對于以往的產品設計方法，如使用CAD軟件內附的網絡功能，從網絡上打開圖形文件或將圖形文件保存到局域網〔LAN)上或通過網站發布可用Internet瀏覽器查看的CAD文件等，因這些方式不具有實時性、交互性，無法實現實時協同設計，已不能適應現代產品開發周期短、生產成本低、質量要求高、市場需求變化快的特點。另外，當前普遍利用自主開發的網絡客戶端應用程序，使之實現與CAD系統的通訊，基本具有網絡數據交互能力，但由于開發成本高、功能不完善、系統的穩定性和可靠性不成熟，因而在異地網絡協同設計中也沒有得到廣泛地實施。隨著信息技術、網絡技術的發展，PDM作為支持協同設計的使能技術，已經成為基于WEB和分布式網絡的產品協同設計的研究熱點。

本文一方面以PDM軟件Team-Center作為基礎平臺，構建出一種支持CSCW的B/S}C/S模式的PDM系統，通過集成以Inventor為核心的三維CAD系統，提出了WEB環境中基于PDM系統的協同設計原型系統。該原型系統面向Internet/Intranet，支持異構計算機環境.能夠實現產品數據管理的統一與共享，便于有效地管理應用系統之間信息的傳遞與交換，為實現真正意義上的協同工作提供了理論依據。另一方面通過利用Inventor對NetMeeting的集成功能，使在項目中的CAD小組成員能夠進行應用共享和網絡視頻會議，實時交流設計思想，實現了協同設計的開發環境，解決了協同設計的交互技術。

1、CAD系統與PDM系統的集成

1.1支持CSCW的B/S，C/S混合模式的PDM系統

近來國內外圍繞協同工作中的設計行為及設計過程進行了深人的探討，對協商機制沖突及其解決方案進行了廣泛的研究，并開發研制了一些面向應用的原型系統，從中可以看出為了使設計出的CAD模型能夠得到準確一致的管理，PDM系統已成為協同設計系統中必不可少的支撐平臺。協同設計原型系統在體系結構上可以分為集中式、分布式、混合式結構，其中集中式適用于局域網，分布式和混合式適用于互聯網(Internet)及企業內部網(Intranet)。在實現方式上常見的有C/S模式和B/S模式及兼有c/s和B/S的混合模式，C/S模式適合于采用集中式結構的局域網，B/S模式在異地信息網絡交互通訊中效率很高，體現出了強大優勢，成為目前協同設計系統研究的熱點。

在綜合現有的協同設計原型系統理論研究的基礎上，我們以產品數據管理軟件TeamCenter為平臺，利用該PDM產品支持異構平臺，能夠與不同的數據庫(如Oraele和Mi-crosoftSQLServer)進行安裝配置的特點及其在WEB環境中的高效數據傳輸功能，提出了面向Internet/Intranet支持CSCW的B/S，C/S混合模式的PDM系統結構，如(圖1)所示。首先，該CAD系統以Autodesk公司的Inventor為核心，包括Autodesk AutoCAD，Siemens PLM Software公司的UnigraphicsNX及PTC公司的Pro/Engineer等大型CAD軟件，并與多媒體協同工具NetMeeting構成了支持異構操作系統的協同設計環境。其次，該CAD系統能夠與PDM工作站、PDM服務器及其WEB客戶端3者之間分別集成，其中CAD系統與PDM工作站和服務器的集成系統適用于局域網和企業內部網，CAD系統與WEB客戶端的集成系統適用于互聯網環境。另外，這3種不同的集成系統可以在不同的網絡環境中(如Internet，Intranet，LAN等)，利用不同的協議進行產品數據信息的相互通訊。作為協同設計原型系統支撐平臺的PDM系統，經過全面地集成CAD系統后能夠有效地管理CAD模型文件，保證協同設計中產品數據信息的一致性。

面向Internet/Intranet支持CSCW的B/S，C/S混合模式的PDM系統結構

這種面向Internet/Intranet的PDM系統結構側重于在WEB環境下進行的協同工作，表達了異地網絡環境下PDM系統數據信息的通訊方式和企業級PDM系統的層次結構，為CAD與PDM系統的集成、真正實現WEB環境下計算機支持的協同設計(CSCD)提供了基礎的體系結構。

1.2、CAD系統與PDM系統的集成原理

為了使B/S,C/S混合模式的PDM系統支持協同設計，保證產品數據信息與CAD模型的結構及物理信息一致，需要將CAD系統與PDM系統集成。對于CAD系統，可以利用VBA程序對AutodeskInventor的內部接口進行二次開發，生成一個基于Inventor的客戶端程序，通過該程序可以提取CAD模型文件的二維圖檔信息、產品結構信息及三維物理信息。對于PDM系統，可以利用TeamCenter內部對象定義語言MODeL(Metaphase Object DefinitionLanguage)對TeamCenter的界面、內部對象及其結構關系進行客戶化，使CAD系統的三維零部件及二維工程圖映射到PDM產品結構對象中;并通過開發TeamCenter提供的內部接口函數API，可以實時響應Inventor的客戶端程序發出的消息，創建或更新PDM系統的產品數據信息。通過對兩者的接口開發，可以實現CAD系統與PDM系統的集成。兩者的集成原理結構如圖2所示。

