（机械电子工程专业论文）回转支承设计信息集成系统的研究.pdf

硕士学位论文 摘要 回转支承的设计与开发是多学科技术的综合应用。实现回转支承设计流程的 计算机化和网络化，通过信息集成系统来管理回转支承设计中产生的各种信息资 源，让更多的科研力量参与到回转支承的开发之中，加快回转支承的开发速度， 缩短产品的开发周期，提高产品的竞争力。 本文以基于j 2 e e 的回转支承设计信息集成系统为研究对象。首先介绍了信 息集成的发展现状以及开发本系统的一些关键技术，接着论述了集成系统的体系 结构及设计思路，研究了系统里的功能化查询模块、项目管理模块和参数化设计 模块，在w e b 环境下实现了基于j 2 e e 的回转支承设计信息集成系统。主要研 究工作如下： 1 在系统功能需求分析的基础上，运用m v c 设计模式和s t r u t s 技术，建立 了一个层次化、模块化、网络化的基于j 2 e e 规范的回转支承设计信息集成系统。 2 开发了回转支承设计信息集成系统中的功能化查询模块、项目管理模块 和参数化设计模块。设计了功能化查询模块中的关系型数据库，利用p r o e 的二 次开发工具p r o t o o l k i t 完成了参数化设计模块开发。 3 在回转支承设计信息集成系统中，采用t o m c a t 作为w e b 服务器，运用 数据库m y s q l ，并利用j d b c 技术连接数据库，给出了一个w e b 环境下实现 回转支承设计信息集成系统的结构模型。利用j s p 技术编写了系统页面，并完成 了系统中功能化查询模块、项目管理模块、参数化设计模块和协同设计模块。 4 分析了回转支承设计信息集成系统的功能模块和现有系统的优点和不足 之处，指出了今后需要改进的方向，提出了相应的建议。 关键词：回转支承信息集成参数化设计j 2 e e d b m s a b s t r a c t a bs t r a c t t h ed e s i g na n dd e v e l o p m e n to fs l e w i n gb e a r i n gi sac o m p o s i t i v ea p p l i c a t i o no f m u l t i - d i s c i p l i n a r i t i e s w i t ht h ec o m p u t e rt e c h n o l o g ya n dt h en e t w o r kt e c h n o l o g y i n v o l v e di nt h ep r o c e s so fr e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n t ，t h ei n f o r m a t i o ni n t e g r a t e d s y s t e mm a n a g e st h ed e s i g ni n f o r m a t i o nr e s o u r c e sa n dm a k e sm o r ep a r t n e r st o p a r t i c i p a t ei nt h ed e s i g n ，w h i c hc a na c c e l e r a t et h ed e s i g np r o c e s so ft h es l e w i n g b e a r i n gd e s i g n ，s h o r t e nt h ed e v e l o p m e n tc y c l ea n de n h a n c et h ec o m p e t i t i v e n e s so f p r o d u c t s a ni n f o l m a r i o ni n t e g r a t e ds y s t e mo fs l e w i n gb e a r i n gd e s i g ni sd e v e l o p e db a s e d o nj 2 e ei nt h i sp a p e r t h ed e v e l o p m e n ts t a t u so fi n f o r m a t i o ni n t e g r a t e da n ds o m ek e y t e c h n i q u e sa b o u tt h es y s t e md e v e l o p m e n ta r eb r i e f l yi n t r o d u c e d a f t e r w a r d s ，t h e f r a m e w o r ka n dd e s i g nl i n ea r ed i s c u