CAD/CAM技術在工業(yè)企業(yè)中的網(wǎng)絡化運用研究

1CAD/CAM技術簡介

在機械制造業(yè)中，利用電子數(shù)字計算機通過各種數(shù)值控制機床和設備，自動完成離散產(chǎn)品的加工、裝配、檢測和包裝等制造過程，簡稱CAM（計算機輔助制造）。由于CAM發(fā)展的需求，促進了CAD（計算機輔助設計）的發(fā)展。CAD是以計算機系統(tǒng)為支持，從方程求解計算和繪圖入手，到建立數(shù)學模型、工程分析、產(chǎn)品（工程）設計、動態(tài)模擬、自動繪圖等。

CAD/CAM技術發(fā)展日新月異，更新迅速。近十幾年來，CAD/ CAM技術發(fā)展幾經(jīng)更新?lián)Q代，由最初的只能用于二維繪圖的、標注符號和尺寸的CAD系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在的以專家系統(tǒng)及人工神經(jīng)網(wǎng)絡為基礎的智能化集成CAD系統(tǒng)。隨著計算機技術的不斷發(fā)展，基于產(chǎn)品信息共享和分布計算的網(wǎng)絡CAD系統(tǒng)正向人們走來。

2CAD/ CAM網(wǎng)絡化的背景與產(chǎn)生原因

網(wǎng)絡技術是計算機技術和通信技術相互滲透而又密切結合的產(chǎn)物，在計算機應用和信息的傳輸中起到了越來越重要的作用。作為計算機應用的一個重要方面，CAD和CAM技術與網(wǎng)絡是密不可分的。單臺計算機的處理能力限制了它的應用范圍，只有通過網(wǎng)絡互連起來，才能資源共享和協(xié)調合作，發(fā)揮更大的效能。一個復雜的CAD系統(tǒng)本身就可能由一個計算機網(wǎng)絡構成。CAM系統(tǒng)涉及加工設備、可編程控制器、傳輸設備、機器人等，更需要網(wǎng)絡將它們和計算機及各種專用的外部設備互連在一起。

CAD/ CAM系統(tǒng)涉及不同結構、品牌及型號的各計算機和外圍設備，因而將它們互連的網(wǎng)絡應是開放式的和標準化的。開放式和標準化也是計算機網(wǎng)絡的發(fā)展方向。制造自動化協(xié)議MAP，是用于制造業(yè)的計算機網(wǎng)絡體系結構中的工業(yè)標準。在CAD/ CAM系統(tǒng)中存儲和傳送海量數(shù)據(jù)是多媒體技術中的一大難題，將采用壓縮/還原技術來解決這一問題。

3基于網(wǎng)絡的CAD/ CAM技術研究內容

基于網(wǎng)絡的CAD/ CAM技術目前還沒有統(tǒng)一的定義，但可以肯定的是：它是計算機輔助設計與制造和因特網(wǎng)及網(wǎng)絡計算相集成的新興技術，是一個重要而嶄新的交叉學科，涉及實體造型、計算幾何、數(shù)據(jù)庫、分布計算和遠程通信。是21世紀設計與制造的發(fā)展方向。

從研究的角度和深度來看，已進行的網(wǎng)絡CAD/CAM研究，主要是CAD/ CAM可視化、集成化、智能化三方面的延續(xù)。可視化延續(xù)的研究內容除涉及數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)理解與分類、可視化建模、圖象處理等方面外，還與計算機支持協(xié)同工作CSCW、多媒體技術、虛擬現(xiàn)實技術等交叉發(fā)展。智能化延續(xù)的研究涉及協(xié)同工作與設計問題的描述、邏輯推理、知識表示、知識獲取、模式識別、問題求解、機器學習、理論等諸多方面。集成化延續(xù)的研究表現(xiàn)為在計算機輔助幾何設計CAGD基礎上CAD與CAM的整體連接技術。

4基于網(wǎng)絡的CAD/CAM技術在工業(yè)企業(yè)中的發(fā)展趨勢

近年來，基于CAD/ CAM技術研究十分活躍，主要發(fā)展趨勢包括：

（1）基于Web的CAD/CAM技術市場的競爭導致了產(chǎn)品與設計資源的差異性、分散性與分布性。Web技術可以將地理上不同的CAD/CAM系統(tǒng)聯(lián)系在一起，基于網(wǎng)絡的CAD/CAM利用網(wǎng)絡及Web技術尋求設計中心的支持與協(xié)作，提供異地異構服務，改善了遠程設計和制造的工作模式。目前具有代表性的基于Web的CAD系統(tǒng)有美國Standford的PPP系統(tǒng)、Berkeley的WELD系統(tǒng)等。

（2）多種信息模型CAD/ CAM技術的網(wǎng)絡化研究是基于不同應用程序間共享數(shù)據(jù)的需求而產(chǎn)生的。它的發(fā)展是面向不同設計模型的協(xié)作，具有協(xié)同的特性，其產(chǎn)品對象也涉及多個專業(yè)學科，計算機表達的虛擬產(chǎn)品應提供足夠的信息以滿足多學科、多視角的需求。

（3）與PDM相接基于網(wǎng)絡的CAD技術的一個主要發(fā)展方向就是實現(xiàn)人機交互事件的協(xié)作自動化。PDM系統(tǒng)具有一定的設計過程管理共享與自動化特征。從CAD對象的任務確立、分解、組織、執(zhí)行、重構到相關信息的存儲、分類、鏈接、維護、共享、網(wǎng)絡技術促使CAD轉向更多考慮產(chǎn)品設計過程管理與協(xié)調。相應的產(chǎn)品信息模型建立在多用戶、多學科、多視角的基礎上，不僅僅是網(wǎng)絡CAD的需要，也有利于產(chǎn)品對象的數(shù)據(jù)管理。