陳暢宇 于 勇 趙 罡

(北京航空航天大學(xué) 機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院，北京 100191)

飛機(jī)研制是一個(gè)多階段、多層面銜接配合的工作過(guò)程［1－2］.每個(gè)階段包含1個(gè)或多個(gè)基線.在每一個(gè)階段中，按照協(xié)同并行設(shè)計(jì)的要求，由產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造、檢驗(yàn)檢測(cè)等各領(lǐng)域共同完成設(shè)計(jì)迭代.在各階段任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中，項(xiàng)目管理(PM，Project Management)監(jiān)控［3］將項(xiàng)目的實(shí)際進(jìn)展和項(xiàng)目計(jì)劃結(jié)合起來(lái)，記錄項(xiàng)目的進(jìn)展和變化，保證即時(shí)信息交流，為項(xiàng)目計(jì)劃的調(diào)整決策提供信息上的支持.相較于常規(guī)產(chǎn)品研制項(xiàng)目，飛機(jī)研制流程具有周期漫長(zhǎng)、數(shù)據(jù)繁雜、并發(fā)事件多等特點(diǎn).另外，飛機(jī)研制任務(wù)一般需要多家設(shè)計(jì)或制造單位之間的協(xié)作，涉及位置分散、變更頻繁的大規(guī)模數(shù)據(jù)，形成了一種復(fù)雜的信息環(huán)境.如何在該種信息環(huán)境下，為飛機(jī)研制任務(wù)的管理決策者高效地提供管理決策依據(jù)，并輔助其發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目中潛在的風(fēng)險(xiǎn)和問(wèn)題，一直是航空制造業(yè)重點(diǎn)研究的命題之一，也是面向航空制造領(lǐng)域的項(xiàng)目監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要目標(biāo).

根據(jù)上述飛機(jī)研制流程和信息環(huán)境特點(diǎn)，適用的項(xiàng)目監(jiān)控方法應(yīng)該包含下述功能:①實(shí)現(xiàn)大規(guī)模任務(wù)狀態(tài)的全局可視化;②支持可定制的任務(wù)信息多視圖展示;③便于大規(guī)模并發(fā)事件的情報(bào)掌握與快速處理;④提供處理事件所需的任務(wù)關(guān)聯(lián)信息并支持信息追溯;⑤便捷高效的人機(jī)交互方式.

在傳統(tǒng)的項(xiàng)目監(jiān)控方法中，采用甘特圖、資源監(jiān)控表、任務(wù)進(jìn)展報(bào)告等方式統(tǒng)計(jì)任務(wù)執(zhí)行狀況.將其與上述功能要求比較后可以發(fā)現(xiàn)如下缺點(diǎn):①信息表達(dá)方式有限，局限于二維圖表或文字描述，要求用戶分配一定的理解與分析時(shí)間，在出現(xiàn)大規(guī)模事件并發(fā)時(shí)限制了用戶的信息處理效率;②反映的信息缺乏聯(lián)系，難以實(shí)現(xiàn)不同階段間的任務(wù)數(shù)據(jù)追溯，管理人員處理問(wèn)題時(shí)的視角缺乏全局性;③缺乏按照工作領(lǐng)域、資源類型劃分的多層次直觀視圖，不便于快速分析任務(wù)關(guān)系與資源負(fù)載分布.

類似的缺點(diǎn)在建筑行業(yè)的建設(shè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域中已經(jīng)引起了關(guān)注［4］，在項(xiàng)目計(jì)劃過(guò)程中采用4D CAD系統(tǒng)［5］成為一種有效的問(wèn)題解決途徑.該種系統(tǒng)將項(xiàng)目規(guī)劃和設(shè)計(jì)信息與CAD模型進(jìn)行緊密結(jié)合，幫助項(xiàng)目管理人員更有效地掌握動(dòng)態(tài)變化的項(xiàng)目信息.目前，4D CAD系統(tǒng)在建設(shè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，證明了模型可視化用于項(xiàng)目管理監(jiān)控環(huán)節(jié)的可行性與價(jià)值.

