基于計算機協(xié)同工作的智能CAID系統(tǒng)

高俊杰 杜鶴民 趙曉彤

摘 要：設(shè)計問題是一個復(fù)雜處理過程，工業(yè)設(shè)計需要計算機技術(shù)進(jìn)行輔助，計算機處理過程作為工業(yè)設(shè)計系統(tǒng)的內(nèi)部支撐技術(shù)，可以講計算機支持的協(xié)同工作進(jìn)行引入的基礎(chǔ)上，將計算機協(xié)同工作的智能CAID系統(tǒng)應(yīng)用到工業(yè)設(shè)計中。

關(guān)鍵詞：CAID ；工業(yè)設(shè)計 ；CSCW ；計算支持的協(xié)同工作

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

0 引言

在進(jìn)行設(shè)計的過程中，為了得到完善的設(shè)計方案，設(shè)計師進(jìn)行設(shè)計的過程中，往往會借助各種方法和手段并結(jié)合多種設(shè)計數(shù)據(jù)和設(shè)計知識的整理來完成設(shè)計，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計的目的。根據(jù)當(dāng)下的計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計算機和計算機之間可以進(jìn)行連接，在這種條件下，提高產(chǎn)品設(shè)計的質(zhì)量和水平就有了更多的方式和方法，國內(nèi)外也一直在進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的研究，基于計算機支持協(xié)同工作的思想也在進(jìn)行系統(tǒng)的建設(shè)和利用。對設(shè)計方案來講，設(shè)計的各個環(huán)節(jié)都十分重要，在一些獨立的設(shè)計環(huán)節(jié)中，往往容易有設(shè)計上不完善的地方，會導(dǎo)致一些設(shè)計上的缺陷，因此企業(yè)也會由于這些原因?qū)е麻_發(fā)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(dǎo)致一系列的問題。在后期產(chǎn)品進(jìn)入市場環(huán)節(jié)后，不具備相應(yīng)的市場競爭力。計算機支持的協(xié)同工作致力于解決這些問題，是一門計算機科學(xué)與心理、人機等方面綜合的新的學(xué)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(xié)同工作環(huán)境。

1 CAID 系統(tǒng)分析

1.1 CAID基本內(nèi)涵

計算機輔助工業(yè)設(shè)計，在工業(yè)設(shè)計的過程中，對產(chǎn)品設(shè)計，能夠進(jìn)行輔助，在工業(yè)設(shè)計系統(tǒng)下進(jìn)行設(shè)計的支出和輔助工作，可以卸載設(shè)計領(lǐng)域的各類創(chuàng)造性活動，能夠節(jié)約設(shè)計過程中相關(guān)資源?；趥鹘y(tǒng)的工業(yè)設(shè)計工作，計算機輔助工業(yè)設(shè)計的方法和技術(shù)以及設(shè)計的過程都有所差別，有很大的提升，在設(shè)計過程中能更加優(yōu)化設(shè)計方法，提高設(shè)計質(zhì)量。計算機輔助工業(yè)設(shè)計作為一門相關(guān)技術(shù)，涉及到多方面的學(xué)科領(lǐng)域，作為計算機輔助工業(yè)設(shè)計系統(tǒng)的支撐技術(shù)，涉及到多方面的技術(shù)。比如人工智能方面、優(yōu)化技術(shù)方面等都能夠結(jié)合應(yīng)用，通過多方面的技術(shù)的應(yīng)用能夠使產(chǎn)品開發(fā)過程更加理性化，全面化，設(shè)計出的產(chǎn)品具備市場競爭力。在一些信息技術(shù)領(lǐng)域也能夠提供幫助。許多技術(shù)和方法在相關(guān)行業(yè)都可以進(jìn)行利用和借鑒。