s s e d ，s p e c i a l l yf o c u s i n go nt h er & do ff u n c t i o n a l s e a r c h i n gm o d u l e ，p r o je c tm a n a g i n gm o d u l ea n dp a r a m e t r i cd e s i g n i n gm o d u l eo ft h i s s y s t e m a tl a s t ，t h ei n f o r m a t i o ni n t e g r a t e ds y s t e mo fs l e w i n gb e a r i n gd e s i g nb a s e do n j 2 e ei sa c h i e v e du n d e rw e be n v i r o n m e n t t h em a i nr e s e a r c h e sa r eo u t l i n e da s f o 1 l o w s ： 1 a f t e rt h ea n a l y s i so ft h es y s t e mf u n c t i o n a lr e q u i r e m e n t s ，a c c o r d i n gt ot h e m v cm o d e la n ds t r u t sf r a m e w o r k ，ah i e r a r c h i c a l ，m o d u l a ra n dn e t w o r ki n f o r m a t i o n i n t e g r a t e ds y s t e mo fs l e w i n gb e a r i n gd e s i g ni ss e tu pb a s e do nj 2 e es t a n d a r d 2 t h em o d u l e sf o rf u n c t i o n a ls e a r c h ，p r o j e c tm a n a g e m e n ta n dp a r a m e t r i cd e s i g n i ni n f o r m a t i o ni n t e g r a t e ds y s t e mo fs l e w i n gb e a r i n gd e s i g na r es t u d i e da n dd e v e l o p e d t h ed a t a b a s eo fr e l a t i o nt y p ei nt h ef u n c t i o n a ls e a r c hm o d u l ei sd e s i g n e da n dt h e p a r a m e t r i cd e s i g nm o d u l ei sd e v e l o p e db yu s i n gp r o t o o l k i t a st h es e c o n d a r y d e v e l o p i n gt o o lo fp r o e 3 d u r i n gt h ea c t u a l i z a t i o no ft h ei n f o r m a t i o ni n t e g r a t e ds y s t e mo fs l e w i n g b e a r i n gd e s i g n ，t o m c a ti su s e da st h es e r v e ro fw e b ，a l o n gw i t ht h ed a t a b a s eo f m y s q la n dj d b cf o rl i n k i n gt e c h n o l o g y , t op r e s e n to n es t r u c t u r a l m o d ef o r i m p l e m e n t i n gt h ei n f o r m a t i o ni n t e g r a t e ds y s t e mi nt h ew e b e n v i r o n m e n t t h ep a g e s i i 硕士学位论文 o fs y s t e ma f ec o m p i l e dw i t ht h ej s pt e c h n o l o g ya n dt h em o d u l ef u n c t i o no ff u n c t i o n a l s e a r c h ，p r o j e c tm a n a g e m e n ta n dp a r a m