原创：基于Web的CAx工具系统集成研究

1、摘要：针对分布在不同地域、异构系统下的cax工具系统集成及应用问题，提出了一种 皋于web的cax系统集成方案，实现了在统一的web浏览器界面下，利川远程控制程序，实 现异地cax软件本地启动及操作。结合集成了 ftp功能的cax二次开发及协同工具，完成了 异地设计和制造信息的交流和共享及协同工作等功能。中国论文网关键词：远程控制；数字签名；协同中图分类号:tp399文献标识码：a文章编号:1007-9599 (2011) 24-0000-02web-based cax systems tntegration studyzhang guohai(school of agricultural a

2、nd food engineering shandong university of technology, zibo255049, china)abstract:according to the problem of system integration and appl ication for cax tools, which are in different regions and heterogeneous systems, we propose a web-based integration solution for cax systems. in this paper, we us

3、e remote control program to achieve local start and operation for remote cax software in a unified web browser interface. the solution has the functions such as exchange and sharing of information for remote design and manufacturing,cooperative work, etc via the cax secondary development and collabo

4、ration tools with the function of ftp.keywords:remote control;digital signature;collaborative一、引言随着信息技术和internet技术的飞速发展及广泛应用，传统制造业正朝着数字化、全球 化、敬捷化发展，适应新的制造模式的虚拟企业应运而生。组成虚拟企业的实体可充分发挥 各自的技术专长，进行远程协同工作，实现产品的全生命周期过程。远程设计和制造 (tele-design and manufacturing)技术是制造领域的一个重要发展方向。rfl于各实体拥有的 cax(cad/cae/capp/cam)工

5、具不同，怎样充分利川分布在不同地域、异构系统下的cax系统资 源，实现异地设计和制造的信息交流和共亨是解决分布式设计和制造的关键问题1-4 o从生成文档和cax工具安装位置的不同，解决方案可分为三种方式：(1) cax软件直接 安装在客户端，借助ftp、email等方式传输，设计者根据需求将需完成的任务下载到本地， 启动相应的cax软件进行浏览、修改和评价；(2) cax软件安装在客户端，通过二次开发集 成上传下载功能，在cax软件中可直接打开服务器端的相应文档进行浏览、修改和评价，并 将处理后的结果存储到远端服务器；(3) cax软件安装在服务器端，通过二次开发和远程控 制程序直接操作服务器

6、端的程序，实现异地软件本地化操作。本文根据上述分析,开发了基于web的分布式cax集成环境,利用java-servelet. applet.远程控制等技术,将不同地域、异构系统下的cax工具组织起来,利用统一的web 浏览器，实现用户管理、任务分配以及协同设计和制造。二、系统体系结构木系统结构框架如图1所示。图1系统结构框架应川程序提供商在asp服务器对其拥有的cax工具进行注册，形成可供利川的产晶数据 库。web服务器对产品设计、制造任务进行分解，并根据工作组授予不同权限。各异地的设 计人员根据自己的设计任务以及本地cax工具资源情况选择完成工作的方式。若需要使川异地cax工具完成任务，首先

7、通过web浏览器对所需软件进行检索，找到合 适的工具软件，并向服务器提出申请，服务器提取该软件提供商的地址，并提交服务。提供 商启动远程监控程序，此时提供商的计算机成为远程控制工具的服务器端，asp服务器成为 客户端。caxi具应川方利用浏览器，通过嵌入在网页屮的applet程序访问供应商提供的工 具软件。通过远程控制软件就可以实现基于socket驱动的远程屏幕捕捉、远程软件启动与运 行、数据的远程存储、遥操作指令传输筹操作。同一工作纽人员通过协同工具对同一任务进 行协同设计或制造，亦可以通过远程控制工具动态了解其他人员进度情况并进行干预。三、系统实现关键使能技术（一）上传、下载功能在caxi

8、具中的集成按照传统的方式，协同设计人员根据web服务器对任务的分解与颁发，通过email或ftp 工具到指定的服务器下载任务，并对完成的工作进行提交，以完成浏览、修改和评价。这样 用户不断启动相应的应用程序，繁琐的操作给用户带来了不便。系统对cax软件进行二次开 发，集成了上传、下载等功能，使用者根据要求配置服务器地址、端口及文件夹，将需要完 成的任务轻松下载到本地，并能将完成的任务提交给服务器。（二）基于java socket的遥操作实现远程控制是一种客户机/服务器（c/s）模式，服务器程序必须不断把屏幕图像传递到客户 端，并接收來自客户端的操作命令；客八端显示服务器的屏幕图像，在用户点击图