1.2 應(yīng)用現(xiàn)狀及功能需求

CAID技術(shù)的應(yīng)用普遍處于起步階段，現(xiàn)在在大部分的開發(fā)系統(tǒng)的開發(fā)過程中，計算機輔助設(shè)計和計算機輔助工業(yè)設(shè)計技術(shù)都得到了廣泛的應(yīng)用，并且日益萬山紅。開發(fā)產(chǎn)品的公司，通常在產(chǎn)品開發(fā)過程中，需要了解市場需求，對于相關(guān)客戶和消費者的需求要進(jìn)行設(shè)計調(diào)研。最終的設(shè)計是根據(jù)基于調(diào)查的基礎(chǔ)上來做的設(shè)計。展開設(shè)計工作后需要不同時期的和客戶進(jìn)行溝通，根據(jù)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(chǎn)品項目的開發(fā)進(jìn)程是由于客戶的需求來決定。設(shè)計師和客戶之間的交流會有很多的限制，通過文檔進(jìn)行溝通，效率方面難以提升。在開發(fā)過程中設(shè)計人員與客戶之間也會存在著對設(shè)計方案的意見不一致?？蛻粼趯Ξa(chǎn)品的要求上也會由于時間的增加不斷的進(jìn)行變化。開發(fā)人員在開發(fā)過程中會有很多重復(fù)性的工作存在，那么在開發(fā)次數(shù)增加后，會導(dǎo)致成本的上升，不利于產(chǎn)品開發(fā)的進(jìn)程順利。如何能夠使客戶和設(shè)計開發(fā)人員有一個同步的溝通，是計算機輔助工業(yè)設(shè)計中的一個技術(shù)上的問題。

2 智能CAID中的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 計算機支持的協(xié)同工作

利用計算機技術(shù)、利用網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)以及多媒體技術(shù)等相關(guān)技術(shù)，可以將不通時間上、在不同地點的工作以及相關(guān)工作人員進(jìn)行組織，來設(shè)定一個計算機環(huán)境，將所有相關(guān)要素進(jìn)行集合，完成計算機支持的協(xié)同工作。信息時代所具備的工作環(huán)境的群體性、工作內(nèi)容上的交互性以及協(xié)同特征，通過CSCW能夠進(jìn)行體現(xiàn)，并符合信息時代的工作特征。因而現(xiàn)如今受到了相關(guān)領(lǐng)域的重視，也是計算機應(yīng)用和發(fā)展的一個方向。作為系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心，協(xié)作模型根據(jù)群體共同協(xié)同的工作的方式和特點以及工作的需求，提出了結(jié)構(gòu)上的協(xié)作方式。根據(jù)不同層次結(jié)構(gòu)，針對交互方面和活動方面進(jìn)行研究，并提出定義。在國家的政策發(fā)展支持的情況下，國內(nèi)的技術(shù)研究發(fā)展也已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。許多軟件公司也都在利用相關(guān)技術(shù)開發(fā)三維的計算機輔助設(shè)計產(chǎn)品，開發(fā)支持協(xié)同工作的設(shè)計類的系統(tǒng)，致力于解決設(shè)計問題。目前能夠?qū)⒂嬎銠C輔助設(shè)計和產(chǎn)品管理進(jìn)行集成，完成支持協(xié)同設(shè)計工作的相關(guān)系統(tǒng)產(chǎn)品，開發(fā)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同技術(shù)系統(tǒng)。

CSCW的研究內(nèi)容：

計算機協(xié)同工作是一種利用計算機技術(shù)，將時間上分離、空間上分布而工作上又相互依賴的多個協(xié)作成員及其活動有機地組織起來，共同完成某一項任務(wù)的分布式計算機環(huán)境。制造業(yè)的發(fā)展，需要協(xié)同設(shè)計相關(guān)技術(shù)的輔助，CSCW技術(shù)的出發(fā)點就是使人機協(xié)調(diào)統(tǒng)一，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)的過程，基于設(shè)計而言，從技術(shù)的角度出發(fā)，如何提升集體的工作效率、提高工作質(zhì)量，對于計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究成果需要進(jìn)行考量。目前，在發(fā)展進(jìn)程中，問題、機遇和挑戰(zhàn)并存。單獨依賴于技術(shù)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(xué)科的知識的介入才能得到全面的解決。在企業(yè)中如何提高工作人員的工作效率和工作上的工作質(zhì)量。CSCW能夠利用計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等新的研究來力求滿足企業(yè)的要求，涵蓋了比較全面的信息技術(shù)范疇。

