网络环境下建筑金属结构产品设计系统的研究与实现
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摘要
建筑金属结构产品主要包括建筑门窗、幕墙、采光顶等产品。建筑金属结构企业则是面向建筑行业提供建筑金属结构产品的制造企业。随着我国入世，国内经济的迅速增长，国内的建筑行业也蓬勃发展。特别是近年来，建筑市场更是一片蓬勃生机。但是我国建筑金属结构产品制造企业较普遍地存在着企业规模小，且其产品设计周期长、出错率高、材料统计费时费力、重复劳动工作量较大。同时在建筑金属结构产品制造企业中设计分散独立，难以实现协同设计以及信息汇总、分类和共享等。因此根据我国建筑金属结构行业的现状，针对行业中存在的问题，研制出一套在企业网络环境中实现建筑金属结构产品设计的系统具有重要的实践意义。
本论文首先说明了建筑金属结构产品制造企业及建筑金属结构产品的特点，指出了传统的建筑金属结构产品设计的流程中存在的问题，分析了建筑金属结构产品设计系统的需求。在此基础上提出了在企业网络环境中实现建筑金属结构产品设计系统的解决方案。并且具体给出了系统的结构体系和功能体系以及网络环境中产品设计的运行模式。
论文在此基础上进一步研究了在本系统设计和实现中所采用的部分关键技术。着重探讨了socket技术，并提出基于Socket分层结构的数据集成技术；提出了四元组的权限处理机制，并给出了基于COM／DCOM组件模型权限管理实现方案；探讨了原型设计模式，并在此基础上提出了基于原型模式的产品设计技术，从而满足产品设计需求。
最后本论文综述了系统的开发和应用环境以及系统的各功能模块。本论文的研究是国家863目标产品“建筑金属结构行业计算机辅助设计和生产管理集成系统”在网络环境下扩展。系统已经在具体厂家得到应用，取得了较好的应用效果。
Construction mental structure products are the products which include doors and windows, curtain walls, skylights, etc. The enterprises of Construction metal structure design or manufacture construction mental structure products for the industry of construction. As China being one member of the WTO, the state economy develops quickly and the industry of construction appears flourishing. However, it is usual that the enterprise is too small in the construction mental structure area. And during the course of construction mental structure products' designing and manufacturing, there're some widespread problems such as long design cycle, high error rate, difficult to total the material, large amounts of information, and time after time rehandling, etc. At the same time, product design is dispersive and personal, and difficult to cooperate with each other in enterprise, difficult to collect, classify and share the information. So considering the phenomena of the industry of construction mental structure and the e
xisting problem, it is significant to develop the system of design for construction mental structure products.
At first, this paper explains the characters of the enterprises and their products of construction mental structure, and analyses the design flow of construction mental structure and the problems existed and the requirement during the products design. On the base of it, the paper offers the scheme by which the system is developed in network environment of an enterprise. This paper offers the architecture and functions of the system and also offers the operation model of the product design in network.
Then on the base of these, this paper studies the key technologies applied in it. Firstly, it focuses on the Socket technology, and proposes the method of n-tier by Socket to integrate data of the system. Secondly, this paper proposes a regulation which is composed by four elements to control rights and offers the plan of rights management on the base of COM/DCOM technology. Thirdly, this paper analyses the thought of prototype model and proposes the product design technology realized by it.
At last, associated with the work, aimed at the problem existed in product design, considered the real situation of the example factory, the system is designed and developed. And the applying instance is demonstrated. The product design system is developed in the environment of network on the base of the 863/CIMS object product--"the system of Computer Aided Design and Product Management for
construction mental structure products". The system has been applied in the example factory and has got good effect.
