什么是協(xié)同設(shè)計(jì)

什么是協(xié)同設(shè)計(jì)協(xié)同設(shè)計(jì)是指為了完成某一設(shè)計(jì)目標(biāo)，由兩個(gè)或兩個(gè)以上設(shè)計(jì)主體(或稱專家)，通過一定的信息交換和相互協(xié)同機(jī)制，分別以不同的設(shè)計(jì)任務(wù)共同完成這一設(shè)計(jì)目標(biāo)。編輯協(xié)同設(shè)計(jì)的特點(diǎn)與傳統(tǒng)CAD系統(tǒng)相比，協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：(1)多主體性：是指設(shè)計(jì)活動(dòng)由兩個(gè)或兩個(gè)以上設(shè)計(jì)專家參與，而這些設(shè)計(jì)專家通常是互相獨(dú)立的，并且各自具有領(lǐng)域知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和一定的問題求解能力。(2)協(xié)同性：具有一種協(xié)同各個(gè)設(shè)計(jì)專家完成共同設(shè)計(jì)目標(biāo)的機(jī)構(gòu)，這一機(jī)構(gòu)包括各設(shè)計(jì)專家間的通訊協(xié)議、沖突檢測(cè)和仲裁機(jī)制。(3)共同性：多設(shè)計(jì)專家要實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是共同的，他們所在的設(shè)計(jì)環(huán)境和上、下文信息也是一致的。(4)靈活性：參與設(shè)計(jì)的專家數(shù)目可以動(dòng)態(tài)的增加或減少，協(xié)同設(shè)計(jì)的體系結(jié)構(gòu)也是靈活、可變的。通過下表來對(duì)傳統(tǒng)CAD系統(tǒng)和協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行性比較詳細(xì)的對(duì)比：表協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)與單機(jī)CAD的比較系統(tǒng)項(xiàng)目單機(jī)CAD系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境單機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)孤立系統(tǒng)分布式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程或進(jìn)程獨(dú)立運(yùn)行設(shè)計(jì)過程或進(jìn)程要有協(xié)調(diào)交互或協(xié)同否是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)單機(jī)存儲(chǔ)，人工協(xié)調(diào)對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)要進(jìn)行協(xié)同控制安全性應(yīng)注意存儲(chǔ)安全需要注意反問控制、存儲(chǔ)安全和傳輸安全編輯協(xié)同設(shè)計(jì)的主要方式協(xié)同設(shè)計(jì)是先進(jìn)制造技術(shù)中并行工程運(yùn)行模式的核心。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是串行迭代的模式，即瀑布式的設(shè)計(jì)方法，就是說按產(chǎn)品壽命周期的各個(gè)過程順序執(zhí)行。在使用階段發(fā)現(xiàn)問題后，在前面各階段中找原因加以解決。并行工程則是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段盡早考慮產(chǎn)品壽命周期中各種因素的影響，全面評(píng)價(jià)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，以達(dá)到設(shè)計(jì)中的最優(yōu)化，最大限度消除隱患。因此涉及產(chǎn)品整個(gè)生命周期的各個(gè)不同部門的專家必須協(xié)同工作，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段，不僅設(shè)計(jì)專家要進(jìn)行討論，協(xié)調(diào)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)任務(wù)，而且工藝、制造、質(zhì)量等后續(xù)部門也要參與產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案提出修改意見。協(xié)同設(shè)計(jì)也是快速制造、動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的重要方法和手段，當(dāng)今，市場(chǎng)形勢(shì)日趨多變，產(chǎn)品生命周期短、更新?lián)Q代快、品種增加、批量減小，顧客對(duì)產(chǎn)品的交貨期、價(jià)格和質(zhì)量的要求越來越高，企業(yè)往往依靠其特有的一些技術(shù)構(gòu)成的新產(chǎn)品以贏得市場(chǎng)份額，獲取高額利潤。