針對(duì)前述缺點(diǎn)，并借鑒于模型可視化與項(xiàng)目監(jiān)控相結(jié)合的成功經(jīng)驗(yàn)，本文在飛機(jī)研制項(xiàng)目監(jiān)控中引入了數(shù)字樣機(jī)技術(shù)，其出發(fā)點(diǎn)在于:首先，三維空間中的幾何信息表達(dá)較二維圖表更加直觀;其次，數(shù)字樣機(jī)可以有效地體現(xiàn)飛機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與飛機(jī)研制任務(wù)的緊密聯(lián)系.一方面，飛機(jī)研制任務(wù)一般按照產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行工作結(jié)構(gòu)分解.通過(guò)項(xiàng)目監(jiān)控?cái)?shù)字樣機(jī)建立零部件具體形象與工作結(jié)構(gòu)間的聯(lián)系，有助于用戶對(duì)工作任務(wù)的快速識(shí)別與理解;另一方面，飛機(jī)數(shù)字樣機(jī)分級(jí)分階段的構(gòu)建過(guò)程與飛機(jī)研制任務(wù)的階段劃分相互對(duì)應(yīng)，其成熟度是項(xiàng)目進(jìn)度的另一種體現(xiàn);最后，由于數(shù)字樣機(jī)與產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM，Product Data Management)系統(tǒng)存在緊密關(guān)系，為復(fù)雜的項(xiàng)目監(jiān)控功能開發(fā)提供了便利.

在將數(shù)字樣機(jī)模型與項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行結(jié)合并實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目監(jiān)控功能的過(guò)程中，首先需要保證數(shù)字樣機(jī)具有明確的創(chuàng)建規(guī)則與方法，并實(shí)現(xiàn)樣機(jī)幾何模型與任務(wù)節(jié)點(diǎn)的規(guī)則映射.然后在該映射基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)度、資源分配情況等任務(wù)詳細(xì)信息與樣機(jī)的綁定顯示，以及任務(wù)信息多階段、多視圖(不同資源相關(guān)性、不同系統(tǒng)功能相關(guān)性等)的展示.最后，良好的人機(jī)交互性能也是本方法重點(diǎn)考慮的因素.為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，本文首先研究了面向飛機(jī)研制的PDM/PM集成模型;然后基于該模型提出項(xiàng)目監(jiān)控用數(shù)字樣機(jī)的創(chuàng)建方法;最后圍繞該方法的技術(shù)應(yīng)用，對(duì)項(xiàng)目監(jiān)控的可視化及交互方法進(jìn)行了研究.該技術(shù)在工程實(shí)際中得到成功應(yīng)用.

1 面向飛機(jī)研制的PDM/PM集成模型

數(shù)字樣機(jī)(DMU，Digital Mockup)是對(duì)產(chǎn)品的真實(shí)化、集成化的虛擬仿真，用于工程設(shè)計(jì)、干涉檢查、機(jī)構(gòu)仿真、產(chǎn)品拆裝、加工制造和維護(hù)檢測(cè)等模擬環(huán)境［6－7］.飛機(jī)數(shù)字樣機(jī)的生成與飛機(jī)的研制項(xiàng)目規(guī)劃、過(guò)程控制手段、數(shù)據(jù)管理方式等息息相關(guān)，劃分為全機(jī)樣機(jī)、結(jié)構(gòu)樣機(jī)、系統(tǒng)樣機(jī)、分區(qū)樣機(jī)、專用樣機(jī)等類型［8］.本文提出的項(xiàng)目監(jiān)控用數(shù)據(jù)樣機(jī)屬于專用數(shù)字樣機(jī).隨著飛機(jī)研制過(guò)程中方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)的完成，逐步產(chǎn)生一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)數(shù)字樣機(jī).作為一種任務(wù)交付物，數(shù)字樣機(jī)的生成與存儲(chǔ)既屬于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的范疇，又與項(xiàng)目管理的任務(wù)結(jié)構(gòu)分解密切相關(guān).可以將數(shù)字樣機(jī)視為在PM與PDM之間的一種橋梁.為了實(shí)現(xiàn)基于數(shù)字樣機(jī)的項(xiàng)目監(jiān)控系統(tǒng)，必須對(duì)其所處的PM與PDM的集成環(huán)境作出清晰的描述，并在該種環(huán)境中實(shí)現(xiàn)PM系統(tǒng)對(duì)PDM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理與工作流功能的有效調(diào)用.

