基于XML的夹具产品建模与共享技术研究
摘要
网络化制造是20世纪90年代产生的一种新的制造模式和理念，是制造企业利用网络技术开展产品设计、制造、销售、采购、管理等一系列活动的总称。本文结合国家863计划重点项目“关中高新技术产业带网络化制造系统开发与应用”，开展基于XML的夹具产品建模与共享技术研究。夹具的网络化设计制造是关中高新技术产业带网络化制造的重要组成部分。
根据项目的总体设计，结合关中区域的企业特点，本文对夹具网络化设计的主要关键技术进行了研究，在关键技术研究的基础上建立了夹具网络化设计系统的基本构架并实现了基本功能。
通过分析夹具产品结构信息，提出了面向夹具结构信息的支持TOP-DOWN的分层结构树模型，并采用基于XML的信息建模技术，实现了夹具结构信息的建模，夹具结构信息主要包括结构树信息和拓扑关系信息。
参照模式-视图-控制器(MVC)系统设计模式，将XML、XSLT和Servlet三种技术结合，提出了XML+XSLT+Servlet的XML信息共享方法，实现了基于Web的夹具XML结构信息共享。
利用虚拟现实建模语言VRML的三维建模能力，研究了基于VRML的产品三维模型可视化问题，并给出了三维模型基于Web的可视化实现方案；论文最后研究了基于XML的产品三维几何信息模型及模型基于Web的可视化问题。
本文研究的技术思想和方法己在项目中得到实现和验证。
Networked Manufacturing is a new pattern and a new idea of manufacture generated in 1990's. It is the sum up of a series of activities of designing, manufacturing, selling, stocking and management of manufacturing enterprises using network technology. Combining with the key item of Advance Technology Development Project of China (863 Program) - "Networked Manufacturing System Developing and Applying in Advanced Technology Industry Area of GuanZhong", the thesis has researched the jig modeling and sharing technology based XML. Jig Networked Designing and Manufacturing is the important part of Networked Manufacturing in Advanced Technology Industry Area of GuanZhong.
According to the system design, and combining with the characters of enterprises in GuanZhong Area, the thesis researched the key technologies of Jig Networked Designing. Then, the author set up the systems framework of Jig Networked Designing and realized the basic functions.
The thesis analyzed the structure information of jig, and brought forward a hiberarchy tree model which can support "TOP-DOWN" designing. The thesis has also realized modeling the jig structure information, the tree structure information and the topology information included, adopting the information modeling technology based XML.
Referring to the MVC system design pattern, the thesis integrated the XML, XSLT and Servlet technologies, and brought forward the XML+XSLT+Servlet information sharing method and realized the jig XML information sharing on Web.
Taking the full advantage of the three dimensions modeling functions of VRML, the thesis researched the visualization of three dimensions models, and gave a realizable scheme on Web. At last, the thesis researched the three dimensions geometry information models based XML, and researched the issue of visualization on Web.
The technique principles and methods in this thises have been testified in the project.
根据项目的总体设计，结合关中区域的企业特点，本文对夹具网络化设计的主要关键技术进行了研究，在关键技术研究的基础上建立了夹具网络化设计系统的基本构架并实现了基本功能。
通过分析夹具产品结构信息，提出了面向夹具结构信息的支持TOP-DOWN的分层结构树模型，并采用基于XML的信息建模技术，实现了夹具结构信息的建模，夹具结构信息主要包括结构树信息和拓扑关系信息。
参照模式-视图-控制器(MVC)系统设计模式，将XML、XSLT和Servlet三种技术结合，提出了XML+XSLT+Servlet的XML信息共享方法，实现了基于Web的夹具XML结构信息共享。
利用虚拟现实建模语言VRML的三维建模能力，研究了基于VRML的产品三维模型可视化问题，并给出了三维模型基于Web的可视化实现方案；论文最后研究了基于XML的产品三维几何信息模型及模型基于Web的可视化问题。
本文研究的技术思想和方法己在项目中得到实现和验证。
Networked Manufacturing is a new pattern and a new idea of manufacture generated in 1990's. It is the sum up of a series of activities of designing, manufacturing, selling, stocking and management of manufacturing enterprises using network technology. Combining with the key item of Advance Technology Development Project of China (863 Program) - "Networked Manufacturing System Developing and Applying in Advanced Technology Industry Area of GuanZhong", the thesis has researched the jig modeling and sharing technology based XML. Jig Networked Designing and Manufacturing is the important part of Networked Manufacturing in Advanced Technology Industry Area of GuanZhong.