在這種情況下，如何及時(shí)地提供可利用的知識(shí)和技術(shù)，快速開發(fā)新產(chǎn)品，重組資源，組織生產(chǎn)，滿足用戶“個(gè)性化產(chǎn)品”的需要，就成為企業(yè)能否贏得競(jìng)爭(zhēng)、不斷發(fā)展的關(guān)鍵。快速制造認(rèn)為，以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，在全球一體化或地區(qū)一體化的金融環(huán)境和政治環(huán)境中，通過臨時(shí)聯(lián)合那些能適應(yīng)環(huán)境變化的企業(yè)，組成動(dòng)態(tài)聯(lián)盟，共同承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，分擔(dān)義務(wù)，共享成果，才能迅速開發(fā)新產(chǎn)品，響應(yīng)市場(chǎng)需求。(1)橫向協(xié)同：橫向協(xié)同充分體現(xiàn)了快速制造哲理下的企業(yè)間動(dòng)態(tài)聯(lián)盟。它適應(yīng)了現(xiàn)代企業(yè)向?qū)I(yè)化方向發(fā)展的趨勢(shì)，即越來越多的制造企業(yè)從“大而全”或“小而全”的模式中走了出來，專注于自己的核心能力和核心產(chǎn)品。面向市場(chǎng)機(jī)遇，和具有其他專業(yè)技術(shù)的企業(yè)合作，從而擁有技術(shù)、資金、成本、速度等綜合優(yōu)勢(shì)，形成“團(tuán)體化”的競(jìng)爭(zhēng)方式。(2)縱向協(xié)同：縱向設(shè)計(jì)體現(xiàn)了并行工程的原理。這種工作模式使得開發(fā)者從一開始就考慮到產(chǎn)品全生命周期中的所有因素，盡可能保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、制造的一次成功從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高質(zhì)量和降低成本。根據(jù)并行工程原理，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將產(chǎn)品壽命循環(huán)各個(gè)方面的專家，甚至包括潛在的用戶都集中在一個(gè)工作環(huán)境下，形成專門的工作小組，協(xié)同工作。橫向和縱向的協(xié)同設(shè)計(jì)在具體設(shè)計(jì)中沒有嚴(yán)格區(qū)分，常常是互相交織在一起。即動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)聯(lián)盟采用并行的設(shè)計(jì)過程，在并行的設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)團(tuán)體人員是企業(yè)內(nèi)外專業(yè)人員的組合。編輯協(xié)同設(shè)計(jì)的功能模塊協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要由協(xié)同工作系統(tǒng)、協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)、分布式產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、安全控制、決策支持和協(xié)同工具等功能模塊組成。(1)協(xié)同工作系統(tǒng)：它包括協(xié)同系統(tǒng)管理和協(xié)同工作管理2個(gè)子模塊。前者對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行有效管理，后者負(fù)責(zé)對(duì)協(xié)同設(shè)計(jì)過程進(jìn)行管理，統(tǒng)籌安排開發(fā)中的各種活動(dòng)和資源。(2)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)：它提供系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能。設(shè)計(jì)人員在數(shù)據(jù)庫的支撐下，利用該模塊進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)(包括設(shè)計(jì)計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析等)。(3)分布式數(shù)據(jù)管理：該模塊對(duì)所有產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息、系統(tǒng)資源和知識(shí)信息等進(jìn)行組織與管理。(4)安全控制：該模塊負(fù)責(zé)對(duì)進(jìn)人系統(tǒng)的用戶、協(xié)同過程中的數(shù)據(jù)訪問和傳輸進(jìn)行安全控制。