本论文首先说明了建筑金属结构产品制造企业及建筑金属结构产品的特点，指出了传统的建筑金属结构产品设计的流程中存在的问题，分析了建筑金属结构产品设计系统的需求。在此基础上提出了在企业网络环境中实现建筑金属结构产品设计系统的解决方案。并且具体给出了系统的结构体系和功能体系以及网络环境中产品设计的运行模式。
论文在此基础上进一步研究了在本系统设计和实现中所采用的部分关键技术。着重探讨了socket技术，并提出基于Socket分层结构的数据集成技术；提出了四元组的权限处理机制，并给出了基于COM／DCOM组件模型权限管理实现方案；探讨了原型设计模式，并在此基础上提出了基于原型模式的产品设计技术，从而满足产品设计需求。
最后本论文综述了系统的开发和应用环境以及系统的各功能模块。本论文的研究是国家863目标产品“建筑金属结构行业计算机辅助设计和生产管理集成系统”在网络环境下扩展。系统已经在具体厂家得到应用，取得了较好的应用效果。
Construction mental structure products are the products which include doors and windows, curtain walls, skylights, etc. The enterprises of Construction metal structure design or manufacture construction mental structure products for the industry of construction. As China being one member of the WTO, the state economy develops quickly and the industry of construction appears flourishing. However, it is usual that the enterprise is too small in the construction mental structure area. And during the course of construction mental structure products' designing and manufacturing, there're some widespread problems such as long design cycle, high error rate, difficult to total the material, large amounts of information, and time after time rehandling, etc. At the same time, product design is dispersive and personal, and difficult to cooperate with each other in enterprise, difficult to collect, classify and share the information. So considering the phenomena of the industry of construction mental structure and the e
xisting problem, it is significant to develop the system of design for construction mental structure products.
At first, this paper explains the characters of the enterprises and their products of construction mental structure, and analyses the design flow of construction mental structure and the problems existed and the requirement during the products design. On the base of it, the paper offers the scheme by which the system is developed in network environment of an enterprise. This paper offers the architecture and functions of the system and also offers the operation model of the product design in network.
Then on the base of these, this paper studies the key technologies applied in it. Firstly, it focuses on the Socket technology, and proposes the method of n-tier by Socket to integrate data of the system. Secondly, this paper proposes a regulation which is composed by four elements to control rights and offers the plan of rights management on the base of COM/DCOM technology. Thirdly, this paper analyses the thought of prototype model and proposes the product design technology realized by it.