e t r i cd e s i g na r ef u l f i l l e d 4 t h ef u n c t i o n a lm o d e l so ft h ee x i s t e di n f o r m a t i o ni n t e g r a t e ds y s t e mo fs l e w i n g b e a r i n gd e s i g na r ei n t r o d u c e d t h ea d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so fe x i s t e ds y s t e m a r ea n a l y z e d t h ef u t u r ea i mi sp o i n t e d ，a n dr e l e v a n ta d v i c ei sb r o u g h tf o r w a r d k e y w o r d s ：s l e w i n gb e a r i n g ：i n f o n n a t i o ni n t e g r a t e d ；- p a r a m e t r i cd e s i g n ；j 2 e e ； d b m s i l l 目录 目录 摘要i a b s t r a c t i i 第1 章绪论二1 1 1 课题研究的背景和意义1 1 2 国内外设计信息集成的研究现状2 1 2 1国内设计信息集成的研究现状2 1 2 2 国外信息集成的研究现状3 l3 参数化设计技术的研究现状5 1 4 论文主要内容和章节安排6 1 4 1 论文主要内容6 1 4 2 论文各章节结构安排6 第2 章总体框架及关键技术8 2 1 系统需求分析8 2 1 1 回转支承设计特点8 2 1 2 系统功能目标9 2 2 系统框架结构设计1o 2 2 1j 2 e e 技术1 0 2 2 2 m v c 设计模式与s t r u t s 技术1 1 2 2 3基于j 2 e e 系统平台的框架结构1 3 2 3 参数化设计与p r o e 二次开发技术1 5 2 3 1 参数化设计技术的原理1 5 2 3 2 参数化设计技术在系统开发中的应用1 5 2 3 3p r o e 二次开发工具p r o t o o l k i t 一1 6 2 4 本章小结1 7 第3 章功能化查询模块的研究与实现1 8 3 1 功能化查询模块的总体结构和基本功能1 8 i v 硕士学位论文 3 1 1 模块框架结构】8 3 1 2 基本功能1 9 3 1 3 工作流程2 0 3 2 功能化查询模块中关系数据库的建立2 1 3 2 1 应用数据库介绍2 1 3 2 2 概念设计2 1 3 2 3 物理设计：2 4 3 2 4 数据库程序开发2 4 3 3 基于s t r u t s 框架的功能化查询模块的设计2 5 3 3 1 视图的设计2 5 3 3 2 控制器的设计：2 7 3 3 3 模型的设计2 7 3 4 本章小结2 9 第4 章回转支承参数化设计3 0 4 1 p r o t o o l k i t 程序开发步骤3 0 4 1 1 创建p r o t o o l k i t 应用程序方法3 0 4 1 2p r o t o o l k i t 应用程序基本框架3 0 4 1 3 p r o t o o l k i t 接口程序设计31 4 1 4 程序的编译与连接3 2 4 1 5 p r o t o o l k i t 应用程序的注册运行3 4 4 2 菜单技术3 6 4 2 1 菜单设计的方法和步骤3 6 4 2 2 菜单信息文件的设计3 7 4 3 对话框技术3 8 4 3 1 u i 对话框的资源文件设计3 9 4 3 2u i 对话框控制程序设计4 0 4 4 本章小结4 1 第5 章信息集成系统的实现一4 2 5 1 系统开发平台4 2 v 目录 5 1 1 硬件设施4 2 5 1 2 软件环境：4 3 5 1 3 开发工具4 3 5 2 系统主要结构和功能4 3 5 2 1 系统基本功能模块4 3 5 2 2 系统的界面结构4 5 5 3 系统主要功能模块实现- 4 7 5 3 1功能化查询模块4 7 5 3 2 项目管理模块5 0 5 3 3 参数化设计模块5 1 5 3 4 协同设计模块：5 4 5 4 本章小结5 5 第6 章结论与展望5 6 6 1结论5 6 6 2 展望5 7 参考文献5 8 硕士期间发表论文6 3 致谢6 4 v i 硕士学位论文 第1 章绪论 1 1课题研究的背景和意义 随着计算机信息及自动化技术的发展和广泛应用，产品设计制造技术得到了 发展，市场竞争变得越来激烈，对产品设计和制造的要求也越来越高。