According to the system design, and combining with the characters of enterprises in GuanZhong Area, the thesis researched the key technologies of Jig Networked Designing. Then, the author set up the systems framework of Jig Networked Designing and realized the basic functions.
The thesis analyzed the structure information of jig, and brought forward a hiberarchy tree model which can support "TOP-DOWN" designing. The thesis has also realized modeling the jig structure information, the tree structure information and the topology information included, adopting the information modeling technology based XML.
Referring to the MVC system design pattern, the thesis integrated the XML, XSLT and Servlet technologies, and brought forward the XML+XSLT+Servlet information sharing method and realized the jig XML information sharing on Web.
Taking the full advantage of the three dimensions modeling functions of VRML, the thesis researched the visualization of three dimensions models, and gave a realizable scheme on Web. At last, the thesis researched the three dimensions geometry information models based XML, and researched the issue of visualization on Web.
The technique principles and methods in this thises have been testified in the project.
引文
[1] 关中高新技术产业带CIMS总体需求分析报告，编号：2001AA411310-T-1
[2] 关中高新产业带网络化制造系统的开发与应用总体设计报告，编号：2002AA414060-T-3
[3] 吴澄，祁国宁，从计算机集成制造到现代集成制造——看中国CIMS的系统科学特点。
[4] 严隽崎，倪炎榕，马登哲，基于网络的敏捷制造，2000，11
[5] 朱林崎，王一然，国外敏捷制造的发展，2001，10
[6] An Internet based STEPdata exchange framework for virtual enterprise, Yanping Zhang, Chun Zhang, H.P.Wang, Computers in Industry, 2000
[7] 梁中平、徐千惠，取SGML之长，补HTML之短—新一代标示语言XML
[8] Eric M．Burke著，高伟，英宇译，Java与XSLT，中国电力出版社
[9] Edward Gaynor, "From MARC to Markup: SGML and online Library Systems" (May 1996)
[10] Lee Kunwoo, Andrews Guy. Inference of the position of components in an assembly: part 2. CAD, 1985, 17 (1): 20-24
[11] 罗翊，石纯一，Agent协作求解中形成联盟的行为策略，计算机学报，1997，20(11)961-965
[12] 邵新宇、李伟、邓建春、李培根，基于特征的夹具元件和元件装配关系建模，组合机床与自动化加工技术，2001，11
[13] 金天国，刘文剑，支持并行工程的夹具TOP—DOWN设计系统，计算机集成制造系统—CIMS，2001，10
[14] 庄晓，周雄辉，阮雪榆，三维装配约束求解的解析分析，计算机辅助设计与图形学学报，1999，6
[15] 李海龙，董令祥，郭建新等，基于约束的装配体技术，计算机辅助设计与图形学学报，1997，9
[16] Samuel Robert Collins, Shamkant Navathe, Leo Mark, XML schema
mappings for heterogeneous database access, Information and Software Technology 44 (2002) 251-257
[17] 陈宁，陈刚，基于装配的参数化技术在夹具CAD系统中的应用，华东船舶工业学院学报，2001，4
[18] 哈尔滨工程大学，万能健，王岚，邱长华，李刚，CAD标准件库模型研究，机械工程师，1998，1
[20] 郭坤，数字化产品预装配规划研究，西北工业大学硕士论文，2001
[21] 李健，唐忠民，王凯，王列，基于特征的产品装配建模系统，制造业自动化，2000，12
[22] 周竞涛，基于XML的异构数据库集成中间件技术研究，西北工业大学硕士学位论文，2002，2
[23] 刘思宁，陈永，章文俊，利用EXPRESS建立与编程无关的数据库，机械科学与技术，1998，17
[24] 李晓龙，基于VRML和Java的虚拟产品技术，桂林电子工业学院学报，1998，3
[26] Containment Early Bindings Draft1.6, ttp://www.steptools.com/
[27] STEP TOOLS, Inc. ST-XML Manual, http://www.steptools.com/