(5)決策支持：它為協(xié)同設(shè)計(jì)提供決策支持工具(包括約束管理和群決策支持等)。(6)協(xié)同工具：該模塊為協(xié)同設(shè)計(jì)提供通訊工具(包括視頻會(huì)議、文件傳輸和郵件發(fā)送等)。編輯協(xié)同設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)協(xié)同設(shè)計(jì)涉及的關(guān)鍵技術(shù)有：(1)協(xié)同工作管理技術(shù)。包括項(xiàng)目管理和工作流程管理技術(shù)；(2)分布式數(shù)據(jù)管理技術(shù)。包括支持分布環(huán)境、版本控制管理和權(quán)限管理等技術(shù)；(3)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫技術(shù)。它是數(shù)據(jù)庫技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兩者的有機(jī)結(jié)合，使數(shù)據(jù)庫技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)集于一體，支持CSCD對(duì)大量信息的調(diào)用和傳輸；(4)面向?qū)ο蠹夹g(shù)。該技術(shù)把某一產(chǎn)品數(shù)據(jù)和相關(guān)產(chǎn)品或操作的集合在一起進(jìn)行封裝，便于網(wǎng)上傳輸和共享；(5)安全技術(shù)。它包括訪問控制和數(shù)據(jù)安全傳輸；(6)異地協(xié)同工作技術(shù)。如Netmeeting、e_mail、Agent技術(shù)、CORBA技術(shù)等；(7)協(xié)同工作中的沖突消解。此外，還包括標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)基本技術(shù)等。在這些關(guān)鍵技術(shù)中，有的研究理論已比較完善，如網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)以及網(wǎng)絡(luò)基本技術(shù)等，但協(xié)同設(shè)計(jì)的管理技術(shù)、協(xié)同工作中的沖突消解技術(shù)還處于探索階段。編輯協(xié)同設(shè)計(jì)案例分析編輯案例一：基于協(xié)同設(shè)計(jì)的知識(shí)管理研究1為了適應(yīng)越來越激烈的全球化市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，快速響應(yīng)客戶定制產(chǎn)品的需求，計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作理論在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究工作已經(jīng)開展了好多年?。協(xié)同設(shè)計(jì)是一個(gè)以知識(shí)為基礎(chǔ)的計(jì)算過程，不僅需要不同領(lǐng)域的知識(shí)和專家的經(jīng)驗(yàn)，更重要的是要有綜合和協(xié)調(diào)這些經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的有效機(jī)制和知識(shí)來耦合不同專家的設(shè)計(jì)任務(wù)。目前，協(xié)同設(shè)計(jì)和知識(shí)管理在傳統(tǒng)制造業(yè)的革新中正被廣泛實(shí)施，但是在協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)或知識(shí)管理系統(tǒng)中都存在功能單一的問題。協(xié)同設(shè)計(jì)和知識(shí)管理應(yīng)該是互相協(xié)調(diào)發(fā)展，這樣能夠?yàn)橹圃鞓I(yè)智力資產(chǎn)的管理提供新的拓展空間。這既需要信息集成、過程集成，更需要知識(shí)集成。因此，在統(tǒng)一平臺(tái)、統(tǒng)一門戶的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，建立一個(gè)相互支撐的集成平臺(tái)成為研究熱點(diǎn)。1、基于協(xié)同設(shè)計(jì)的知識(shí)管理的特點(diǎn)協(xié)同設(shè)計(jì)過程是一個(gè)知識(shí)密集型流程，需要大量跨學(xué)科、多類型、多渠道的知識(shí)及知識(shí)交流，因此需要知識(shí)管理的全面支持。協(xié)同設(shè)計(jì)對(duì)知識(shí)管理提出了新的要求，支持協(xié)同設(shè)計(jì)的知識(shí)管理的特點(diǎn)是：(1)分布式是協(xié)同設(shè)計(jì)的主要環(huán)境特征，支持協(xié)同設(shè)計(jì)的知識(shí)管理必須適應(yīng)協(xié)同設(shè)計(jì)的分布式特點(diǎn)。