邱海輝 馬良策 鮑鏡如

（北京汽車(chē)股份有限公司汽車(chē)研究院）

汽車(chē)車(chē)身關(guān)鍵數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)

邱海輝 馬良策 鮑鏡如

（北京汽車(chē)股份有限公司汽車(chē)研究院）

針對(duì)車(chē)身概念設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，利用Vb.net和MySQL建立了汽車(chē)車(chē)身關(guān)鍵數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，利用CATIA/ CAA與CATIA/Automation二次開(kāi)發(fā)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了該數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)與CATIA之間的集成與通信。該數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)可完成對(duì)數(shù)據(jù)的輸入、編輯、查詢等管理操作，將參考模型實(shí)時(shí)從數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)入到CATIA軟件中，根據(jù)目標(biāo)數(shù)據(jù)的不同定制并輸出數(shù)據(jù)參數(shù)對(duì)比報(bào)表。

1 前言

CATIA軟件以其強(qiáng)大的自由曲面造型和逆向功能，成為航空和汽車(chē)行業(yè)的主流CAD平臺(tái)[1]。CATIA軟件為兼顧用戶的不同需求，預(yù)留了二次開(kāi)發(fā)接口。在CATIA平臺(tái)下進(jìn)行零件庫(kù)的開(kāi)發(fā)主要有3種方法[2]：第1，使用CATIA的Formula、Design Table和Catalog功能建立三維標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)，但其格式固定，不能有效和國(guó)家及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合起來(lái)，且操作繁瑣、更新性較差、零件存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)冗余、不易操作[3]。第2，可以利用CATIA提供的組件應(yīng)用架構(gòu)（Component Application Architec?ture，CAA）接口和二次開(kāi)發(fā)工具快速應(yīng)用開(kāi)發(fā)環(huán)境（Rapid Application Development Environment,RADE）進(jìn)行CATIA的二次開(kāi)發(fā)，創(chuàng)建零件庫(kù)的應(yīng)用程序。此方法入門(mén)困難，但實(shí)現(xiàn)的功能強(qiáng)大，開(kāi)發(fā)的程序效率高，能夠滿足用戶深層次專業(yè)化的要求[4]。第3，使用自動(dòng)化接口（Automation API），在VB環(huán)境下引用CATIA的類對(duì)象、函數(shù)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。此種方法入門(mén)容易，但功能限制大[5]，且所開(kāi)發(fā)的零件庫(kù)系統(tǒng)只能在特定模塊下使用，靈活性較差[6]。

本文從車(chē)身關(guān)鍵數(shù)據(jù)管理的實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，結(jié)合CATIA平臺(tái)下3種開(kāi)發(fā)零件庫(kù)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，利用VB.net和MySQL建立車(chē)身關(guān)鍵數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，采用CA?TIA/CAA技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與CATIA的無(wú)縫連接，應(yīng)用Automation技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與CATIA的數(shù)據(jù)通信。該數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)可以完成關(guān)鍵數(shù)據(jù)的管理、預(yù)覽、對(duì)比以及模型輸出，為提高對(duì)標(biāo)設(shè)計(jì)效率、縮短車(chē)身開(kāi)發(fā)周期提供了支持。

2 車(chē)身關(guān)鍵數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)以Windows和CATIA V5為操作平臺(tái)，使用VB.net作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，通過(guò)MySQL作為底層數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。圖1為系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)框圖，可分為集成層、用戶層和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層。集成層使用RADE和CAAAPI實(shí)現(xiàn)用戶層與CATIA的集成。用戶層體現(xiàn)了系統(tǒng)功能，目前可分為3個(gè)基礎(chǔ)模塊（分別為系統(tǒng)管理模塊、車(chē)型管理模塊、材料管理模塊）和1個(gè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)模塊，關(guān)鍵數(shù)據(jù)管理模塊作為車(chē)身關(guān)鍵數(shù)據(jù)的載體，根據(jù)用戶對(duì)不同零件的需求，可進(jìn)行實(shí)時(shí)擴(kuò)展。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層為用戶層的各模塊提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持，其和用戶層通過(guò)ADO.NET接口和Automation進(jìn)行數(shù)據(jù)交流與更新。

