摘 要：文章對(duì)MBD模式下工藝模型基于Windchill系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了論述，并應(yīng)用了具體的實(shí)例進(jìn)行了有效的驗(yàn)證，論證了基于Windchill系統(tǒng)進(jìn)行零件關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)的可行性。分別在屬性管理、檢入檢出、審簽、分發(fā)、更改、版次管理及有效性管理多個(gè)方面論述了基于Windchill系統(tǒng)管理工藝數(shù)模的管理內(nèi)容及通用方法。

關(guān)鍵詞：工藝模型管理；使用；更改；批架次有效性

1 概述

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)的飛機(jī)制造行業(yè)在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中廣泛的應(yīng)用了大量的數(shù)字化設(shè)計(jì)、制造技術(shù)，取得了產(chǎn)品研制的重大突破和模式的巨大變革。為了滿(mǎn)足產(chǎn)品研制不斷增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)需求，適應(yīng)主設(shè)計(jì)單位與承制單位的數(shù)據(jù)協(xié)同管理要求，同時(shí)滿(mǎn)足制造單位對(duì)制造數(shù)據(jù)管理需要，采用PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）技術(shù)，建立了適應(yīng)企業(yè)產(chǎn)品研制管理的多型號(hào)信息化管理平臺(tái)，為后續(xù)系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)的進(jìn)一步提升奠定了良好的基礎(chǔ)。

工藝設(shè)計(jì)是飛機(jī)由工程設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向制造的紐帶及唯一指導(dǎo)，根據(jù)零件與工裝、工具間的協(xié)調(diào)關(guān)系，應(yīng)用三維工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的裝配過(guò)程、裝配路線(xiàn)的設(shè)計(jì)并應(yīng)用三維仿真驗(yàn)證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)三維工藝設(shè)計(jì)結(jié)果的仿真驗(yàn)證，優(yōu)化裝配過(guò)程，提高裝配效率與裝配質(zhì)量，降低工作強(qiáng)度與工作難度。

工藝模型是飛機(jī)工藝設(shè)計(jì)的一種主要表現(xiàn)形式，主要是工藝人員在設(shè)計(jì)部門(mén)發(fā)放的工程數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上增加工藝余量信息、銷(xiāo)釘孔信息、定位孔信息等內(nèi)容，以支持制造部門(mén)各項(xiàng)工作的開(kāi)展。

2 工藝模型的創(chuàng)建

2.1 工藝模型的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)

關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)技術(shù)是設(shè)計(jì)部門(mén)在工程數(shù)據(jù)集設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常采用的技術(shù)，該技術(shù)多用于飛機(jī)設(shè)計(jì)總體部門(mén)設(shè)計(jì)的飛機(jī)理論外形與飛機(jī)結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)零件間的關(guān)聯(lián)，當(dāng)飛機(jī)理論外形發(fā)生變化時(shí)，結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)零件能夠隨之進(jìn)行提醒、更新等工作，能夠大幅地提高飛機(jī)設(shè)計(jì)人員的工作效率，同時(shí)避免由于理論外形更改而出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)零件未及時(shí)進(jìn)行更新的問(wèn)題。設(shè)計(jì)部門(mén)的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)多基于DS公司的ENOVIA系統(tǒng)開(kāi)展，而國(guó)內(nèi)的多數(shù)制造部門(mén)都基于PTC公司的Windchill系統(tǒng)管理制造數(shù)據(jù)，尚沒(méi)有企業(yè)實(shí)現(xiàn)基于Windchill系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，下文將舉例說(shuō)明如何基于Windchill系統(tǒng)進(jìn)行工藝模型的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)。

工藝模型創(chuàng)建的前提是工程數(shù)據(jù)集發(fā)放前需要將“零件幾何體”全部發(fā)布，便于數(shù)據(jù)批架次有效性的管理和數(shù)據(jù)的后期繼承更改。如果工藝模型設(shè)計(jì)過(guò)程中需要引用工程數(shù)據(jù)集除“零件幾何體”外的其它元素（如外形曲面、站位面等，只限幾何元素，CATIA軟件不支持參數(shù)及三維標(biāo)注信息發(fā)布），需要向設(shè)計(jì)人員提出要求。

將模型導(dǎo)入Windchill系統(tǒng)，并將其狀態(tài)調(diào)整為“已發(fā)布”，模擬ENOVIA項(xiàng)Windchill系統(tǒng)發(fā)放數(shù)據(jù)的過(guò)程。

在CATIA中新建2012.11.12_01_GY.CATPart和2012.11.12.CATProduct，將工程數(shù)據(jù)集和工藝模型同時(shí)裝配到裝配模型中。工藝模型設(shè)計(jì)過(guò)程中引用工程數(shù)據(jù)集發(fā)布的實(shí)體（鈑金零件可以直接將實(shí)體引用為展開(kāi)狀態(tài)），在工藝模型內(nèi)增加工藝要求、檢驗(yàn)要求等信息（包含了幾何元素、參數(shù)信息、三維標(biāo)注信息）。如圖3所示。

