摘 要：本文講述了使用PTC公司的CREO1.0軟件，采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，在基于PTC公司的Pro/INTRALINK環(huán)境下協(xié)同化研發(fā)設(shè)計(jì)ZDJ9，電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的過程，并對(duì)協(xié)同化研發(fā)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：ZDJ9電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)CREO1.0 Pro/INTRALINK自頂向下 協(xié)同化

中圖分類號(hào)：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）01（b）-0036-02

西安鐵路信號(hào)有限責(zé)任公司隸屬于中國鐵路通信信號(hào)集團(tuán)公司，是1959年由鐵道部直接規(guī)劃和創(chuàng)建的、鐵道部定點(diǎn)研發(fā)、生產(chǎn)鐵路信號(hào)設(shè)備的專業(yè)重點(diǎn)企業(yè)。多年來，公司先后研制了多種型號(hào)的道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備產(chǎn)品，包括各種鐵路道岔用的ZD6系列轉(zhuǎn)轍機(jī)、ZD（J）9系列電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)、外鎖閉裝置、安裝裝置等多種產(chǎn)品，圖紙數(shù)量龐大。

隨著鐵路技術(shù)的進(jìn)步，鐵路系統(tǒng)對(duì)鐵路信號(hào)產(chǎn)品的性能要求越來越高，設(shè)計(jì)和改型任務(wù)越來越多，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的時(shí)間要求也越來越緊，原始的圖紙管理、設(shè)計(jì)管理凸顯落后，存在的問題如下：（1）現(xiàn)有的產(chǎn)品研發(fā)模式設(shè)計(jì)周期長、難度大、效率低。（2）數(shù)據(jù)的安全性和準(zhǔn)確性差。（3）數(shù)據(jù)積累和重用困難。（4）標(biāo)準(zhǔn)件、通用件、外購件缺乏有效管理。（5）無法開展有效的協(xié)同設(shè)計(jì)。

基于以上問題，公司引入了PTC公司的CREO1.0、Pro/INTRALINK軟件來管理數(shù)據(jù)，它能對(duì)工程數(shù)據(jù)信息進(jìn)行同時(shí)地傳達(dá)交流操作，以及對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品的相互關(guān)系進(jìn)行管理。通過INTRALINK的數(shù)據(jù)管理功能，實(shí)現(xiàn)了ZDJ9電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的協(xié)同化設(shè)計(jì)，縮短了設(shè)計(jì)周期，為加工生產(chǎn)爭取更多的時(shí)間成為可能。通過數(shù)字樣機(jī)和仿真分析，減少了樣機(jī)試制的費(fèi)用，降低了研發(fā)成本。本文圍繞ZDJ9電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)對(duì)INTRALINK下的協(xié)同化設(shè)計(jì)實(shí)施進(jìn)行介紹。

1 設(shè)計(jì)方法及步驟

使用Creo1.0、Pro/INTRALINK軟件，采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，完成了ZDJ9電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的協(xié)同化設(shè)計(jì)，提高了設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。其方法和步驟如以下幾點(diǎn)。

1.1 確定設(shè)計(jì)師系統(tǒng)及產(chǎn)品功能劃分

根據(jù)設(shè)計(jì)目的，在Pro/INTRALINK系統(tǒng)中確定產(chǎn)品的各個(gè)功能模塊，形成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹。并按照模塊要求設(shè)定設(shè)計(jì)師的權(quán)限。如圖1所示

1.2 總體設(shè)計(jì)師確定產(chǎn)品組成、布局和關(guān)鍵尺寸

ZDJ9轉(zhuǎn)轍機(jī)總體設(shè)計(jì)師根據(jù)鐵路道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備的總體要求、轉(zhuǎn)轍機(jī)的相關(guān)技術(shù)要求和性能及可靠性要求，按優(yōu)化設(shè)計(jì)原則，確定ZDJ9電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的功能模塊、關(guān)鍵尺寸以及各模塊之間的接口尺寸，形成了滿足產(chǎn)品功能要求的總體設(shè)計(jì)方案；然后在此基礎(chǔ)上，通過AutoCAD、word等軟件構(gòu)建ZDJ9轉(zhuǎn)轍機(jī)整機(jī)草圖，將關(guān)鍵尺寸、接口尺寸、約束條件、關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)等設(shè)計(jì)信息進(jìn)行匯總，以驅(qū)動(dòng)整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、修改；確定產(chǎn)品的裝配關(guān)系；建立部件參數(shù)表，表中包括全局參數(shù)、關(guān)系和全局位置信息，以及組件、約束條件、需求、各部件的裝配技術(shù)要求、整機(jī)裝配技術(shù)要求。如圖2所示