企业只有 力争在最短时间内、消耗最少的资金生产出满足市场需要的产品才能在日趋激烈 的市场竞争中取得胜利 1 。因此，如何缩短产品开发周期、提高产品质量并降低 成本去适应快速变化的市场需求己成为企业共同的追求目标。 回转支承用于工程机械、矿山机械、建筑机械以及其它机械中需要相对回转 运动的基础零件【2 】。近年来，工程机械、特种车辆和风力发电等行业的快速发展， 一方面为回转支承提供了广阔的市场，另一方面也对回转支承的数量、质量和水 平提出了更高的要求【1 j ；同时，标准产品也难于满足所有的使用场合，需要根据 实际要求定制的非标准回转支承占有一定的市场比例。经过几十年的发展，我国 的回转支承研发上有了较大进步，可以生产直径2 0 0 5 0 0 0 m m 的七大类回转支承 产品，目前回转支承国内市场占有率在6 1 以上，有的甚至已经出口 4 1 。 虽然回转支承研发及应用发展较快，但与国外行业相比，差距还是比较明显。 特别是在一些对主机要求较高的工程项目上，比如国产挖掘机在诸如三峡工程、 黄河小浪底工程等国家级大型土建施工现场几乎看不到，全部采用进口设备【5 】。 与国外相比，我国在回转支承的设计技术方面还存在较大的差距，国外只需将工 况、安装尺寸要求、转速等数据输入计算机，c a d 程序自动完成产品的结构设 计、承载能力计算，同时输出各种图形和曲线，并且使用有限元分析方法，对回 转支承进行加载模拟仿真分析 6 。 决定产品竞争力的指标是产品的开发时间、产品质量、成本和服务。回转支 承传统的设计方法是一个逐步逼近、优化取值的过程，即计算取值分析计算、 校核修正取值重新分析计算、校核。设计过程涉及大量的公式、图表，计算量 大，而且都为人工计算，设计周期长，分析计算繁杂且计算结果不准确、无法实 现最优化参数设计。能在最短的时间内开发出高质量、高性能的新产品是企业生 存的关键【7 j 。根据设计过程的需要，开发出一套回转支承设计信息集成系统，实 第1 章绪论 现历史资料数据库查询模块，进行参数检索、修改及再生，协同开发、快速设计 出客户所需的产品，提高企业的市场竞争力。 1 2 国内外设计信息集成的研究现状 1 2 1国内设计信息集成的研究现状 赵汝嘉，彭庆金等 8 】提出了在机械制造工业中机械零件的几何建模存在数据 库不完备、数据抽象水平不匹配、设计环境较差等问题。针对这些问题，面向 c a d c a p p c a m 系统，构建了基于三维特征模型的零件信息数据结构的特征建 模系统，有效的解决了上述问题。同时对在研制c a d c a p p c a m 集成系统过程 中所涉及到的集成分析系统、广义c a p p 和通用n c 信息生成器等问题进行了研 究。 孟小峰 9 1 在分析了传统的集成方法存在诸如对w e b 信息的动态可变性支持 不够、集成方法的易用性差、信息集成的方法缺乏目的性等缺点后，提出了基于 w e bs e r v i c e s 的w e b 数据集成技术研究方案，并对易用性差，适应性差的问题， 采用基于预定义模式的数据抽取和维护方法，简化包装器生成过程，提高包装器 对动态页面变化的自适应能力。同时他们在已有的研究成果基础上，为w e b 上 的各类数据集成应用提供高效的开发工具和中间件。 马云富，柏志彬和刘治红 1o 】为解决数控机床能力平衡及生产优化等问题。 根据数控设备的数量，提出工作站级和单元级两种解决方案。工作站级用p c 机 监控器，通过r s 2 3 2 4 8 5 e t h e r n e t 等与改造后的数控机床连接，由监控器完成 作业分配，实现n c 程序上下载、工作状况实时监视和加工统计管理。单元级是 在工作站级基础上增加单元控制器管理下属工作站，实现单元内加工设备的动态 调度，n c 程序、工艺信息、刀、夹、量具信息和生产信息管理。 胡如夫，孙庆鸿，陈南等 针对在机床开发中使用的各类c a x 软件所采用的 操作系统和硬件平台各不相同，导致大量的分布式异构数据和冗余数据这样的问 题，提出基于c o r b a 软总线机床开发c a x 信息集成技术，可实现跨网络，跨 平台的协同设计及应用工具的即插即用。该技术已初步应用于高速数控车床开发 的c a x 信息集成系统中。 硕士学位论文 张金，王小刚，陈卓宁【i2 】通过分析企业信息化网络应用过程中p d m 系统所 面临的网络集成问题，提出了一种基于c s 模式开发的p d m 系统转化为网络分 布式集成应用的解决方案，并利用中间件技术研制了实现企业应用集成的网络集 成平台。使得基于此平台运行的各应用模块不仅可以相互间实现紧密集成，并能 够基于平台资源定向功能实现应用的网络分布和w e b 化访问，同时对国产数据 库应用提供专门支持。 