系統(tǒng)的工作流程可描述為：進(jìn)入CATIA，點(diǎn)擊開(kāi)發(fā)工具條上的車(chē)身關(guān)鍵數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)命令按鈕，打開(kāi)已加載到CATIA內(nèi)部的車(chē)身關(guān)鍵數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，通過(guò)ADO.NET訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行車(chē)身關(guān)鍵數(shù)據(jù)的功能性操作。

3 系統(tǒng)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)包括集成層的實(shí)現(xiàn)和用戶層的開(kāi)發(fā)。

3.1 基于CAA的集成層開(kāi)發(fā)

采用組件應(yīng)用架構(gòu)CAA完成數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在CATIA下的入口設(shè)計(jì)，要在CATIA中創(chuàng)建一個(gè)全新的work?bench，以便將基于CAA二次開(kāi)發(fā)的車(chē)身關(guān)鍵數(shù)據(jù)輔助設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行集中顯示，也要將開(kāi)發(fā)的工具條嵌入到其他相關(guān)工作臺(tái)中，以利于實(shí)際操作。集成層的開(kāi)發(fā)框架（圖2）分為兩個(gè)步驟：第1步，插入新工作臺(tái)；第2步，在新工作臺(tái)中開(kāi)發(fā)新工具條并將工具條關(guān)聯(lián)到CATIA的創(chuàng)成式、零件設(shè)計(jì)和裝配設(shè)計(jì)工作臺(tái)。

a.工作臺(tái)的插入

在CAA中創(chuàng)建新的工作臺(tái)流程如圖3所示。

b.工具條及命令按鈕開(kāi)發(fā)

工具條在新建工作臺(tái)和創(chuàng)成式設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)以及裝配設(shè)計(jì)下可用，因此需要將工具條描述類與這4項(xiàng)的接口建立聯(lián)系。以新建工作臺(tái)為例，通過(guò)以下兩個(gè)語(yǔ)句，可實(shí)現(xiàn)工具條與新建工作臺(tái)的連接。

#include"TIE_IBATVBDCreationWbenchAddin.h"

TIE_IBATVBDCreationWbenchAddin（BATDataAd?din）

工具條描述類作為對(duì)系統(tǒng)接口的擴(kuò)展，會(huì)重載Cre?ateToolbars和CreateCommands兩個(gè)函數(shù)，CreateToolbars用以創(chuàng)建一個(gè)按鈕容器，即工具條。圖4是創(chuàng)建工具條及添加按鈕的過(guò)程。

函數(shù)CreateCommands()的作用是關(guān)聯(lián)工具條按鈕的響應(yīng)命令。在該命令中添加調(diào)用外部程序的響應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)外部程序調(diào)用的API函數(shù)有Shell、ShellExecute、ShellExecuteEx、Winexec、CreateProcess等，本文采用使用率較高的ShellExecute函數(shù)。

3.2 車(chē)身關(guān)鍵數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

作為車(chē)身設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的對(duì)標(biāo)平臺(tái)，也可以作為通用化的基礎(chǔ)平臺(tái)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能如圖6所示。

a.用戶權(quán)限劃分：不同用戶權(quán)限使用不同功能。管理員職能涉及對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的修改操作，而普通用戶僅對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)有查詢操作權(quán)限。圖7為系統(tǒng)主界面。

b.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：記錄用戶關(guān)注的車(chē)身關(guān)鍵數(shù)據(jù)，包括車(chē)型、材料、主斷面位置、車(chē)門(mén)、主斷面、密封條斷面、孔堵和鉸鏈等數(shù)據(jù)的幾何信息及其數(shù)模文件。

c.數(shù)據(jù)查詢：實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)型、材料、主斷面位置、車(chē)門(mén)、主斷面、密封條斷面、孔堵和鉸鏈的幾何信息進(jìn)行瀏覽和查詢，同時(shí)可以對(duì)零件或斷面的形狀進(jìn)行初步預(yù)覽。圖8為關(guān)鍵數(shù)據(jù)的信息展示界面。