1.3 總體設(shè)計(jì)師創(chuàng)建ZDJ9轉(zhuǎn)轍機(jī)整機(jī)骨架模型

總體設(shè)計(jì)師在CREO1.0中創(chuàng)建ZDJ9轉(zhuǎn)轍機(jī)的整機(jī)骨架模型，將轉(zhuǎn)轍機(jī)的真實(shí)結(jié)構(gòu)，用線鏈、曲面、基準(zhǔn)表達(dá)出來，建立轉(zhuǎn)轍機(jī)的主要模塊的主要結(jié)構(gòu)、空間裝配位置和各模塊之間的接口。ZDJ9轉(zhuǎn)轍機(jī)的整機(jī)骨架模型如圖3所示。

1.4 骨架模型的檢入及分發(fā)

總體設(shè)計(jì)師完成骨架模型的設(shè)計(jì)后，便可以通過CREO1.0的發(fā)布幾何功能，自上而下地分解設(shè)計(jì)目標(biāo)，將設(shè)計(jì)信息傳遞給各個(gè)模塊的具體設(shè)計(jì)師。各模塊的設(shè)計(jì)師從整機(jī)骨架模型中通過復(fù)制整機(jī)骨架模型中的發(fā)布幾何來獲取自己模塊范圍內(nèi)的定位基準(zhǔn)和關(guān)鍵的尺寸，而展開整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程是在上級(jí)模塊所確定的邊界內(nèi)部，最后完成產(chǎn)品總體性能上的最優(yōu)設(shè)計(jì)。各模塊的設(shè)計(jì)人員和總體設(shè)計(jì)的人員通過采用INTRALINK軟件就可以同時(shí)的開展設(shè)計(jì)，這兩組工作人員還可以進(jìn)行相互參考設(shè)計(jì)。主要是由總體設(shè)計(jì)人員先將骨架模型加入到INTRALINK軟件的公用區(qū)內(nèi)，然后，各模塊的設(shè)計(jì)人員便可從公用區(qū)中得到自己模塊所屬的發(fā)布幾何，完成骨架零件分發(fā)。因此，各設(shè)計(jì)人員在INTRALINK軟件的公用區(qū)中可以得到自己需要的最新的設(shè)計(jì)資料。

1.5 各模塊設(shè)計(jì)師開展自己的設(shè)計(jì)工作

各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)師根據(jù)上一級(jí)設(shè)計(jì)師給出的骨架文件在本地具體化后開始設(shè)計(jì)工作，創(chuàng)建方法有如下兩種，可按實(shí)際情況選擇。

（1）在裝配中，建立零部件，然后利用復(fù)制幾何功能復(fù)制屬于本功能模塊的發(fā)布幾何，做為生成實(shí)體的基礎(chǔ)。

（2）簡單零件直接根據(jù)需要設(shè)計(jì)。如圖4所示

1.6 ZDJ9電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)整機(jī)的裝配

各級(jí)設(shè)計(jì)師根據(jù)骨架信息，自下往上，逐級(jí)構(gòu)造裝配件，直至完成最終產(chǎn)品的裝配。如圖5所示

2 自頂向下進(jìn)行協(xié)同化研發(fā)的優(yōu)勢(shì)

2.1 有效的協(xié)同化開發(fā)團(tuán)隊(duì)

在沒有INTRALINK之前，團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)同只能通過開會(huì)，面對(duì)面地交流，以及數(shù)據(jù)的拷貝，進(jìn)行信息共享。INTRALINK通過提供單一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，不但將不同的設(shè)計(jì)人員組織在一起，共同完成一個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)任務(wù)，還實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的及時(shí)共享。每個(gè)設(shè)計(jì)人員不僅是數(shù)據(jù)的提交者，也是數(shù)據(jù)的使用者。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在INTRALINK提供的虛擬空間中協(xié)同工作，減少因溝通不便帶來的設(shè)計(jì)延誤。在Pro/INTRALINK中，團(tuán)隊(duì)是按角色進(jìn)行管理，每個(gè)人可以在一個(gè)團(tuán)隊(duì)中承當(dāng)不同的角色，每個(gè)角色被賦予不同的權(quán)限。