在PDM與PM的集成理論方面，一些學(xué)者已經(jīng)開展了卓有成效的工作.萬(wàn)立等［9］解釋了將PM與PDM進(jìn)行集成的必要性，并提出了一種PDM中面向產(chǎn)品開發(fā)全過(guò)程的項(xiàng)目組織模型.其主要思路為按階段將項(xiàng)目劃分為不同子任務(wù)，在相鄰階段間設(shè)置評(píng)估過(guò)程;對(duì)子任務(wù)繼續(xù)進(jìn)行逐級(jí)分解時(shí)，保證分解出的子活動(dòng)能夠描述父活動(dòng)的一項(xiàng)完整的單元功能.何恒等［10］則從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分解角度建立項(xiàng)目任務(wù)與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模型間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，認(rèn)為復(fù)雜產(chǎn)品的研制項(xiàng)目管理實(shí)質(zhì)上可以作為一種系統(tǒng)工程，并建立了一種三級(jí)劃分的工作分解結(jié)構(gòu)(WBS，Work Breakdown Structure).3個(gè)級(jí)別由高至低依次為:基于產(chǎn)品的工作分解結(jié)構(gòu)(PWBS，Product-based WBS)，基于交付物的工作分解結(jié)構(gòu)(DWBS，Delivery-based WBS)，基于項(xiàng)目活動(dòng)分解的工作分解結(jié)構(gòu)(AWBS，Activity-based WBS).在此基礎(chǔ)上，何苗等［11］提出了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分解(PBS，Product Breakdown Structure)與WBS間的關(guān)系映射，通過(guò)交付物實(shí)現(xiàn)了PBS節(jié)點(diǎn)與WBS單元項(xiàng)的關(guān)聯(lián).實(shí)際應(yīng)用方面，空客在產(chǎn)品(A380，A350及后續(xù)機(jī)型)研發(fā)過(guò)程中全面引入了 cDMU(configured DMU)概念［12］，以對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的分解為線索組織和協(xié)調(diào)全球化的協(xié)同研發(fā).在現(xiàn)有軟件系統(tǒng)中，PTC公司的Windchill和達(dá)索公司的V6系列等主流軟件都提供了與PDM相關(guān)聯(lián)的PM集成方案.

綜合上述觀點(diǎn)和成果，本文認(rèn)為何恒等［10］提出的“PWBS-DWBS-AWBS”模式符合對(duì)飛機(jī)研制項(xiàng)目活動(dòng)的分解與執(zhí)行應(yīng)用現(xiàn)狀的描述，并有利于在數(shù)字樣機(jī)與多級(jí)別的任務(wù)之間建立映射.為了便于對(duì)本文方法進(jìn)行闡述，本文對(duì)該模式進(jìn)行了簡(jiǎn)化，依然沿用“PWBS”，“DWBS”，“AWBS”這 3個(gè)標(biāo)記.在該模式中，可以劃分出在產(chǎn)品研制的不同階段、不同模塊或系統(tǒng)進(jìn)行的、不同層面或領(lǐng)域的任務(wù)，其基本組織形式如圖1所示.

