[发明专利]一种异构CAD在线集成中的一致性维护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种CAD领域的维护方法，尤其是涉及一种异构CAD在线集成中的一致性维护方法。

背景技术

目前CAD技术的研究大体上分为两类：面向单机CAD系统的研究和面向协同工作系统的研究。面向单机CAD系统的研究包括：几何造型内核层面的研究、几何造型系统层面的研究以及基于物理的建模方法和系统的研究。面向协同工作系统的研究是，CAD技术与计算机支持的协同工作（CSCW）相结合的新型交叉研究方向。

把CAD系统从单机系统向协同工作系统发展，产品的设计由原来的设计人员单独完成转变为由分布在不同地点的产品设计人员协同完成，从而大大提高了产品开发能力和效率。由于各单机CAD 系统分别具有各自的系统优势和功能侧重点，而且不同的产品设计人员都有自己习惯使用的CAD 系统，因此不同的产品设计人员通常会选用不同的CAD 系统进行产品设计。因此，为了支持产品设计人员使用自己惯用的CAD系统进行协同产品设计，实现异构CAD 系统集成势在必行。

按照数字化模型信息交换的载体和通信模式来分类，异构CAD 系统集成可以分为：离线集成方式和在线集成方式。异构CAD 系统离线集成主要采用异步方式来交换整体数据文件进行企业产品信息集成的，又可以进一步分为：基于几何模型的数据交换和基于特征模型的数据交换。前者交换的是模型的几何表示，后者交换的是包含高层语义的特征模型。相对异构CAD离线集成来讲，异构CAD 系统在线集成是通过交换建模操作命令，实现更细粒度的信息集成及各CAD系统间的协同设计。

CAD在线集成应支持各协同站点的CAD用户，对共享的CAD模型同时进行浏览和编辑。面对这些由不同站点发出的并发操作，CAD在线集成需要解决的问题便是如何实现各协同站点上的共享CAD模型的一致性。

按照所采用架构的不同，目前已有的在线集成系统（协同设计系统）可以分为两类：采用集中式架构的在线集成系统和采用复制式架构的在线集成系统。在典型的集中式架构（即：基于Web的架构）中，包含一个服务器和多个客户端。服务器用于存储共享CAD系统和共享模型，另外还担负着实施建模操作的职责，而客户端仅支持可视化和交互的功能。故而，在集中式架构中，所有的建模操作都必须传送到服务器执行，从而阻碍了高本地响应的实现。在复制式架构中，每一个协同站点都放置CAD系统并存储共享模型副本。与采用集中式架构的在线集成系统相比，采用复制式架构的在线集成系统更有利于实现高本地响应。

目前，在已有的在线集成系统中，最具代表性的系统包括：Syco3D系统、TOBACO系统、ARCADE系统、 CSCW-FeatureM系统、RCCS系统及李珉等人开发的基于中性建模命令的协同设计系统。

对于一致性维护问题，Sync3D 系统为参与协同设计的CAD用户提供了两种设计模式：私人模式和共享模式。在私人模式下，各站点的CAD用户编辑本地站点的模型副本，而不与其他站点的用户进行同步；在共享模式下，把设计结果传送给其他站点的CAD用户进行同步。对于在共享模式下出现的并发冲突（即导致各站点模型不一致的情况），只能通过人工交互的方法来解决。TOBACO系统采用一种叫做“floor control”的机制进行并发控制。这种并发控制机制是非常严格的，只有令牌的拥有者才能进行建模操作，其他用户此时只能对结果模型作视角变换等不影响数据结构的操作。ARCADE系统和CSCW-FeatureM系统分别采用乐观对象锁机制和公共规则和协议实现并发控制，进而实现一致性维护。RCCS系统采用了一种本地锁机制来实现并发控制。在这种机制下，各协同站点上的本地建模操作可以立即执行，然后送到其他站点实现远端执行。另外，为了实现一致性维护，该系统还采用了一种基于名字的方法来解决拓扑元素匹配问题。基于中性建模命令的协同设计系统采用一种以特征为粒度的的锁机制，实现并发控制和一致性维护，该方法将锁机制的粒度降低到了特征级。通过以上分析我们发现，不论是在floor control机制下，还是在乐观锁机制下，在某一时刻都只允许一个用户对共享模型进行修改，因此大大限制了多用户交互。尽管RCCS系统所采用本地锁机制能够支持更少约束的多用户交互，但是由于异构CAD系统所采用的拓扑元素命名机制各不相同，因此RCCS系统所采用的基于名字的拓扑元素匹配方法不能用于异构CAD在线集成系统实现拓扑元素匹配，进而实现一致性维护。基于中性命令的协同设计系统在以特征为粒度的并发控制机制下，当某一个特征被修改时，不允许其他站点对所有依赖于该特征的特征进行同时修改，因此，在该机制下，多用户交互仍然受到了很大的限制。

发明内容