林飞【1 3 j 为解决企业的“信息孤岛”现象，提出了p d m 与c a d 的三种集成 模式：p d m 与c a d 的封装集成、p d m 与c a d 的接口集成和p d m 与c a d 的 紧密集成，并以接口模式为例，对比传统的单向集成方法，实现了p d m 与三维 c a d 的双向集成，更加有效的保证了c a d 和p d m 系统产品信息的一致性。 范国磊，戴跃洪和杨永明【1 4 】针对企业间协作的需要，分析了企业间p d m 系 统协作中存在的弊端：企业间设计部门沟通不便，各企业的p d m 系统形成信息 孤岛，无法实现信息资源的共享；各企业设计标准不同，产品编码、图纸编码等 不统一，导致产品整合困难；异地p d m 系统非松散耦合集成，相互依赖性较强； 目前p d m 系统朝着b w d ( b r o w s e r 、w e b 、d a t a b a s e ) 的模式发展，网上传输 数据的安全性受到威胁；各企业p d m 系统无法资源互补，难以形成企业动态联 盟。同时也分析了s o a ( 面向服务的架构) 的特点，提出了一种新的p d m ( 产 品数据管理) 系统异地协同的集成框架，研究了该框架的集成模块、各模块的工 作流程，以及以j 2 e e 平台为基础的实施方案。研究结果表明，各模块间通过发 布、搜索、绑定三种操作，该框架可以有效集成异地p d m 系统，并使其协同工 作，解决了异地企业间p d m 系统的资源共享问题。 1 2 2 国外信息集成的研究现状 c h i n b i nw a n g ，t s u n g y ic h e n ，y u h - m i nc h e n 和h u i c h u a nc h u 1 5 l 在文献 中描述了用一种方法来整合阻碍企业发展的分布式关系数据库管理系统。这种方 法将中间模型作为核心技术，它能将企业系统进行集成，并通过x m l 文件标准 实现信息集成。这种集成方式非常灵活并且是可扩展的，无论是对于已经存在的 企业系统还是企业未来的系统都能集成。最后以一个商业在线购买系统为例，运 用该方法使企业资源计划( e r p ) 系统实现了企业资源共享、缩短了购买时间同 第1 章绪论 时也降低了操作成本。 e m a ds a b o u e ln a s r 和a l ik k a m r a n i 在文献中提到影响c a d c a m 集成 的最主要因素是对于c a d 立体系统的特征识别，因为c a d 文件包含了零件详 细的几何信息，而这些信息并不适用于诸如加工过程等下位软件。不同的c a d 或图形模块都将相关信息存储于它们自己的数据库中，而这些数据库彼此的结构 各不相同，到目前为止还没有普遍或标准的结构能被所有的c a d 模块公用。针 对这问题，作者提出了一种智能特征识别方法( i f r m ) ，它能够将所有的 c a d c a m 系统连成一体。这种系统将一个初始图形交换规范( i g e s ) 的中间 文件作为输入，并且将文件中的信息翻译成加工信息。零件的边界几何信息通过 一个特征识别程序分析，这种程序可用c + + 语言编写，同时运用一种特征识别法 则来识别诸如台阶，孔等不同的特征。 a l b e r t oj o s ea l v a r e s 和j o a oc a r l o se s p i n d o l af e r r e i r a t l 7 1 描述了一个在数控车 床上加工转动零件的远程加工系统( 通信加工) ，该系统由三部分组成：用户图 形界面( g u i ) 、用于图片视频捕捉的网络摄影、用于数控加工的网络数控系统。 这个网络数控系统由两个模块组成：服务器，位于一个工作站，通过以太网与机 床相连，主要用于捕捉图片和对加工中心的监控；客户端，通过j a v a 程序实现。 所有的控制均通过t c p i p 协议实现，这种系统相当适用并且它也是 c a d c a p p c a m 集成的一种。 x i o n g h u iz h o u ，y a n j i eq i u ，g u a n g r uh u a ，h u i f e n gw a n g 和x u e y ur u a n 【1 8 】 在文献中首先提出目前的c a d 系统仅仅是诸如拉伸、旋转、剪切之类的宏观建 模和命名而其设计特征或制造特征与工程实践并不一致。针对这一问题，他们提 出了一种实际的解决方案：在商业c a d 系统平台上将c a d 和c a p p 进行双边 综合。同时他们也对其中的关键技术：特征识别和转换、特征参数和约束提取、 特征树重建、技术信息处理、加工过程，工艺过程图的自动标记以及3 d c a d 模 型的产生都进行了阐述。 j c i u r a n a ，m l g a r c i a r o m e u ，i f e r r e r , 矛e im c a s a d e s u s 悖】在文献中首先指出 在企业生产计划中，将企业目标、加工计划和生产计划等信息完全集成在一起是 现代企业面临的一个难题。