圖1 研制項(xiàng)目管理模型

每一個(gè)階段均按照產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)功能對(duì)飛機(jī)研制項(xiàng)目進(jìn)行多級(jí)別分解，分解的功能單元對(duì)應(yīng)于研制的子活動(dòng)單元(PWBS);該種PWBS單元分解為多個(gè)領(lǐng)域類別的多層任務(wù)單元(DWBS);在每個(gè)DWBS單元中，由AWBS單元驅(qū)動(dòng)工作流實(shí)現(xiàn)對(duì)交付物的操作與提交.這3種單元可以分別記為式(1)～式(3).

其中，UP表示PWBS單元(后文以u(píng)P表示UP的一個(gè)實(shí)例);M為PWBS單元各工作領(lǐng)域d的樣機(jī)模型的集合(設(shè)包含若干個(gè)工作領(lǐng)域的集合為D=syggg00)，將特定的PWBS單元uP在工作領(lǐng)域d下對(duì)應(yīng)的M記為M(uP，d);P為研制階段，將特定階段p下的UP記為UP(p);RP為UP間的關(guān)系集合;U'D為UP所對(duì)應(yīng)的DWBS單元集合，將uP對(duì)應(yīng)的U'D記為U'D(uP);AP為UP的其他屬性集合.

其中，UD表示DWBS單元;RD為DWBS單元間的關(guān)系集合;L為UD對(duì)應(yīng)的交付物集合，UD的交付物記為L(zhǎng)(UD);U'A為UD所對(duì)應(yīng)的AWBS單元集合;D為UD所屬的工作領(lǐng)域d的集合，D=syggg00，將特定工作領(lǐng)域d對(duì)應(yīng)的UD記為UD(d);AD為UD的其他屬性集合.

其中，UA表示AWBS單元;RA為AWBS單元間的關(guān)系集合;C為UA對(duì)應(yīng)的執(zhí)行流程;AA為UA的其他屬性集合.

在飛機(jī)研制過(guò)程中，基線是研制階段劃分的依據(jù)，基線必須對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)功能的研制目標(biāo)提出明確要求，以便于進(jìn)行PWBS層與DWBS層的分解.PWBS按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分解方式進(jìn)行分解.隨著研制項(xiàng)目的推進(jìn)，后續(xù)階段在前面階段劃分的基礎(chǔ)上進(jìn)行細(xì)化和補(bǔ)充.雖然PWBS單元在后續(xù)研制階段可以被沿用，但針對(duì)PWBS單元所執(zhí)行的研制任務(wù)并不相同，故不同階段中的相同PWBS單元所含的DWBS不同.AWBS單元根據(jù)DWBS的交付物類別調(diào)用或創(chuàng)建工作流模板，按模板規(guī)則管理任務(wù)執(zhí)行過(guò)程.

上述方法使用PWBS單元指明了項(xiàng)目計(jì)劃與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或功能系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，建立了項(xiàng)目任務(wù)與PDM系統(tǒng)管理的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)間的關(guān)系，形成了PDM系統(tǒng)與PM系統(tǒng)共同協(xié)調(diào)管理的數(shù)據(jù)環(huán)境.同時(shí)，DWBS單元與PWBS單元之間的附屬關(guān)系使所有交付物都可以與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或功能系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)，為面向項(xiàng)目監(jiān)控的專用數(shù)字樣機(jī)理論的提出創(chuàng)造了數(shù)據(jù)關(guān)系基礎(chǔ).

2 項(xiàng)目監(jiān)控專用數(shù)字樣機(jī)創(chuàng)建方法

數(shù)字樣機(jī)包括所有研制任務(wù)成果在三維虛擬空間中的仿真，如外形、物理特性、空間關(guān)系、運(yùn)動(dòng)控制邏輯等.相對(duì)于運(yùn)動(dòng)仿真、干涉檢查等應(yīng)用，面向項(xiàng)目監(jiān)控的數(shù)字樣機(jī)包含的內(nèi)容較為簡(jiǎn)單，僅需要能指明與PWBS單元對(duì)應(yīng)關(guān)系的外形數(shù)據(jù).該類外形數(shù)據(jù)來(lái)自于與幾何設(shè)計(jì)相關(guān)的研制活動(dòng).