[28] Non-Neutral Comparison of the Part 28 Early Bindings,http://www.steptools.com/
[29] 杨黎明，白明光，孙光华，倪小丹编，机床夹具设计手册，国防工业出版社，1996．5
[30] MCCormick B H, DeFanti T A, Brown M D, Visualization in scientific computing. ComputerGraphics, 1987, 21(6)
[31] Engkiat Kon, wavevisions: A Desktop Virtural Reality Software, Computer Standards & Interfaces, 1994, Vol 16, 299-319
[32] William H.Chui and Daulk Wright, A WWW Computer Integrated Manufacturing Environment for Rapid Protyping and Education, Inc. J. Computer Itegrated Manufacturing, 1999, 12(1), 54-60
[33] 贾春华等，可视化技术及其研究方向，第17卷，第2期，西安工业学院学报，1997，114-116
[34] JUN WEN, RUI ZHANG, XIANLIANG LU, THE DESIGN OF EFFICIENT XML DOCUMENT MODEL, 2002 IEEE
[35] Jayavel Shanmugasundaram, Eugene Shekita, Efficiently publishing relational data as XML document, The VLDB Journal (2001)
[36] Jingyu Hou, Yanchun Zhang, Object-Oriented Representation for XML Data, 2001 IEEE
[37] Erik Wilde, XML Technologies Dissected, 2003 IEEE
[38] Bill Karakostas Karakostas, Dimitris Panagiotakis, George Fakas, Workflow Requirements Modelling Using XML, Requirements Eng (2002) 7:124—138
[39] Neel Sundaresan, Reshad Moussa, Algorithms and programming models for efficient representation of XML for Internet applications, Computer Networks 39 (2002) 681-697
[40] Pekka Kilpel ainen, SGML and XML Document Grammars and Exceptions, Information and Computation 169, 230-251 (2001)
[41] Wenfei FAN, Grabriel M.Cuper, A unified constraint model for XML, Computer Networks 39 (2002) 489-505
[42] 罗晋平，苏文斌，王朝明，郭成，基于XML的冲压产品信息集成研究，塑性工程学报，2003，8
[43] 罗晋平，苏文斌，基于XML的冲压零件特征建模，机电工程技术，2003，9
[44] 廖庆妙，杨建军，基于XML的制造过程信息集成研究，科技成果学术论文，2003
[45] Marc Girardot, Neel Sundaresan, an encoding format for efficient representation and exchange of XML over the Web, Computer Networks 33 (2000) 747-765
[46] 赵福民，王治森，王纯贤，褚学宁，基于XML与STEP的网络化产品信息集成，制造业自动化，2001，4
[47] 刘晓强，工程图形学学报，1997，2-3，124-130
[48] 王潜平，林宗揩，郭玉钗，支持协同设计的工程数据库版本管理，软件学报，1996，7
[49] Fabio Arciniegas著，天宏工作室译，XML开发指南，清华大学出版社，2003．1
[50] 范玉顺，网络化制造报告，2003
[51] 玉洁，基于XML的面向网络化制造平台的产品制造信息交换技术研究，浙江大学硕士学位论文，2002
[2] 关中高新产业带网络化制造系统的开发与应用总体设计报告，编号：2002AA414060-T-3
[3] 吴澄，祁国宁，从计算机集成制造到现代集成制造——看中国CIMS的系统科学特点。
[4] 严隽崎，倪炎榕，马登哲，基于网络的敏捷制造，2000，11
[5] 朱林崎，王一然，国外敏捷制造的发展，2001，10
[6] An Internet based STEPdata exchange framework for virtual enterprise, Yanping Zhang, Chun Zhang, H.P.Wang, Computers in Industry, 2000
[7] 梁中平、徐千惠，取SGML之长，补HTML之短—新一代标示语言XML
[8] Eric M．Burke著，高伟，英宇译，Java与XSLT，中国电力出版社
[9] Edward Gaynor, "From MARC to Markup: SGML and online Library Systems" (May 1996)
[10] Lee Kunwoo, Andrews Guy. Inference of the position of components in an assembly: part 2. CAD, 1985, 17 (1): 20-24
[11] 罗翊，石纯一，Agent协作求解中形成联盟的行为策略，计算机学报，1997，20(11)961-965
[12] 邵新宇、李伟、邓建春、李培根，基于特征的夹具元件和元件装配关系建模，组合机床与自动化加工技术，2001，11