d.數(shù)據(jù)輸出與對(duì)比報(bào)表：對(duì)于其他程序或腳本來(lái)說(shuō)，CATIA只是一個(gè)OLE自動(dòng)化對(duì)象服務(wù)器，因此任何能訪問(wèn)COM對(duì)象的程序或腳本都能訪問(wèn)CATIA的對(duì)象并對(duì)其進(jìn)行操作[7]。本文通過(guò)Automation技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與CATIA的通信，使用前在VB.net程序框架中引用CATIA的庫(kù)文件，在獲取當(dāng)前CATIA Application對(duì)象后，使用Documents的Open方法將數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)模文件在CATIA中打開(kāi)。通過(guò)Automation技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)與CATIA的通信，將相應(yīng)斷面或零件數(shù)模從數(shù)據(jù)庫(kù)中直接導(dǎo)入到CATIA。對(duì)比報(bào)表的輸出同樣采用支持自動(dòng)化操作的Excel實(shí)現(xiàn)，用戶根據(jù)自身需要搜索到所需零件或斷面，通過(guò)選擇相應(yīng)的參數(shù)，輸出參數(shù)對(duì)比報(bào)表。圖9為對(duì)標(biāo)數(shù)據(jù)參數(shù)對(duì)比報(bào)表的輸出。

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)車(chē)身工程師在對(duì)標(biāo)數(shù)據(jù)管理及通用化設(shè)計(jì)方面的需求，在分析了CATIA的二次開(kāi)發(fā)方式后，選擇了CAA和Automation兩種方式相結(jié)合的開(kāi)發(fā)思路，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了車(chē)身關(guān)鍵數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要功能如下：

a.可以錄入車(chē)型、材料、主斷面位置、車(chē)門(mén)、主斷面、密封條斷面、孔堵和鉸鏈等關(guān)鍵數(shù)據(jù)的參數(shù)信息，也可以存入數(shù)模文件；

b.系統(tǒng)集成到CATIA中，方便設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的調(diào)用；

c.不同對(duì)標(biāo)數(shù)據(jù)之間的對(duì)比功能可以使設(shè)計(jì)人員在短時(shí)間內(nèi)選出對(duì)自身設(shè)計(jì)有參考價(jià)值的數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)在產(chǎn)車(chē)型的零部件數(shù)據(jù)進(jìn)行積累，更有利于車(chē)身零部件通用化工作的推進(jìn)。

車(chē)身關(guān)鍵數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)作為針對(duì)性更強(qiáng)的零部件級(jí)系統(tǒng)，為解決車(chē)身設(shè)計(jì)前期階段中大量對(duì)標(biāo)數(shù)據(jù)管理及快速查詢與使用提供了一條有效途徑。同時(shí)，采用CAA與Automation相結(jié)合在CATIA平臺(tái)下二次開(kāi)發(fā)的方法，也為在CATIA下開(kāi)發(fā)其他零件庫(kù)提供了思路。

1 魏華峰,郝泳濤.基于CATIA平臺(tái)三維通用機(jī)械零件庫(kù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā).機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2005（9）:85～87.

2 李原,彭培林,邵毅,等.基于CATIA的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào),2005，17（8）:1873～1877.

3 胡國(guó)強(qiáng),賈輝.基于CATIA V5的三維標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)的創(chuàng)建與使用.輕型汽車(chē)技術(shù)，2010（10）:34～37.

4 梁岱春,張為民,隋立江.淺析基于CAA的CATIA二次開(kāi)發(fā).航空制造技術(shù)，2012（10）:65～68.

5 龍峰,樊留群.CATIA V5二次開(kāi)發(fā)技術(shù)探討.淮陰工學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，05:21～23，27.

6 史豐榮,韓華偉,史豐智.基于CATIA的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用.機(jī)械工程與自動(dòng)化，2011，164（1）:181～182.

7 胡挺,吳立軍.CATIA二次開(kāi)發(fā)技術(shù)基礎(chǔ).北京：電子工業(yè)出版社，2006.

（責(zé)任編輯簾 青）

修改稿收到日期為2015年8月1日。

Research and Development of Key Data Management System for Vehicle Body

Qiu Haihui,Ma Liangce,Bao Jingru
（Automotive Technology Center,BAIC MOTOR Co.,Ltd）

An automotive body data management system is constructed with Vb.net and MySQL based on the design characteristics of the body concept design stage.CATIA/CAA and CATIA/Automation secondary development technology are applied to realize integration and communication between this data management system and CATIA.Management operations like data input,edit and inquiry can be made with this management system.When the reference model is imported to CATIA,data comparison report can also be customized and exported according to different target data.

Vehicle Body，Key Data，Management System，Database，Secondary Development

車(chē)身 關(guān)鍵數(shù)據(jù) 管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù) 二次開(kāi)發(fā)

U463.82

A

1000-3703（2015）09-0013-03