本文將以樣機(jī)模型作為交付物的DWBS單元定義為項(xiàng)目監(jiān)控用數(shù)字樣機(jī)的可視化支撐單元，記為

圖2 數(shù)字樣機(jī)創(chuàng)建流程

圖3 不同工作領(lǐng)域的數(shù)字樣機(jī)結(jié)構(gòu)示例

在實(shí)際項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中，數(shù)字樣機(jī)的生成是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，當(dāng)所有子PWBS單元的均執(zhí)行完畢后，才能完成M(UP)的創(chuàng)建.在階段pi中，由于M(uP(pi))是)的交付物，無(wú)法在)執(zhí)行過(guò)程中提前給出.所以，應(yīng)該采用M(uP(pi－1))作為階段pi開始時(shí)的數(shù)字樣機(jī)，用于標(biāo)示pi中的uP(pi)DWBS進(jìn)展情況(項(xiàng)目開始時(shí)，可以采用圖片或簡(jiǎn)化概念模型作為數(shù)字樣機(jī)模型的替代物).隨著的完成，逐步對(duì)M(uP(pi))進(jìn)行更新.以方案設(shè)計(jì)階段p為例，在達(dá)到結(jié)構(gòu)布局基線以前，只能采用沒(méi)有分離面的概念樣機(jī)的外形數(shù)據(jù)作為M(uP(p));在劃分結(jié)構(gòu)分離面和工藝分離面的各級(jí)UD執(zhí)行過(guò)后，會(huì)逐步形成結(jié)構(gòu)布局?jǐn)?shù)字樣機(jī)，對(duì)M(uP(p))進(jìn)行替換升級(jí)，逐步采用由分離面定義的外形數(shù)據(jù)展示.

3 項(xiàng)目信息綁定及多視圖監(jiān)控

利用M(UP(P))與UP(P)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以從數(shù)字樣機(jī)直接查詢到以對(duì)應(yīng)PWBS單元為根節(jié)點(diǎn)的PWBS單元樹，以及所有依附于各樹節(jié)點(diǎn)的DWBS單元樹.通過(guò)對(duì)這些DWBS單元的屬性信息進(jìn)行抽取與分析加工，有利于管理人員對(duì)資源進(jìn)行有效、合理的調(diào)度與分配.

通過(guò)M(UP(P)，D)與UP(P)及 UD(D)之間的關(guān)系，可以標(biāo)示不同PWBS單元在階段、空間、層次方面的關(guān)系，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)視角快速鎖定相關(guān)的任務(wù)活動(dòng)，并按照工作領(lǐng)域劃分查看不同領(lǐng)域的任務(wù)情況，實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)研制過(guò)程中各階段的統(tǒng)一管理.結(jié)合任務(wù)本身具有的豐富屬性，項(xiàng)目監(jiān)控用數(shù)字樣機(jī)允許對(duì)項(xiàng)目信息按如下方式進(jìn)行多角度地觀察:①指定研制階段，查看相關(guān)的項(xiàng)目信息;②指定PWBS單元，查看其在全生命周期中的項(xiàng)目信息;③指定工作領(lǐng)域，查看與該領(lǐng)域相關(guān)的項(xiàng)目信息.如圖4所示，虛線為被選擇的元素.用戶查看了階段P(A)下的PWBS根節(jié)點(diǎn)在工作領(lǐng)域d3下的M(uP(P(A))，d3).以該DMU為基點(diǎn)，可以查詢PWBS在該工作領(lǐng)域下的DWBS樹，進(jìn)而可以查看各任務(wù)的詳細(xì)信息和進(jìn)展情況.用戶也可以在不同階段與工作領(lǐng)域的M(uP(P))間進(jìn)行快速切換.