[13] 金天国，刘文剑，支持并行工程的夹具TOP—DOWN设计系统，计算机集成制造系统—CIMS，2001，10
[14] 庄晓，周雄辉，阮雪榆，三维装配约束求解的解析分析，计算机辅助设计与图形学学报，1999，6
[15] 李海龙，董令祥，郭建新等，基于约束的装配体技术，计算机辅助设计与图形学学报，1997，9
[16] Samuel Robert Collins, Shamkant Navathe, Leo Mark, XML schema
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[17] 陈宁，陈刚，基于装配的参数化技术在夹具CAD系统中的应用，华东船舶工业学院学报，2001，4
[18] 哈尔滨工程大学，万能健，王岚，邱长华，李刚，CAD标准件库模型研究，机械工程师，1998，1
[20] 郭坤，数字化产品预装配规划研究，西北工业大学硕士论文，2001
[21] 李健，唐忠民，王凯，王列，基于特征的产品装配建模系统，制造业自动化，2000，12
[22] 周竞涛，基于XML的异构数据库集成中间件技术研究，西北工业大学硕士学位论文，2002，2
[23] 刘思宁，陈永，章文俊，利用EXPRESS建立与编程无关的数据库，机械科学与技术，1998，17
[24] 李晓龙，基于VRML和Java的虚拟产品技术，桂林电子工业学院学报，1998，3
[26] Containment Early Bindings Draft1.6, ttp://www.steptools.com/
[27] STEP TOOLS, Inc. ST-XML Manual, http://www.steptools.com/
[28] Non-Neutral Comparison of the Part 28 Early Bindings,http://www.steptools.com/
[29] 杨黎明，白明光，孙光华，倪小丹编，机床夹具设计手册，国防工业出版社，1996．5
[30] MCCormick B H, DeFanti T A, Brown M D, Visualization in scientific computing. ComputerGraphics, 1987, 21(6)
[31] Engkiat Kon, wavevisions: A Desktop Virtural Reality Software, Computer Standards & Interfaces, 1994, Vol 16, 299-319
[32] William H.Chui and Daulk Wright, A WWW Computer Integrated Manufacturing Environment for Rapid Protyping and Education, Inc. J. Computer Itegrated Manufacturing, 1999, 12(1), 54-60
[33] 贾春华等，可视化技术及其研究方向，第17卷，第2期，西安工业学院学报，1997，114-116
[34] JUN WEN, RUI ZHANG, XIANLIANG LU, THE DESIGN OF EFFICIENT XML DOCUMENT MODEL, 2002 IEEE
[35] Jayavel Shanmugasundaram, Eugene Shekita, Efficiently publishing relational data as XML document, The VLDB Journal (2001)
[36] Jingyu Hou, Yanchun Zhang, Object-Oriented Representation for XML Data, 2001 IEEE
[37] Erik Wilde, XML Technologies Dissected, 2003 IEEE
[38] Bill Karakostas Karakostas, Dimitris Panagiotakis, George Fakas, Workflow Requirements Modelling Using XML, Requirements Eng (2002) 7:124—138
[39] Neel Sundaresan, Reshad Moussa, Algorithms and programming models for efficient representation of XML for Internet applications, Computer Networks 39 (2002) 681-697
[40] Pekka Kilpel ainen, SGML and XML Document Grammars and Exceptions, Information and Computation 169, 230-251 (2001)
[41] Wenfei FAN, Grabriel M.Cuper, A unified constraint model for XML, Computer Networks 39 (2002) 489-505
[42] 罗晋平，苏文斌，王朝明，郭成，基于XML的冲压产品信息集成研究，塑性工程学报，2003，8
[43] 罗晋平，苏文斌，基于XML的冲压零件特征建模，机电工程技术，2003，9
[44] 廖庆妙，杨建军，基于XML的制造过程信息集成研究，科技成果学术论文，2003
[45] Marc Girardot, Neel Sundaresan, an encoding format for efficient representation and exchange of XML over the Web, Computer Networks 33 (2000) 747-765
[46] 赵福民，王治森，王纯贤，褚学宁，基于XML与STEP的网络化产品信息集成，制造业自动化，2001，4
[47] 刘晓强，工程图形学学报，1997，2-3，124-130
[48] 王潜平，林宗揩，郭玉钗，支持协同设计的工程数据库版本管理，软件学报，1996，7
[49] Fabio Arciniegas著，天宏工作室译，XML开发指南，清华大学出版社，2003．1
[50] 范玉顺，网络化制造报告，2003
[51] 玉洁，基于XML的面向网络化制造平台的产品制造信息交换技术研究，浙江大学硕士学位论文，2002