2.2 信息共享和安全控制

在某些方面，信息的共享和安全是相互排斥的，但是它們?cè)贗NTRALINK中得到很好的統(tǒng)一。INTRALINK不僅通過公共區(qū)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享，還通過狀態(tài)以及權(quán)限策略保證數(shù)據(jù)的安全性。它通過基于文件夾的權(quán)限設(shè)計(jì)，為數(shù)據(jù)提供安全訪問。系統(tǒng)可以定義，誰可以訪問什么狀態(tài)的數(shù)據(jù)。為了防止兩個(gè)以上人員同時(shí)修改同一個(gè)數(shù)據(jù)的情況，INTRALINK提供了檢出/檢入機(jī)制，保證在一個(gè)人員修改數(shù)據(jù)的時(shí)候，其他人員只能查看而不能修改該數(shù)據(jù)。所有修改的數(shù)據(jù)都保存在INTRALINK中，便于查詢和使用歷史數(shù)據(jù)。

2.3 設(shè)計(jì)人員可集中精力進(jìn)行設(shè)計(jì)，無須做數(shù)據(jù)管理工作

數(shù)據(jù)管理工作完全由INTRALINK系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，各設(shè)計(jì)師不必花費(fèi)精力去考慮數(shù)據(jù)文件的存儲(chǔ)、版本、更新以及設(shè)計(jì)變更后通知相關(guān)人員的問題。INTRALINK系統(tǒng)是控制數(shù)據(jù)相關(guān)性和變更在所有設(shè)計(jì)部門間傳遞的極佳工具。

2.4 轉(zhuǎn)階段管理

通過階段基線，對(duì)特定時(shí)間點(diǎn)的技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)識(shí)和記錄，獲得特定狀態(tài)唯一的模型結(jié)構(gòu)樹。通過批量轉(zhuǎn)換階段標(biāo)識(shí)和調(diào)整模型結(jié)構(gòu)樹，簡化新階段的初始化工作。通過轉(zhuǎn)階段管理不僅保證數(shù)據(jù)的齊套性，方便設(shè)計(jì)評(píng)審，還可以對(duì)設(shè)計(jì)歷史進(jìn)行追溯，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)復(fù)查時(shí)間。

2.5 可有效提高設(shè)計(jì)效率

使用INTRALINK系統(tǒng)，采用自頂向下的協(xié)同化設(shè)計(jì)方法，可保證產(chǎn)品的關(guān)鍵信息始終處于整個(gè)設(shè)計(jì)的核心，而設(shè)計(jì)過程則是通過捕捉核心設(shè)計(jì)信息的修改將自動(dòng)更新整個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)?？傮w設(shè)計(jì)師對(duì)于總體結(jié)構(gòu)、尺寸和分系統(tǒng)接口尺寸的更改能迅速自頂向下傳遞到各個(gè)子系統(tǒng)并自動(dòng)更改，分系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師無需進(jìn)行更改工作。增加了設(shè)計(jì)的靈活性，極大提高了設(shè)計(jì)效率。

2.6 可有效避免人為錯(cuò)誤

在設(shè)計(jì)過程中可有效避免接口不一致、零部件干涉等人為錯(cuò)誤；若要求生成二維圖，則可完全避免視圖錯(cuò)誤和畫法幾何錯(cuò)誤。

2.7 可有效避免重復(fù)工作

在INTRALINK環(huán)境中建立標(biāo)準(zhǔn)件庫、常用件庫，在設(shè)計(jì)師需要時(shí)直接插入模型即可。由于INTRALINK采用開放的產(chǎn)品模型信息訪問環(huán)境，因而在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)，對(duì)于INTRALINK系統(tǒng)中已存在的數(shù)據(jù)均可方便的直接使用或借用，避免了重復(fù)工作，提高設(shè)計(jì)效率。

3 結(jié)論

通過使用CREO1.0、Pro/INTRALINK軟件，并使用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，圓滿完成了ZDJ9電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的協(xié)同化研發(fā)設(shè)計(jì)。ZDJ9電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)協(xié)同化設(shè)計(jì)小組第一次近距離的在工作中接觸到和使用到了先進(jìn)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理方法，提高了工作效率，加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)協(xié)同。借此契機(jī)，以企業(yè)信息化帶動(dòng)整個(gè)工作效率和管理效率的提高成為今后工作的一個(gè)方向。同時(shí)，企業(yè)級(jí)的信息化工作還要面臨更多的挑戰(zhàn)，將先進(jìn)的解決方案引入的同時(shí)，更多的工作是將其與企業(yè)實(shí)際相結(jié)合并發(fā)揮作用。

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