圖4 數(shù)字樣機(jī)與任務(wù)信息的綁定示例

4 數(shù)字樣機(jī)雙層模型載入策略

數(shù)字樣機(jī)模型來(lái)自于專業(yè)設(shè)計(jì)軟件的精確建模，將參數(shù)化的實(shí)體模型轉(zhuǎn)換為表面模型后，如果維持原有模型精度，全機(jī)模型將變得非常巨大.故按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建議，數(shù)字樣機(jī)在應(yīng)用時(shí)應(yīng)該經(jīng)過(guò)一定程度的簡(jiǎn)化［8］.G.Sun［13］認(rèn)為數(shù)字樣機(jī)的可視化系統(tǒng)應(yīng)該在符合應(yīng)用精度需求的前提下能夠載入所有需要的模型，并且具備好的顯示性能與效果.除了進(jìn)行模型面片的簡(jiǎn)化，在可視化階段還可以采用細(xì)節(jié)層次(LOD，Level of Detail)的實(shí)時(shí)自適應(yīng)繪制、模型分割、可見(jiàn)性剔除、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)調(diào)度、光線跟蹤等技術(shù)提高系統(tǒng)的顯示效果和性能［14］.

相對(duì)于其他數(shù)字樣機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的需求，使用面向項(xiàng)目監(jiān)控的數(shù)字樣機(jī)時(shí)，樣機(jī)模型僅僅作為任務(wù)活動(dòng)的標(biāo)示物，對(duì)模型可視化的精度要求很低，僅要求保證模型的外觀不會(huì)使用戶在辨別PWBS時(shí)產(chǎn)生歧義.在使用過(guò)程中，用戶需要在不同階段、不同層次的M(UP(P))間進(jìn)行切換，要求系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)模型的批量載入和可視化.除了前述的可視化優(yōu)化手段，為了減輕顯示設(shè)備的運(yùn)算負(fù)擔(dān)，本文提出了M(UP(P))展開時(shí)的雙層模型載入策略，如圖5所示.

圖5 雙層模型載入策略

該策略中，為每一個(gè)DMU預(yù)定一個(gè)低精度模型.所謂低精度，是指僅維持該樣機(jī)輪廓外觀的精度，剔除所有細(xì)節(jié)性的內(nèi)容，以及被遮擋的不可見(jiàn)部分.設(shè)M(uP(p))在DMU樹中為非葉節(jié)點(diǎn).當(dāng)用戶觀看uP(p)的內(nèi)容時(shí)，由M(uP(p))的子級(jí)的低精度模型組成當(dāng)前的DMU模型.當(dāng)焦點(diǎn)轉(zhuǎn)換為其中一個(gè)子級(jí)DMU時(shí)，系統(tǒng)首先將卸載當(dāng)前場(chǎng)景中的模型，然后，如果該子級(jí)DMU為非葉節(jié)點(diǎn)，則重復(fù)低精度載入的模式，載入該子級(jí)DMU所有子級(jí)的低精度模型;如果該子級(jí)DMU已經(jīng)是葉節(jié)點(diǎn)，則載入精度較高、適于顯示的模型.

基于如上可視化策略，提出以數(shù)字樣機(jī)模型為對(duì)象的基本界面交互功能:①圍繞模型進(jìn)行的視角平移、旋轉(zhuǎn)與縮放;②對(duì)模型的選擇和拾取;③在DMU樹中的漫游.

5 飛機(jī)研制項(xiàng)目監(jiān)控原型系統(tǒng)

為了驗(yàn)證本文理論的可行性，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了功能較為簡(jiǎn)單的原型系統(tǒng).如圖6所示，該原型包括PDM系統(tǒng)、PM系統(tǒng)、監(jiān)控服務(wù)器、監(jiān)控客戶端、協(xié)同工具服務(wù)器等部分.其中，PDM系統(tǒng)采用的是PTC公司的Windchill PDMLink.監(jiān)控服務(wù)器根據(jù)PDM/PM集成模型的定義從PDM與PM系統(tǒng)中抽取數(shù)據(jù);在客戶端利用封裝了 WebGL的three.js庫(kù)和ExtJS庫(kù)生成項(xiàng)目信息監(jiān)控頁(yè)面;協(xié)同工具軟件選擇了思科公司的WebEX，提供了遠(yuǎn)程協(xié)同常用的短消息、視頻會(huì)議、電子白板、遠(yuǎn)程桌面等功能.原型采用B/S架構(gòu)，支持PDM，PM及DMU數(shù)據(jù)層服務(wù)器的靈活部署.

