與應用[D].湖南大學，2013.

[2]李妍，李海濤，金冬梅等.WBE模型及其在生態學中的應用：研究概述[J].生態學報，2007，27（07）：3018、3031.

[3]謝建軍.協同CAD系統中并發控制的研究[D].哈爾濱理工大學，2009.

[4]董興輝，童秉樞，高陸等.基于Web的協同裝配系統及其關鍵技術研究[J].計算機集成制造系統，2003，9（01）：20-24.

[5]畢曉冬.網絡環境下基于CSCW的智能CAID系統[J].聊城大學學報（自然科學版），2007（01）：89-91

西北工業大學明德學院院級科研基金資助項目-無人機造型設計關鍵技術研究2016XY05L01

作者簡介：高俊杰（1988-），女，河南信陽人，助教，教師，研究方向：工業設計、產品設計。