At last, associated with the work, aimed at the problem existed in product design, considered the real situation of the example factory, the system is designed and developed. And the applying instance is demonstrated. The product design system is developed in the environment of network on the base of the 863/CIMS object product--"the system of Computer Aided Design and Product Management for
construction mental structure products". The system has been applied in the example factory and has got good effect.
引文
[1] 李桂青．建筑与结构CAD和设计专家系统的发展及展望．广西工学院学报，1994，5(3)：19-25
[2] 建设部．建筑金属制品行业“九五”计划与2010年远景目标．新型建筑材料，1997，2：4-7
[3] 邱岩等．我国建筑CAD系统的现状及发展趋势．青岛建筑工程学院学报，1995，16(2)：73-76
[4] 刘飞，张晓冬，杨丹．制造系统工程(第二版)．北京：国防工业出版社，2000
[5] 刘飞．制造自动化的广义内涵、研究现状和发展趋势．机械工程学报，1999，35(1)：1-5
[6] COBUS. http://www.cobus-concept.de/index_en.htm
[7] Look2000 3E. http://www.3e-look.com/
[8] Look2000 3E. http://www.ersystech.com/products/3E.htm
[9] ArchiCAD. http://www.graphisoft.com/products/archicad/
[10] Windows and Daylighting Group. WINDOWS4.1. Lawrence Berdeley Laboratory, USA, LBL-35298, 1994
[11] Mark Ginsberg. "Energy star Windows" Arrives. NFRC UPDATE, Volume6, Number3, 1997
[12] John ball. Software Solutions for Window and Door Makers-Future Stock. USGlass Metal & Glazing, Volume 33, Number 8, August 1998
[13] Goodno, Barry J. Glass Curtain Wall Elements: Properties and Behavior. ASCE J Struct Div,1997, 105(6):1121-1136
[14] 三维建筑CAD软件—ABD V2.5．中国技术成果大全，1994(13)：269
[15] WDD2000建筑幕墙设计软件指导手册．建设部干部学院“幕墙工程技术培训班”资料，2000
[16] ALCAD系统简介．北京思元软件有限公司宣传资料，1997
[17] 杨军等．建筑集成化微机辅助设计系统．计算机系统应用，1994，(8)：2-6
[18] 魏旭．国内主要建筑软件包性能比较．重庆：重庆建筑，1996，19(2)：36-38
[19] 孙扬德．计算机辅助建筑设计系统．哈尔滨科学技术大学学报，1994，18(2)：58-61，65
[20] 阎春平．面向物料资源优化利用的产品设计系统与优化下料技术研究．重庆：重庆大学(博士学位论文)，2002
[21] 张应翠，张大庆．建筑结构的概念设计与CAD应用．安徽建筑，2000，(3)：100-101
[22] 李桂青．建筑与结构CAD和设计专家系统的发展及展望．广西工学院学报，1994，5(3)：19-25
[23] Karl E.Wiegers．软件需求．北京：机械工业出版社，2000，7
[24] Geri Schneider, Jason P.Winters．用例分析技术．北京：机械工业出版社，2002，8
[25] Grady Booch, James Rumbaugh, Ivar Jacobson．UML用户指南．北京：机械工业出版社，2001，6
[26] 刘飞，张晓冬，杨丹．制造系统工程(第二版)．北京：国防工业出版社，2000
[27] 刘飞．制造自动化的广义内涵、研究现状和发展趋势．机械工程学报，1999，35(1)：1-5
[28] 曹军威，范玉顺，吴澄．新一代CIMS应用集成平台系统体系结构．清华大学学报自然科学版，1999，39(7)：68-71