然后他们提出使用集成定义方法论( i d e f ) 来设计 一种多变的模型，这种模型可以在加工过程中将分步生产和生产计划整合在一 4 硕士学位论文 起，最终将这种模型发展成一种系统，使得用户在同一时间内协同完成加工过程 和生产计划的设定。 1 3 参数化设计技术的研究现状 参数化设计方法的研究工作最早可追溯到2 0 世纪6 0 年代早期，s u t h e r l a n d 在他开发的s k e t c h e p a d 系统中首次将几何约束表示为非线性方程来确定二维几 何形体的位置。后来h i l l y a r d 、g o s s a r d 进一步发展了这一思想，并使之实用化。 参数化设计技术真正受到工程技术界和学术界的重视是p t c 公司于1 9 8 5 年推出 的参数化c a d 系统p r o e n g i n e e r t 2 0 1 。他为参数化设计提出了一种崭新的设计理 念：参数化是一种基于特征的设计，具有全尺寸约束，全数据相关和尺寸驱动设 计修改的特点，其基本原理是采用三维模型与程序控制相结合的方式来得到需要 的模型。随着c a d 技术的发展，参数化已成为c a d 系统的必备功能之一，当 前比较成熟的三维参数化设计系统主要基于以下几种软件【2 1 】：s o l i de d g e ，s o l i d w o r k s ，m d t ，u g 和p r o e 。 国内近年来对参数化也做了很多的研究，清华大学、华中科技大学、浙江大 学、山东大学等多家单位科研院所开展了大量的研究工作，在几何约束的表示和 求解方面提出了各种新方法和思路，并相继开发出一些具有较高技术水平的商品 化软件，如清华大学和华中科技大学共同开发的高华c a d t 2 2 】，中科院北京软件 工程研制中心的p i c a d ，华中科技大学开发的开目c a d 等，基本上代表了目前 国内微机版具有自主版权的c a d 系统的最高水平。这些国内的参数化c a d 系 统硬件要求低，适合我国国情，但其参数化功能尚有不足。 对国外较成熟的c a d 软件的参数化二次开发方面，国内各大高校也作了较 多的研究。温州大学计算机科学与工程学院张长胜 2 3 1 ，通过s o l i dw o r k s 中为用 户提供的二次开发接口a p i ，采用v c + + 调用这些a p i 函数来直接访问s o l i d w o r k s ，使用户可以在自己开发的d l l 中实现与s o l i dw o r k s 相同的功能，如完 成机床零件特征的建立、修改、删除和压缩等各项操作。南京航天航空大学机电 学院张超和张益华 2 4 】通过p r o t o o l k i t 和v i s u a lc + + 建立齿轮参数化设计来对 p r o e 进行二次开发。采用p r o f e 的参数化尺寸驱动设计和二次开发模块，以v c + + 为开发平台，实现了齿轮的参数化设计。该方法特别适用于某些行业的专用齿轮 第1 章绪论 而又非标准件的设计，只需要输入几个参数，即可生成所需零件，大大提高了设 计效率。合肥工业大学平测2 5 1 针对齿轮结构复杂，设计计算困难等特点，选用 u g o p e na p i 、u g o p e nm e n u s c r i p t 和u g o p e nu i s t y l e r 作为u g 的二次开 发工具，实现了直齿圆柱齿、斜齿圆柱齿和直齿圆锥齿的三维参数化造型。该系 统的实现，减少了设计人员的繁重工作，提高了设计效率，缩短了设计周期。 1 4 论文主要内容和章节安排 1 4 1 论文主要内容 本课题以回转支承设计信息集成系统为研究对象，通过分析回转支承设计过 程、计算机集成系统、参数化设计技术和协同设计技术发展现状的基础上，开发 了一个基于j 2 e e 的回转支承数字化设计与设计信息的管理系统。整个系统主要 由三部分组成：客户化子系统、管理子系统和设计子系统，包含的功能模块主要 有：回转支承二维c a d 模型、三维c a d 模型、产品c a e 模型、c a e 分析结果 模块、试验模块、适合生产的二位c a d 图、订单管理、设计过程管理、系统管 理、参数化设计模块和协同设计模块。 回转支承设计信息集成系统以现代网络通讯技术为手段，通过网络将分布在 不同地域的设计分析人员和设计资源有机的结合起来，对用户和设计数据进行管 理，利用分散在同一企业不同地点或不同企业之间的产品开发资源进行产品开 发。本文首先对管理子系统进行了研究，实现了功能化查询模块、设计过程管理 模块和协同设计模块，然后在已有的产品数据信息基础上建立了参数化设计模块 并实现了参数化设计功能。