2.2 計算機支持協(xié)同工作的主要技術(shù)

工業(yè)設(shè)計系統(tǒng)，整個系統(tǒng)具有開放性的特點，可以擴展，可以重用。對于相關(guān)信息資源也能做到管理和查詢的基本功能，把相關(guān)信息進(jìn)行組織和集合。目前很多相關(guān)的應(yīng)用軟件和設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)不夠完善，將技術(shù)應(yīng)用到計算機輔助工業(yè)設(shè)計系統(tǒng)中，可以輔助相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行工作，系統(tǒng)運行時，各個元素獨立運行，當(dāng)需要解決的問題超過了本系統(tǒng)能力時，尋求其他途徑進(jìn)行解決。通過協(xié)作的過程實現(xiàn)資源共享。在計算機輔助工業(yè)設(shè)計系統(tǒng)中，因為用戶的數(shù)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(tǒng)的開發(fā)也能夠解決諸多問題。

3 智能CAID系統(tǒng)

系統(tǒng)模型及特征：

對于一般是產(chǎn)品開發(fā)來說，不同企業(yè)進(jìn)行設(shè)計的特點和環(huán)境不同，可以綜合相關(guān)技術(shù)基于CSCW的智能CAID系統(tǒng)模型，進(jìn)行設(shè)計問題的表述，同事可以確定產(chǎn)品設(shè)計中需要解決的目標(biāo)以及在設(shè)計過程中存在哪些約束條件等等。利用相關(guān)技術(shù)，采用先進(jìn)的理論和方法來進(jìn)行方案設(shè)計，進(jìn)行方案的優(yōu)化設(shè)計，最終設(shè)計出用戶滿意的產(chǎn)品，得到符合要求的方案。通過接口連接網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備，職稱不同模塊的開發(fā)，與網(wǎng)絡(luò)連接來實現(xiàn)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(shè)計效率和質(zhì)量的角度出發(fā)，設(shè)計人員可以通過交互來完成信息交流和資源的貢獻(xiàn)，整個設(shè)計流程很高效，易于管理。支持相關(guān)協(xié)議，可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，滿足客戶需求，提供優(yōu)化的產(chǎn)品組合方案，安全可靠性強，人機界面友好等方面。

4 結(jié)論

協(xié)作過程是一個有多人參與的過程，協(xié)同系統(tǒng)是分布系統(tǒng)，CSCW本身的特點也覺得了為了適應(yīng)發(fā)展的需要，要不同的進(jìn)行新的技術(shù)上的研究并引入新的技術(shù)成果。在整個過程中可以去進(jìn)行設(shè)計資料庫的構(gòu)架，對于工業(yè)設(shè)計方面信息資源的平臺、設(shè)計交互平臺的建設(shè)等工作。對于工業(yè)設(shè)計而言，面向產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計方向，需要建立系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化信息庫?？梢赃M(jìn)行專家數(shù)據(jù)庫的完善，對評價系統(tǒng)與決策系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建。利用web信息發(fā)布的特點，基于CSCW 的CAID系統(tǒng)能夠很全面的體現(xiàn)其在相關(guān)領(lǐng)域中的信息上的優(yōu)越性。并提高利用CAID系統(tǒng)進(jìn)行項目開發(fā)的效率?；贑SCW的協(xié)同質(zhì)量設(shè)計平臺，為面向產(chǎn)品生生命過程，全面質(zhì)量管理提供平臺和途徑。隨著系統(tǒng)的廣泛使用與領(lǐng)域研究的迅速進(jìn)展，開發(fā)出計算機支持的協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)，可以在設(shè)計史進(jìn)行設(shè)計的過程中，提供幫助，能夠盡可能的發(fā)揮不同領(lǐng)域的知識和相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜邑S富的經(jīng)驗進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計。協(xié)同工作能夠更快和更好的產(chǎn)生出新的構(gòu)思和方案，最總提出高質(zhì)量的設(shè)計結(jié)果。

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西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院院級科研基金資助項目-無人機造型設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)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(yè)設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計。