(2)參與協(xié)同設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)成員幾乎不可能具有完全一致的設(shè)計(jì)環(huán)境，因此支持協(xié)同設(shè)計(jì)的知識(shí)管理系統(tǒng)應(yīng)該具有跨平臺(tái)的特性。(3)產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)需要產(chǎn)品市場(chǎng)分析、設(shè)計(jì)、制造、銷售、采購和服務(wù)等各方面人員的參與，支持協(xié)同設(shè)計(jì)的知識(shí)管理系統(tǒng)應(yīng)為他們提供協(xié)商平臺(tái)。(4)需要充分考慮到產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的并行性，對(duì)協(xié)同設(shè)計(jì)過程中的設(shè)計(jì)歷史進(jìn)行管理。(5)需要快速響應(yīng)協(xié)同設(shè)計(jì)過程的變化，滿足協(xié)同設(shè)計(jì)過程對(duì)知識(shí)資源的需求。(6)向協(xié)同設(shè)計(jì)過程中的具體設(shè)計(jì)任務(wù)提供全方位的知識(shí)支持：便捷的知識(shí)查詢、個(gè)性化的知識(shí)服務(wù)、專家快速定位以及設(shè)計(jì)問題的解決等。2、基于協(xié)同設(shè)計(jì)的知識(shí)管理模式面向協(xié)同設(shè)計(jì)的知識(shí)管理聚焦于設(shè)計(jì)任務(wù)與知識(shí)的協(xié)同，如知識(shí)獲取(主動(dòng)搜索知識(shí)、動(dòng)態(tài)知識(shí)匹配和自動(dòng)知識(shí)推送)、利用已有知識(shí)f不僅是文檔，設(shè)計(jì)活動(dòng)特有的知識(shí)形式，如零件庫、程序化知識(shí)和知識(shí)服務(wù)等，針對(duì)設(shè)計(jì)知識(shí)的特點(diǎn)提供多種知識(shí)利用形式，提高知識(shí)利用的效率)、創(chuàng)造新知識(shí)(提供可控的異步、同步知識(shí)交流工具和知識(shí)活動(dòng)流程管理)等，這些都需要知識(shí)管理工具和知識(shí)庫的支持。面向協(xié)同設(shè)計(jì)過程的知識(shí)管理主要包括以下幾方面內(nèi)容：(1)對(duì)協(xié)同設(shè)計(jì)的過程知識(shí)的管理協(xié)同設(shè)計(jì)的過程知識(shí)管理主要是對(duì)過程模型建立階段建立起來的過程模型進(jìn)行分類和管理，并以此建立產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程參考模型庫，以便實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)過程的重用和改進(jìn)，并對(duì)各種知識(shí)活動(dòng)中的知識(shí)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，建立系統(tǒng)化的和集成的知識(shí)庫。(2)面向協(xié)同設(shè)計(jì)過稷的設(shè)計(jì)歷史知識(shí)管理產(chǎn)品建模對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息、設(shè)計(jì)決策過程、功能、設(shè)計(jì)意圖的捕獲與表達(dá)的研究還遠(yuǎn)未成熟。設(shè)計(jì)歷史知識(shí)管理強(qiáng)調(diào)的是協(xié)同設(shè)計(jì)過程中的異步知識(shí)協(xié)同，使得下游的設(shè)計(jì)活動(dòng)獲得的不僅是上游的設(shè)計(jì)結(jié)果，而且能從設(shè)計(jì)歷史知識(shí)記錄中了解他人的設(shè)計(jì)意圖和決策依據(jù)。(3)知識(shí)活動(dòng)流程與協(xié)同計(jì)過程的集成由于市場(chǎng)和客戶需求的多樣化、技術(shù)更新的快速化，不可避免的，知識(shí)員工在業(yè)務(wù)處理中經(jīng)常遇許多新問題，這時(shí)知識(shí)庫中知識(shí)往往無法滿足需求，需要求助于多名專家共同協(xié)作，動(dòng)態(tài)地獲取相關(guān)知識(shí)。(4)協(xié)同設(shè)計(jì)過程的集成協(xié)商平臺(tái)沖突消解是知識(shí)管理對(duì)協(xié)同設(shè)計(jì)過程級(jí)支持必須考慮的問題。由于協(xié)同設(shè)計(jì)中沖突所涉及的范圍甚廣，給沖突的消解帶來困難。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，人們協(xié)商的手段不再滿足于文件傳輸、電子郵件和白板等，而希望借助網(wǎng)絡(luò)化視音頻技術(shù)傳輸實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖像和聲音等流媒體信息。3、支持協(xié)同設(shè)計(jì)的知識(shí)管理體系框架