整个系统体现了并行工程的信息集成、过程集成和人 员集成的特征，使企业能够以更快的速度，更好的质量和更低的成本开发新产品， 从而赢得市场。 1 4 2 论文各章节结构安排 第1 章绪论，简要论述了课题研究背景和意义，并介绍了国内外设计信息 集成技术和参数化设计技术的研究现状。 第2 章系统总体框架及关键技术，首先对回转支承设计信息集成系统进行 硕士学位论文 了功能需求分析，然后通过分析j 2 e e 技术、m v c 设计模式与s t r u t s 结构建立了 基于j 2 e e 平台的系统框架结构，并对系统中相关应用技术做了介绍。 第3 章功能化查询模块的研究与设计，首先阐述了功能化查询模块的主要 功能，对其开发技术及原理和设计进行了研究。对功能化查询模块中的视图、控 制器和模型进行了具体设计。设计了功能化查询模块中的关系型数据库，并利用 j d b c 建立了与数据库的连接。最后设计了功能化查询模块的程序结构。 第4 章参数化设计，详细阐述了利用p r o e 开发工具包p r o t o o l k i t 在同步 模式下开发本系统中参数化设计模块应用程序的步骤。对参数化设计过程中的菜 单和对话框技术进行了研究，为p r o e 系统新增了参数化设计菜单以及方便设计 人员简单便捷设计回转支承的交互对话框。 第5 章设计信息集成系统的实现，首先确定了信息集成系统开发和运行的 软硬件环境。然后对系统的基本功能模块，系统工作流程和系统界面结构进行了 介绍和展示。最后对主要功能模块的具体实现过程做了详细介绍，实现了回转支 承设计信息集成系统。 第6 章结论与展望，总结了课题研究的主要成果以及存在的不足，提出进 一步研究的方向和内容。 第2 章总体框架及关键技术 第2 章总体框架及关键技术 回转支承设计信息集成系统平台是一个支持复杂信息环境下应用开发和系 统集成的软件平台。在异构分布环境下，提供透明、一致的信息访问和交互手段， 使得系统的各功能模块能够相互协作，共同完成新产品的设计任务。而软件开发 过程就是系统建模的过程，因此开发之前明确系统的体系结构、功能要求是保证 系统能够满足实际使用要求的首要任务。 2 1 系统需求分析 2 1 1 回转支承设计特点 回转支承有多种型式，常用类型有单排四点接触球式、双排球式、三排滚柱 式和单排交叉滚柱式等【26 1 。它的设计既有类型的选择，又有受力和结构尺寸的计 算，集非数值性的专家策划、推理过程和数值性的科学计算于一体【2 7 】。一般来说， 对于不同型号的回转支承，都要重复进行设计、工艺、工装、技术文件的准备， 设计工作量大，生产技术准备周期长，产品数据和设计过程管理难度大。 同时，不同型号的回转支承结构也有很大的相似之处，它们都由外圈、内圈、 滚动体( 球) 、隔离块、密封圈组成。因此，对于回转支承设计来说，新的设计 一般并不是从零开始，绝大多数的设计都是在原有产品设计的基础上的改型设 计。这样既可以缩短产品设计的周期，也可以充分利用以前积累的设计经验和设 计知识，从而有效地保证了产品的设计质量。产品开发模式决定了产品设计人员 对原有设计资料有很大的依赖性，因此对设计部门历史资料的管理提出了很高的 要求。 在完成回转支承开发任务的同时，设计人员积累了大量的设计经验和相关的 技术图纸文档。保存和管理已有的档案，使之为新产品的开发提供参考资料，在 系统实施前必须考虑到能够为设计过程提供快速方便的历史资料查询，因此，在 回转支承设计信息集成系统中不仅实现了对当前开发的回转支承信息进行管理， 还要对历史保存的设计资料文档进行存档，以便于查询。 硕士学位论文 随着市场对回转支承产品的需求量日益增大，标准产品已难于满足所有的使 用场合，需要根据实际要求定制的非标准回转支承也占有很大的比例 2 引。因此在 系统中开发出一套参数化设计模块，其不仅减少了大量重复性的设计工作，而且 能够避免设计人员的失误，并可为后期的计算机辅助工艺设计提供产品数据。从 而提高成品率，降低成本，更好地满足客户要求。 根据回转支承的设计特点，设计出的回转支承设计信息集成系统必须考虑到 三点：一是符合客户定制的回转支承的参数要求；二是重用已有回转支承的产品 数据；三是便于各设计人员之间的交流。 2 1 2 系统功能目标 回转支承设计信息集成系统的建立需满足以下几个方面要求：首先它是一个 信息平台，可以对设计过程中产生的各种信息，比如设计图纸、分析文本、实验 数据等进行有序的排列和管理；同时考虑到企业管理人员可以随时查看设计进 度，该系统还要支持企业管理人员对设计流程进行有效的管理；为了方便企业内 部不同人员和不同企业人员之间的交流，该系统还必须支持异地查询和协同设计 的能力。最后，为了能够对非标准产品进行设计建模，系统应当具有参数化设计 能力，能够快速，准确的建立所需的三维模型。 综上所述，信息集成系统应包含如下的功能： 1 ) 方便的数据查询能力，在不同时间、地点能够快速、准确地查询到需要 的信息。 