网络制造环境下注塑模CAD/CAE系统集成的研究与实现

    1 网络环境下的注塑模CAD/CAE协同工作流程

    传统的注塑模CAD/CAE是相互独立的系统，它可能安装于不同的计算机、企业的不同部门，甚至是异地的多个企业中，彼此之间相互独立且各自高度集成。其中，注塑模CAE系统更是集前处理模块、计算分析、分析报告于一体。如图1所示，这种传统的CAE系统与其他计算机辅助设计和制造软件相互独立地装在一台或几台计算机上，其完成一个产品的设计、模拟、制造过程比较简单，当然也无法实现协同设计和协作分析。

    图1 传统注塑模CAD/CAE/CAM流程

    为适应网络化制造的发展要求，现有的注塑模CAD/CAE系统应朝着组件化、模块化、可伸缩的方向发展，主要表现在利用标准化的应用程序和资源服务接口，实现应用程序之间或者程序和资源之间的信息交换，可在原有基础上随意添加其他功能或资源等。因此网络环境下的注塑模CAD/CAE，是在原有的系统中应用计算机网络技术，将CAD/CAE工作场所做地理位置的分离，相对独立的CAD系统和CAE系统，通过网络形成相互协同的工作流程。在这个管理流程中，产生大量的数据共享问题，以及分步数据库管理的问题。其原理和主要工作流程如图2所示。

    图2 注塑模CAD/CAE系统协同工作流程

    2 网络服务系统的设计与实现

    2.1 服务器端系统设计

    系统的核心模块是有限元计算分析模块，根据前处理模块中设定的工艺参数条件，调用一定的算法进行模拟分析，包括流动、保压、冷却、翘曲等。而该模块与前处理模块是否合理，即与充模设计、冷却设计、翘曲控制及其相应的工艺参数的设置是否正确有很大的关系。同时，该模块也为分析报告模块提供数据。因此，系统的应用服务器端设计，应着重考虑如何获得实体模型和材料牌号、注塑机型号等一些分析时必须的参数设置，以及如何实现系统并发处理和分析结果数据管理、数据共享等方面的问题。

    应用服务器端采用标准的J2EE应用服务器，它通过执行Java程序和HTTP协议与客户端进行通信，来获取客户需分析的实体模型和参数设置，并将分析结果反馈给客户端。系统的并发处理通常指多用户同时请求分析服务，可以采用集群服务器任务调度模式实现并行处理。分析结果数据采用统一管理的模式，服务器对客户提交的分析任务分析完成后，将结果数据统一存入服务器的数据库中。客户可以根据自己的权限登录服务器，查看和下载自己提供数据的分析结果，它包括成型和保压过程中流动前沿位置、压力场、温度场、剪切力场、剪切速率场等流动分析和保压分析数据等。