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随着经济全球化进程的加速,跨行业、跨地区、跨国家的联盟型虚拟企业发展迅速,企业环境发生着深刻变化,许多复杂产品的设计不得不由分布在不同地点的产品设计人员和其他相关人员协同完成,于是分布式协同设计技术应运而生,并且越来越受到工业界的重视。计算机和信息技术的飞速发展为提升产品设计水平创造了条件,尤其是信息化工程和网络技术,使得制造业在分布式协同制造和信息化管理方面有了长足的进步,大大的提高了设计灵活性和制造效率,并促使现代机械产品的开发模式不断的进行变迁。同时,动态多变与全球范围的市场竞争使得制造企业面临严峻挑战而不得不调整和改善自身的产品设计模式。产品在进行协同设计与开发时,需要面临设计资源的交互与共享,如何有效地进行信息的交互与共享就成为企业迫切需要解决的一个问题。因此,通过网络协同环境下对产品的可视化和信息管理技术结合而产生的制造资源的可视化管理和产品的协同化的设计成为研究的重点。本论文在分析国内外网络化分布式协同设计及现代机械产品开发模式的研究成果基础上,提出了一种建立在协同设计和可视化技术之上的产品数据管理模型—CVPMS(Collaborative Visualization Production Development System,协同可视化产品开发系统)。分析了机械产品数据管理技术、协同产品可视化开发与管理平台实施的关键技术,研究了基于网络的三维虚拟建模的实现方法、协同产品开发中的信息可视化技术与实施方法、基于XML的知识描述方法等,并通过原型系统的开发和初步应用验证了所提出的CVPMS平台功能体系结构的可行性和实用性,为我国制造业在先进制造模式下的资源共享与交互技术进行了有益的探索。论文在理论与实践中的主要研究成果和特色如下:(1)本文在综合分析各种先进制造模式的基础上,针对制造型企业的特点和现状,讨论了网络环境下的分布式协同产品开发技术的发展以及信息可视化技术在产品开发和制造领域的应用前景。提出了将可视化技术引入协同产品开发具有现实意义和应用基础,同时也讨论了其中存在的一些技术难点,提出了制造企业通过WEB实现协同产品开发的可视化信息化管理的新思路。(2)对机械产品数据管理技术做了详细的分析,对现阶段数据管理的最新动态进行了综合。构建在网络环境下的协同产品可视化开发与管理的平台方案,并对平台构建时所用到的各种关键技术进行了探讨如:虚拟场景交互架构的实现方法、协同产品开发中的信息可视化技术与实施方法、基于XML的知识描述方法等。讨论和研究了基于XML的知识描述方法,并给出了具体的实现方法。(3)分析了基于网络的三维虚拟建模的实现方法。重点比较X3D与VRML两种常见的网络三维虚拟建模语言,并对VR动态场景的构建及产品网络三维建模方法进行了相关的讨论。分析了虚拟现实系统的类型及X3D语言的语法、编码方式和建模方法,并给出了基于X3D的网络虚拟产品建模实例。(4)详细分析了信息可视化技术和工程可视化辅助设计(VCAD),对信息可视化起源及研究进展、信息可视化与知识可视化的区别以及信息可视化的应用前景做了详细的探讨。给出了基于X3D和WEB技术的可视化产品信息管理模型。对于相关的JAVA开发技术进行了讨论,并给出了一个制造业的信息管理可视化模型和实例。(5)详细介绍了机械产品设计知识的表达模型(PKRM)和获取方法(PKAM),提出了一种基于XML的设计知识描述方法,并将这种描述方法应用到产品的变型设计和概念设计中,并详细讨论了实施变型设计和概念设计的方法和原理,最后给出了实例。(6)以开关柜产品以及开关柜的生产制造环境为对象,本文提出了网络环境下的协同可视化产品开发系统总体结构,开发了相应的软件,并结合系统运行实例探讨了该系统的各种具体实现方法。