9、像时，获 収其鼠标坐标，经转换后发送到服务器端，并可直接对输入指令对服务器进行操作。1. 通信机制系统采用基于tcp协议的socket通信机制，在客户端，生成一个socket对象及川于向 套接字发送信息的输岀流和读取来自服务器响应的输入流，服务器程序建立一个 serversocket对象，用來“侦听”进入的连接，并在客户川请建立一个套接字连接时，返回 socket对象进行直接通信。2. 安全策略（1）web服务器对应用程序服务器进行远程操作，我们通过选择端口和用八密码的方式 加强使用安全。（2）web服务器使用java applet与cax工具使用方进行交互。由于applet是通过浏 览器运行

10、的，使得applet的运行受限于浏览器的安全策略管理。通过applet向文件系统中 写入代码是不被允许的，为了实现applet刈本地系统的访问，系统采用数字签名技术，使 applet运行在安全策略文件规定的权限之内。数字签名具有唯一性、不可仿冒和不可否认三 人特性，使川数字签名具有防止原始文档被污染或变更；防止别佇川心者使川他人名字散布 欺骗性消息；捉供谁是文件原作者的证据等安全功能。图2表示了数字签名及赋予客户端资 源许可过程。图2数字签名实现过程设置安全策略文件厉，通过公共密匙和私有密匙，jvm对來自设定的uri.指定的applet 进行授权。既保证了安全性，又可以赋予真正“可信的”的ja

11、va程序许多特权。3. 网络传输速度服务器发送到客八的是服务器屏幕拷贝bmp图像，通过网络传输势必带來延迟问题，延 迟时间取决于网络木身的速度及传送数据量的人小。为了减少延迟时间，木系统采取一下措 施：（1）用户根据需要及网络速度选取不同的位图灰度筹级和图像质量等级來调节要传送的 位图文件的大小，以达到减小网络传输量的目的。（2）采用mpeg-4压缩方式。冊eg-4在开发低码率的同吋，将重点放在开发图像目标的 交互性和可操作性上，并对多媒体应用领域的编码进行兼容并包，具有低码率、高灵活性、 兼容性、可扩展性和强抗错性等优点5。因为客户端接收的是离散的静态图像，所以系统采用空域分层编码，降低位图

12、序列的分 辨率；mpeg-4可以提供基于对彖的分层编码功能，我们对重点对彖采用较高的空域编码，而 对其他不重要的对象采用较低的分辨率來编码，从而兼顾了图像质量和带宽问题。（三）同步协同6处于不同地域、不同操作系统下的同一工作组或不同工作组成员i'可可能就相关问题进行 交流和探讨，系统利用自主开发的协同工具提供一个基于项目的、跨平台的、实时的协同交 流环境。系统利用会话、白板、音视频等模块，实现对项目的协同内容管理、音频和视频的 双向及多向交互、二维及三维图像浏览等功能。使得在设汁过程中及时处理出现的问题，减 少产晶开发时间，以取得最佳的经济效益。四、远程控制结构模型当启用远程控制进行设

13、计时，由cax提供商、java使能的web服务器和cax工具应用方 构成动态的“浏览器/web服务器/应用程序服务器”三层网络信息架构，系统平台的网络结 构模型如图3所示。图3基于血b的三层网络信息构架web服务器采用基于java使能技术、基于java的asp实现，完成用户的管理（包括注 册、登录及身份认证等）、维持川户队列（负责控制权的分配）和与应用程序服务器通信（发 送客户指令并返回指令的执行结果）。在应用程序提供方加载远程控制服务器程序，构成应用 程序服务器，web服务器既是cax工具应用方的服务器端同时也是远程控制程序的客户端， 通过a-s对与应川方进行交互。五、系统运行实例根据上述的

14、原理，开发了一个基于web的利用cax二次开发、计算机支持的协同、远程 控制等工具的多cax软件集成的原型系统，达到充分利用不同地域、异构的cax工具资源并 进行信息共享的目的。图4显示了各模块运行情况。图4系统运行实例六、结论本文提出了集成远程控制、cax工具二次开发、协同工具的cax系统集成框架，研究了 实现木框架的各项关键技术，并按照上述思想和方法，棊于web技术和java方案实现了异地、 异构cax工具集成的软件模型。实现了对工作任务的管理、信息的上下载、异地软件本地化 操作等功能°参考文献：1周光辉，江平宇.基于web的多cad系统信息共享集成坏境的研究j.西安交通大学学 报，2001,35（3）:284-287:3112周光辉，江平宇,张映锋.基于web的网络化分散制造电子服务操作平台j.计算机集 成制造系统-c1ms, 2002, 8（4） : 294-2983 周传华，江雨燕.基于制造业c