[29] 李秀，姜澄宇，王宁生．基于并行工程的产品开发过程建模．机械设计与制造工程，2000，29(1)：34-37
[30] 刘铁昌，于同敏．基于网络的三维注塑模CAD系统开发研究．机械设计与制造，2002，21(2)：38-39
[31] 孙俊，朱孝勇，李正明．基于Internet的电网远程监测系统．电力自动化设备，2003，23(1)：49～51
[32] 刘胜，龚箭，阎春平等．面向对象的金属结构幕墙CAD系统研究及实现．全国高校制造自动化研究会第八届学术年会论文集，重庆：重庆大学出版社，1998：289-292
[33] 陈堂功，张强．基于网络环境的电气二次设计CAD系统．低压电器，2002，(1)：37-38
[34] 王静，阎春平，刘飞．基于构件的建筑金属结构产品计算机辅助工程系统的研究．兵工自动化，2001，20(4)：33-36
[35] 范玉顺，吴澄，王刚等．集成化企业建模方法与工具系统研究．计算机集成制造系统—CIMS，2000，6(3)：1-5
[36] 向东，张根保，汪永超等．可持续发展CIMS(S-CIMS)的体系结构及其实施策略研究．机械设计与制造工程，1999，28(2)：25-27
[37] 王静．建筑金属结构产品计算机辅助工程系统的研究与开发．重庆：重庆大学硕士学位论文，2001
[38] 李厚强．工程项目型制造企业设计信息管理系统的研究与开发．重庆：重庆大学硕士学位论文，2003
[39] 纪丰伟，陈恳，张根保．二维参数化技术的发展现状及趋势分析．机械设计与制造工程，2000，29(4)：38-40
[40] 殷国富，陈永华．计算机辅助设计技术与应用．北京：科学出版社，2000
[41] Paul E. Renaud．客户机／服务器系统入门必读．北京：电子工业出版社，1995
[42] 应用程序之间互相通讯的几种方法．http://www.vchome.net/tech/multithread/thread42.htm
[43] Anthony Jones, Amol Deshpande. Windows Sockets 2.0: Write Scalable Winsock Apps Using Completion Ports. http://msdn.microsoft.com/msdnmag/issues/1000/Winsock/default.aspx
[44] 戴建明．面向连接的SOCKET编程与通信软件的设计．成都气象学院学报，1996，11(4)：291-300
[45] 林杰，郑会颂．Internet基于Socket的编程原理及方法．重庆邮电学院学报(自然科学版)，1997，9(4)：57-60
[46] 谢晓芹．基于socket的网络编程．南昌大学学报(理科版)．1997，21(4)：338-343
[47] 彭成磊，王自强，吴月珠等．基于socket通信的远程微处理器实验系统设计与实现．微处理机，2003，(1)：25-27
[48] 邱岩．建筑设计中的产品数据管理模型研究．现代电子技术，2002，(8)：88-89
[49] 赵明喜，费耀平．基于Socket的数据库网关系统．计算机系统应用，2002，(3)：20-22
[50] 利用Delphi编写Socket通信程序．http://www.yesky.com/20000812/105350.shtml
[51] Michael E. Shin, Gail-Joon Ahn．基于角色访问控制的UML表示．非程序员，2003，(25)：20-27
[52] 阮文江．分组式权限管理模型．现代计算机，2002，(3)：79-81
[53] 系统安全的最小特权原则．http://www-900.ibm.com/developerWorks/cn/security/se-limited/index.shtml
[54] Fredj Dridi, Bjorn Muschall, Gunther Pernul. Administration of an RBAC system. 2004
[55] 郝斌．基于角色管理的系统访问控制．http://www-900.ibm.com/developerWorks/cn/security/syscontrol/index.shtml. 2001, 7
[56] Microsoft DCOM Technical Overview. Microsoft Corp. Readmond. Wash. 1996
[57] Ash Rofail, Yasser Shohoud．邱仲潘译．COM与COM+从入门到精通．北京：电子工业出版社，2000
[58] P.Emerald Chung, etc. DCOM and CORBA Side by Side, Step by Step, and Layer by Layer. Http://www.bell-labs.com/-emerald/
[59] 潘爱民．COM原理与应用．北京：清华大学出版社，1999
[60] 梅苏文，高县明，刘文林等．基于角色权限管理模型的设计与实现．现代计算机，2002，(11)：10-13，38
[61] 单三军，周延美，李刚炎．办公事务管理系统中权限管理的设计方法．武汉理工大学学报信息与管理工程版，2002，24(2)：88-90
[62] 陈传波，夏义兵．基于ASP.NET技术及三层网络架构的权限管理系统模型．计算机工程，2003，29(12)：101-102，178
[63] 智勇．基于角色的权限管理在教学资源管理系统中的应用．计算机与现代化，2003，(7)：37-39
