CAD技术的发展趋势展望

  计算机支持的协同设计是计算机支持的协同工作(CSCW)技术在设计领域的一种应用。用于支持设计群体成员交流设计思想、讲讨论设计结果、发现成员间接口的矛盾和冲突,及时地加以协调和解决,减少以至避免设计的反复,从而进一步提高设计工作的效率和质量。

  协同设计倍受人们的关注,已有不少原型系统,也有一些产品已在市场上出售了。已有工作中,有些属基础性工作,如建模、系统结构、适用于CSCW的支撑环境等等。但从建立实用协同设计系统的角度来说,主要面临如下三大问题:

  (1)群体成员间多媒体信息传输 目前在局域网上通讯方法已较成熟,但在远程网上,交换数据时,异步传输,现有网络平台问题不大,但实时交换数据问题较多。首要的是传输媒体的选择问题,即基于公用网(如WWW)还是基于专用网(如语音传输可借用电话专线,又如租用ISDN总线)。目前多数研究是集中在公用网Internet和Intranet上。但商品开发上更多考虑专用线。从实用效果来说,公用网效果较差,而专用线虽然效果好些,但价格太高。

  (2)异构平台 参与协同设计的成员是分散在各地,且设备条件多种多样。因此,实用的协同设计系统必须能在异构环境中运行,包括数据传输、工具集成,还有跨平台的交互界面,这主要依靠标准化工作来解决异构环境问题,目前普通采用的是CORBA,JAVA技术和通信领域的标准等。不过这类技术目前对CSCW的支持还有不足之处,有待增强功能。至于跨平台的交互界面的研制,虽有不少进展,但是至今尚未见到支持它的工业标准。

  (3)人--人交互 应该说支持设计群体人员间的人--人交互是协同设计的核心问题之一,特别是目前自动发现矛盾和冲突,并进行自动协同和解决的技术还不成熟,因此人--人交互的手段尢为重要。当前,最为普遍的是利用电子会议(包括白板、语音、视频等等工具)支持成员间进行讨论,它比较适用于交流设计思想,不过用它来讨论设计结果就很费劲,共同修改设计结果就更不可能了。目前讨论设计结果主要是依靠应用共享这一工具,这一工具能够达到一人对一个CAD工具进行操作,其它成员均能在自已的终端上看到操作过程和结果。这个工具也可以和电子会议系统集成,用语音等工具进行讨论,但应用共享最大的问题在于对于没有源程序的CAD工具,一个时刻只允许一个人操作,其它人希望操作必须事先申请,获准并在当前操作者退出后方可操作,故很不方便,成员间不能直接互操作,这是需要进一步解决的问题。

  总而言之,协同设计系统的现状是局域网已达到实用阶段,在异步工作方式下,远程协同设计问题也较小,但远程实时工作方式下,特别是基于公用网,尚处实验阶段,当然整个协同设计系统离成熟阶段尚有一定距离,很多问题有待解决。

  3、海量信息存储、管理和检索 CAD系统处理的信息愈来愈多,而且是多媒体信息。尽管磁盘容量增长速度很快,但仍远不能满足信息量快速增长的需求。海量信息的存储、管理和快速检索已成为世人瞩目的问题。这除了依靠硬件来解决问题外,DBMS是一重要技术,实践证明,传统的关系数据库管理系统EDBMS已难已适应要求而采用面向对象和关系相结合的模型可能是个过渡的解决方案。

  4、设计法研究及其相关问题 设计工作是项复杂的且知识密集的群体活动,为了提高效率必须遵循某种正确的设计方法,虽然设计方法学的研究已有半个多世纪了,但针对CAD的设计法却是最近才有的,称为正规设计流程法,它不仅让我们知道设计是一种流程,还为开发CAD工具提供了依据,因此了解和识别设计过程的不同方面(即不同的设计活动),是开发新一代CAD系统的关键。

  现在已出现许多设计流程法。过去常用的是自顶向下、自底向上的自然可行方法,但这种方法只适用于详细设计阶段。现在为了支持整个设计工作,设计法的研究重点应在支持概念设计方法和协同设计方法之上。例如,新的CAD系统可消除许多由于距离和时间所造成对工作方法和组织的限制,协同设计面临的不但有人--机交互、还有人--人交互,因而CAD的过程更复杂了,尽管人们都在期望提供一种灵活的,可移动的、安全可靠的远程协同设计环境,但如果没有正确的方法来指导,将很难达到预期的效果。