圖6 原型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及界面示例

該原型實(shí)踐了數(shù)字樣機(jī)的雙層模型動(dòng)態(tài)載入與可視化;實(shí)現(xiàn)了第4節(jié)中所述的交互功能;允許用戶通過(guò)樣機(jī)模型查看相關(guān)的項(xiàng)目任務(wù)信息;利用樣機(jī)模型的顏色標(biāo)示任務(wù)進(jìn)展?fàn)顩r;用戶可以通過(guò)樣機(jī)模型快速定位任務(wù)相關(guān)角色并利用協(xié)同工具發(fā)起遠(yuǎn)程協(xié)同討論.

6 結(jié)論

本文針對(duì)飛機(jī)研制項(xiàng)目監(jiān)控需求，通過(guò)對(duì)PDM/PM集成模型的研究，建立了項(xiàng)目任務(wù)與DMU模型間的關(guān)系模型.基于該關(guān)系模型，提出了一種使用數(shù)字樣機(jī)輔助進(jìn)行項(xiàng)目監(jiān)控的方法，并研究了相關(guān)的可視化與交互技術(shù).通過(guò)原型系統(tǒng)對(duì)理論進(jìn)行了成功實(shí)踐.面向飛機(jī)研制項(xiàng)目監(jiān)控的數(shù)字樣機(jī)使項(xiàng)目管理人員能夠全局性地、多角度地、沉浸式地漫游于項(xiàng)目信息中.

本文工作雖然完成了簡(jiǎn)單的原型系統(tǒng)，但仍然需要在如下幾個(gè)方面進(jìn)一步開展工作:①雖然“PWBS-DWBS-AWBS”模式符合對(duì)飛機(jī)研制項(xiàng)目活動(dòng)的描述，但在諸如MS Project這樣的通用項(xiàng)目管理軟件中并沒(méi)有提供與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分解對(duì)應(yīng)的任務(wù)分解功能，只能人工進(jìn)行工作結(jié)構(gòu)分解與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分解間的映射，故需要進(jìn)一步研究自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)該種映射的方法;②本文實(shí)現(xiàn)的原型系統(tǒng)，其人機(jī)交互形式仍然以傳統(tǒng)的WIMP(Windows，I-cons，Mouse，Pointer)為主，限制了用戶與項(xiàng)目信息之間的交互效率.可以考慮結(jié)合人機(jī)自然交互界面和虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)備進(jìn)行研究，使面向海量數(shù)據(jù)的項(xiàng)目監(jiān)控能夠真正受益于三維用戶界面環(huán)境，提高系統(tǒng)的易用性與使用效率;③由于飛機(jī)零部件形狀與尺寸差異較大，可能導(dǎo)致同一層級(jí)對(duì)應(yīng)的數(shù)字樣機(jī)可視化尺寸差異過(guò)大，需要進(jìn)一步研究用于輔助的信息提示與模型交互方法.另外，對(duì)于隨著監(jiān)控需求而出現(xiàn)的大規(guī)模的、結(jié)構(gòu)化的、非幾何的信息，其可視化方法也應(yīng)該作為進(jìn)一步研究的重點(diǎn).

隨著信息可視化與人機(jī)交互技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，數(shù)字樣機(jī)在項(xiàng)目監(jiān)控中的應(yīng)用途徑必將得到進(jìn)一步發(fā)展.

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