[64] 胡彤声．基于三层次数据库应用思想的口令权限管理方案与实现．交通与计算机，1998，16(5)：55-57
[65] 倪国龙，傅川，习俊通等．面向RP&M的服务系统用户权限管理方法研究．机械设计与制造，2003，(4)：113-115
[66] 计模式之C#实现(四)—ProtoType．http://www.csdn.net/develop/read_article.asp?id=21137
[67] 设计模式之Prototype．http://www.jdon.com/designpatterns/prototype.htm
[68] Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vlissides．设计模式：可复用面向对象软件的基础．机械工业出版社，2000，9
[2] 建设部．建筑金属制品行业“九五”计划与2010年远景目标．新型建筑材料，1997，2：4-7
[3] 邱岩等．我国建筑CAD系统的现状及发展趋势．青岛建筑工程学院学报，1995，16(2)：73-76
[4] 刘飞，张晓冬，杨丹．制造系统工程(第二版)．北京：国防工业出版社，2000
[5] 刘飞．制造自动化的广义内涵、研究现状和发展趋势．机械工程学报，1999，35(1)：1-5
[6] COBUS. http://www.cobus-concept.de/index_en.htm
[7] Look2000 3E. http://www.3e-look.com/
[8] Look2000 3E. http://www.ersystech.com/products/3E.htm
[9] ArchiCAD. http://www.graphisoft.com/products/archicad/
[10] Windows and Daylighting Group. WINDOWS4.1. Lawrence Berdeley Laboratory, USA, LBL-35298, 1994
[11] Mark Ginsberg. "Energy star Windows" Arrives. NFRC UPDATE, Volume6, Number3, 1997
[12] John ball. Software Solutions for Window and Door Makers-Future Stock. USGlass Metal & Glazing, Volume 33, Number 8, August 1998
[13] Goodno, Barry J. Glass Curtain Wall Elements: Properties and Behavior. ASCE J Struct Div,1997, 105(6):1121-1136
[14] 三维建筑CAD软件—ABD V2.5．中国技术成果大全，1994(13)：269
[15] WDD2000建筑幕墙设计软件指导手册．建设部干部学院“幕墙工程技术培训班”资料，2000
[16] ALCAD系统简介．北京思元软件有限公司宣传资料，1997
[17] 杨军等．建筑集成化微机辅助设计系统．计算机系统应用，1994，(8)：2-6
[18] 魏旭．国内主要建筑软件包性能比较．重庆：重庆建筑，1996，19(2)：36-38
[19] 孙扬德．计算机辅助建筑设计系统．哈尔滨科学技术大学学报，1994，18(2)：58-61，65
[20] 阎春平．面向物料资源优化利用的产品设计系统与优化下料技术研究．重庆：重庆大学(博士学位论文)，2002
[21] 张应翠，张大庆．建筑结构的概念设计与CAD应用．安徽建筑，2000，(3)：100-101
[22] 李桂青．建筑与结构CAD和设计专家系统的发展及展望．广西工学院学报，1994，5(3)：19-25
[23] Karl E.Wiegers．软件需求．北京：机械工业出版社，2000，7
[24] Geri Schneider, Jason P.Winters．用例分析技术．北京：机械工业出版社，2002，8
[25] Grady Booch, James Rumbaugh, Ivar Jacobson．UML用户指南．北京：机械工业出版社，2001，6
[26] 刘飞，张晓冬，杨丹．制造系统工程(第二版)．北京：国防工业出版社，2000
[27] 刘飞．制造自动化的广义内涵、研究现状和发展趋势．机械工程学报，1999，35(1)：1-5
[28] 曹军威，范玉顺，吴澄．新一代CIMS应用集成平台系统体系结构．清华大学学报自然科学版，1999，39(7)：68-71
[29] 李秀，姜澄宇，王宁生．基于并行工程的产品开发过程建模．机械设计与制造工程，2000，29(1)：34-37
[30] 刘铁昌，于同敏．基于网络的三维注塑模CAD系统开发研究．机械设计与制造，2002，21(2)：38-39
[31] 孙俊，朱孝勇，李正明．基于Internet的电网远程监测系统．电力自动化设备，2003，23(1)：49～51
[32] 刘胜，龚箭，阎春平等．面向对象的金属结构幕墙CAD系统研究及实现．全国高校制造自动化研究会第八届学术年会论文集，重庆：重庆大学出版社，1998：289-292
[33] 陈堂功，张强．基于网络环境的电气二次设计CAD系统．低压电器，2002，(1)：37-38
[34] 王静，阎春平，刘飞．基于构件的建筑金属结构产品计算机辅助工程系统的研究．兵工自动化，2001，20(4)：33-36