圖2 PDM系統與協同設計系統的集成原理

Inventor軟件與AutoCAD2000及以上版本是兼容的，兩者的工程圖文檔可以相互轉換。這樣無論是二維還是三維的CAD模型文件都可以通過VBA開發的Inventor接口將其信息發送給TeamCenter服務器，TeamCenter內部的API會根據CAD系統發出的消息作出實時的響應，自動創建產品數據對象或修改產品數據信息，保證PDM系統與CAD系統數據的實時一致性。

2、基于PDM的協同設計原型系統

根據面向InterneVIntranet的B/S,C/S混合模式的PDM系統結構，并將C人D系統與PDM系統的集成，我們提出了一種在WEB環境中基于PDM的協同設計原型系統，如圖3所示。

WEB環境中基于PDM的協同設計原型系統

概括地講，該原型系統主要說明了兩種集成結構和三層通訊關系。

第一種集成結構:CAD系統與協同工具的集成，三維CAD軟件Inventor7.0以上的版本已經具有對NetMeeting軟件的集成功能，可以隨時召開網絡會議，進行應用共享協同工作;

第二種集成結構:CAD系統與PDM系統的集成，經過對兩個系統的接口開發，設計人員可以在CAD環境中方便地創建、獲取、更新、修改產品數據信息。

第一層通訊關系:CAD系統與PDM服務器的通訊，工作站的CAD小組通過Inventor接口直接與PDM服務器進行數據信息的雙向通訊;

第二層通訊關系:PDM客戶端與服務器的通訊，局域網內的產品數據管理人員可以通過PDM客戶端與服務器通訊，進行產品信息的管理;

第三層通訊關系:Internet瀏覽器與PDM Web服務器的通訊，互聯網上的產品數據管理人員可以通過Internet Explorer瀏覽器登陸PDM的WEB服務器，間接與PDM服務器通訊執行管理操作。

通過Inventor將TeamCenter和NetMeeting集成，一方面實現了網絡環境中的協同設計功能，另一方面保證CAD模型文件與PDM系統的信息一致。有效地支持企業級產品數據的管理，為實現網絡中的協同工作提供了可靠的環境。這種基于PDM的協同設計原型系統是面向Internet和Intranet的，即:在企業內部網Intranet或局域網中，能夠實現設計人員間實時交流設計思想，共享應用程序、傳輸數據文件，支持協同設計中“人一人交互”技術;在互聯網Internet中，協同工作小組成員可以通過網絡會議瀏覽設計文件，通過瀏覽器登錄WEB服務器對產品數據進行管理。

3、協同設計交互技術的實現

Inventor軟件是Autodesk公司開發計算機輔助設計軟件，它具有強大的參數化三維實體造型能力和自適應裝配功能。軟件的自適應技術能夠自動改變參數，以對相關的零部件做出符合設計意圖的修改，與參數化造型相結合代表了當今先進的CAD技術。

Inventor為協同設計中的項目文件提供了共享及半隔離、隔離3種狀態，有效地管理同項目下的異地設計人員對不同工作區的CAD文件檢人檢出及傳遞，為協同設計提供了可靠的訪問權限的控制。特別是針對網絡傳輸多媒體的需要，Inventor集成TMicrosoft公司提供了NetMeeting系統，一方面可以利用電子會議(包括白板、語音、視頻等工具)支持成員間進行討論。在會議開始時，主持人具有Inventor進程的控制權。其他人要執行Inventor操作，可以在圖形窗口中雙擊鼠標，發送請求信息。如果主持人接受，他將獲得進程的控制權，并可以執行通常的Inventor操作。另一方面可以利用應用共享功能，使一人對CAD文件進行操作，其它成員均能在自已的終端上看到操作過程和結果。滿足了一般的協同設計需求，它適用于異地協同設計小組通過網絡交流設計思想，在線協商討論，實時瀏覽CAD模型文件，從而達到協同設計的“人-人交互”。

這種以NetMeeting為協同工具的協同設計系統在局域網和企業內部網已達到實用階段，但在互聯網中的實時交互技術還不成熟仍處子試驗階段，所以是否能夠利用Net-Meeting進行遠程實時協同工作還有待于繼續研究。

4、結束語

本文結合當前國內大型企業的設計現狀，研究在互聯網及企業內部網中基于CSCW和PDM系統的協同設計系統，從研究網絡環境下PDM系統對協同設計的管理支持人手，提出T面向InlerneVIntranet支持CSCW的B/S和C/S混合模式的PDM系統，并通過CAD系統與NetMeeting的集成功能實現了異地環境中“人一人交互”的協同設計方法;通過TeamCenter產品數據管理系統對以AutodeskInventor為核心的CAD系統的集成，構建出WEB環境中基于PDM的協同設計原型系統，達到推動協同設計進人實用化的目的。