2 ) 提供企业管理人员对设计过程的管理，即可以策划和有权限地干预或调 整设计、校对( 会签) 、审核、批准等各环节的相互关系，同时实现在线 监测设计的进展状态。 3 ) 协同设计的能力，设计人员在不同的地方登录系统共同对某一个设计问 题进行分析，探讨。 4 ) 参数化设计能力，根据需要输入三维几何参数即可输出准确的三维模型， 实现快速，高效，准确的三维建模。 第2 章总体框架及关键技术 2 2 系统框架结构设计 2 2 1j 2 e e 技术 j 2 e e 是美国s u n 公司在1 9 9 9 年提出的，旨在提供一个企业级分布系统的应 用开发环境。j 2 e e ( j a v a 2p l a t f o r me n t e r p r i s ee d i t i o n ) 是s u n 公司提出的企业计 算模式 2 9 1 ，为了简化在多层结构企业解决方案中开发、部署和管理中的复杂问题。 它定义了一个标准的多层结构瘦客户服务的应用程序模型和一个用于测试j 2 e e 平台兼容性的工具。 j 2 e e 是一个基于组件一容器模型的系统平台，其核心概念是容器。容器是 为特定组件提供服务的一个标准化的运行环境，j a v a 虚拟机就是一个典型的容 器。组件是一个可以部署的程序单元，它以某种方式运行在容器中，容器封装了 j 2 e e 底层的a p i t 3 0 1 ，为组件提供事物处理、数据访问、安全性、持久性等服务。 在j 2 e e 中，组件和组件之间并不直接访问，而是通过容器提供的协议和方法来 相互调用。组件和容器间的关系通过“协议”来定义。容器的底层是j 2 e e 服务 器，它为容器提供j 2 e e 中定义的各种服务和a p i 。 从应用的角度来看，j 2 e e 为企业应用系统的开发提供了一种多层分布式企 业应用模型。从多层的角度看，j 2 e e 平台定义了四个不同的层： 1 客户层，包含面向客户的应用和a p p l e t t 3 1 ： 2 w e b 层，这一层由w e b 容器运行，包含用于扩展传统超文本传输协议h t t p 的w e b 服务器组件； 3 业务层，这一层由e j b ( e n t e r p r i s ej a v ab e a n ) 容器运行，包含以e j b 形 式来提供业务逻辑的组件，支持e j b ，j m s ( j a v am e s s a g es e r v i c e ，j a v a 消息服 务) 、j t a ( j a v at r a n s a c t i o n a p i ，j a v a 事务a p i ) 等服务和技术； 4 企业信息系统层，这一层由数据库服务器运行，包含企业内部的传统信息 系统如财务、客户关系管理( c u s t o m e rr e l a t i o n s h i pm a n a g e m e n t ，c r m ) 等，其 特点是有数据库系统的支持。 j 2 e e 平台具有整合遗留程序的能力、高效的开发能力、支持异构环境、可 伸缩性和稳定的可用性等优点，使得j 2 e e 平台成为企业解决方案的平台。本课 题的系统开发采用j 2 e e 平台。 硕士学位论文 2 2 2m v c 设计模式与s t r u t s 技术 传统的w e b 应用开发技术均未能将业务逻辑和界面显示分离开来，w e b 编 程往往由多个或大量的开发人员来完成，开发时间长并且程序复杂，易用性差。 随着m v c ( m o d e l v i e w c o n t r 0 1 ) 设计模式的提出，它在理论上实现了业务逻辑 与界面显示的分离，对w e b 的应用开发具有里程碑式的意义。 1 m v c 设计模式 m v c t 3 2 】 3 3 】是x e r o xp a r c 在八十年代为编程语言s m a l l t a l k 8 0 发明的一种软 件设计模式，是最早的一种面向对象的编程语言之一，目的是给开发者提供一个 快速开发面向对象系统的工具，至今已被广泛使用。最近几年被推荐为s u n 公司 j 2 e e 平台的设计模式，并且受到越来越多开发者的欢迎。 m v c 即m o d e l v i e w c o n t r o l l e r 将应用程序的输入、处理、输出分成三个部 分，模型、视图和控制器。模型代表应用程序的核心功能，实现业务逻辑。同时， 模型也为视图的显示提供数据。视图是与用户交互的界面，它负责将用户的请求 发送到控制器，同时还负责将模型返回的数据呈现给用户。控制器是视图和模型 的联系纽带，它接收视图发送的用户请求和数据，然后选择对应的模型进行处理， 最后调用相应的视图来显示模型返回的数据。m v c 模式实现了业务逻辑和显示 逻辑的分离 3 4