[35] 范玉顺，吴澄，王刚等．集成化企业建模方法与工具系统研究．计算机集成制造系统—CIMS，2000，6(3)：1-5
[36] 向东，张根保，汪永超等．可持续发展CIMS(S-CIMS)的体系结构及其实施策略研究．机械设计与制造工程，1999，28(2)：25-27
[37] 王静．建筑金属结构产品计算机辅助工程系统的研究与开发．重庆：重庆大学硕士学位论文，2001
[38] 李厚强．工程项目型制造企业设计信息管理系统的研究与开发．重庆：重庆大学硕士学位论文，2003
[39] 纪丰伟，陈恳，张根保．二维参数化技术的发展现状及趋势分析．机械设计与制造工程，2000，29(4)：38-40
[40] 殷国富，陈永华．计算机辅助设计技术与应用．北京：科学出版社，2000
[41] Paul E. Renaud．客户机／服务器系统入门必读．北京：电子工业出版社，1995
[42] 应用程序之间互相通讯的几种方法．http://www.vchome.net/tech/multithread/thread42.htm
[43] Anthony Jones, Amol Deshpande. Windows Sockets 2.0: Write Scalable Winsock Apps Using Completion Ports. http://msdn.microsoft.com/msdnmag/issues/1000/Winsock/default.aspx
[44] 戴建明．面向连接的SOCKET编程与通信软件的设计．成都气象学院学报，1996，11(4)：291-300
[45] 林杰，郑会颂．Internet基于Socket的编程原理及方法．重庆邮电学院学报(自然科学版)，1997，9(4)：57-60
[46] 谢晓芹．基于socket的网络编程．南昌大学学报(理科版)．1997，21(4)：338-343
[47] 彭成磊，王自强，吴月珠等．基于socket通信的远程微处理器实验系统设计与实现．微处理机，2003，(1)：25-27
[48] 邱岩．建筑设计中的产品数据管理模型研究．现代电子技术，2002，(8)：88-89
[49] 赵明喜，费耀平．基于Socket的数据库网关系统．计算机系统应用，2002，(3)：20-22
[50] 利用Delphi编写Socket通信程序．http://www.yesky.com/20000812/105350.shtml
[51] Michael E. Shin, Gail-Joon Ahn．基于角色访问控制的UML表示．非程序员，2003，(25)：20-27
[52] 阮文江．分组式权限管理模型．现代计算机，2002，(3)：79-81
[53] 系统安全的最小特权原则．http://www-900.ibm.com/developerWorks/cn/security/se-limited/index.shtml
[54] Fredj Dridi, Bjorn Muschall, Gunther Pernul. Administration of an RBAC system. 2004
[55] 郝斌．基于角色管理的系统访问控制．http://www-900.ibm.com/developerWorks/cn/security/syscontrol/index.shtml. 2001, 7
[56] Microsoft DCOM Technical Overview. Microsoft Corp. Readmond. Wash. 1996
[57] Ash Rofail, Yasser Shohoud．邱仲潘译．COM与COM+从入门到精通．北京：电子工业出版社，2000
[58] P.Emerald Chung, etc. DCOM and CORBA Side by Side, Step by Step, and Layer by Layer. Http://www.bell-labs.com/-emerald/
[59] 潘爱民．COM原理与应用．北京：清华大学出版社，1999
[60] 梅苏文，高县明，刘文林等．基于角色权限管理模型的设计与实现．现代计算机，2002，(11)：10-13，38
[61] 单三军，周延美，李刚炎．办公事务管理系统中权限管理的设计方法．武汉理工大学学报信息与管理工程版，2002，24(2)：88-90
[62] 陈传波，夏义兵．基于ASP.NET技术及三层网络架构的权限管理系统模型．计算机工程，2003，29(12)：101-102，178
[63] 智勇．基于角色的权限管理在教学资源管理系统中的应用．计算机与现代化，2003，(7)：37-39
[64] 胡彤声．基于三层次数据库应用思想的口令权限管理方案与实现．交通与计算机，1998，16(5)：55-57
[65] 倪国龙，傅川，习俊通等．面向RP&M的服务系统用户权限管理方法研究．机械设计与制造，2003，(4)：113-115
[66] 计模式之C#实现(四)—ProtoType．http://www.csdn.net/develop/read_article.asp?id=21137
[67] 设计模式之Prototype．http://www.jdon.com/designpatterns/prototype.htm
[68] Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vlissides．设计模式：可复用面向对象软件的基础．机械工业出版社，2000，9