將工藝模型和裝配模型導(dǎo)入Windchill系統(tǒng)，裝配模型導(dǎo)入時(shí)需包含與工程數(shù)據(jù)集和工藝模型間的裝配關(guān)系，如圖4所示。

2.2工藝模型的關(guān)聯(lián)關(guān)系驗(yàn)證

為驗(yàn)證在系統(tǒng)內(nèi)創(chuàng)建的工藝模型與設(shè)計(jì)部分發(fā)放的工程數(shù)據(jù)建立了關(guān)聯(lián)關(guān)系，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的工程數(shù)據(jù)集做升版操作，如果工程數(shù)據(jù)集升版以后，工藝模型能夠自動(dòng)關(guān)聯(lián)到新版的工程數(shù)據(jù)集且能夠按照新版工程數(shù)據(jù)集進(jìn)行更新，證明工藝模型與工程數(shù)據(jù)集間的關(guān)聯(lián)關(guān)系已經(jīng)建立，且能夠滿(mǎn)足制造部門(mén)貫徹工程數(shù)據(jù)集更改內(nèi)容的要求，進(jìn)一步證明在Windchill系統(tǒng)內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)工藝模型與工程數(shù)據(jù)集的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)。

將系統(tǒng)內(nèi)的工程數(shù)據(jù)集升版，升版后查看工藝模型裝配結(jié)構(gòu)如圖5所示，新版的工程數(shù)據(jù)集與原工藝模型關(guān)聯(lián)，工藝模型能夠按照新版的工程數(shù)據(jù)集進(jìn)行自動(dòng)更新。

3 工藝模型的管理

需要進(jìn)行管理的內(nèi)容包括工藝模型與裝配數(shù)模。

工藝模型的管理模式與普通的制造數(shù)據(jù)集管理模式相同，沒(méi)有特殊的要求。

因裝配數(shù)模起到的作用為建立工藝模型與工程數(shù)據(jù)集間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，如裝配數(shù)模下零件的結(jié)構(gòu)關(guān)系不發(fā)生變化，裝配數(shù)模不需要進(jìn)行版次及狀態(tài)管理。

下面介紹工藝模型的管理，包括工藝模型的設(shè)計(jì)、發(fā)放、更改貫徹等幾個(gè)方面。

3.1 工藝模型的設(shè)計(jì)

工藝模型的設(shè)計(jì)方式同之前型號(hào)相同，設(shè)計(jì)員需要將設(shè)計(jì)結(jié)果放置到所設(shè)置的活動(dòng)工作區(qū)所對(duì)應(yīng)的本地文件夾內(nèi)。物理文件名與零部件號(hào)必須保持一致，命名形式如圖6所示，設(shè)計(jì)員將“_SF”填寫(xiě)到物理文件名及零部件號(hào)內(nèi)，版次不需要填寫(xiě)。

3.2 工藝模型的檢入

設(shè)計(jì)工作完成后，設(shè)計(jì)員需要通過(guò)WGM將制造數(shù)據(jù)集檢入Windchill系統(tǒng)。檢入過(guò)程中數(shù)據(jù)集的屬性對(duì)應(yīng)工程數(shù)據(jù)集屬性，以保證數(shù)據(jù)的完整性，為后續(xù)的數(shù)據(jù)打包工作做準(zhǔn)備。

3.3 工藝模型的審簽、分發(fā)

工藝模型的審簽和發(fā)放流程同制造數(shù)據(jù)集。基于PDM系統(tǒng)管理后制造數(shù)據(jù)集的審簽是在PDM系統(tǒng)中靠審簽流程實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)設(shè)計(jì)員設(shè)計(jì)完畢并將數(shù)據(jù)集檢入系統(tǒng)后提交審簽流程，在提交流程時(shí)需要制定流程中相關(guān)的“審?！?、“審批”……相關(guān)角色（如圖7所示），同時(shí)需要指定數(shù)據(jù)集分發(fā)單位以通知下游使用單位。當(dāng)制造數(shù)據(jù)中心內(nèi)部審簽流程結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)的創(chuàng)建制造數(shù)據(jù)集發(fā)放單并啟動(dòng)數(shù)據(jù)集發(fā)放流程將數(shù)據(jù)集發(fā)送至相關(guān)單位的一級(jí)傳閱人，相關(guān)單位的一級(jí)傳閱人指定給二級(jí)傳閱人（一般為工藝室主任），最后由二級(jí)傳閱人指定給傳閱人（一般為具體負(fù)責(zé)工藝員），走完此貫徹流程后能夠快速、準(zhǔn)確的通知相關(guān)人員開(kāi)展相應(yīng)的工作。

3.4 工藝模型的更改

當(dāng)工程數(shù)據(jù)集發(fā)生更改或工藝模型使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有不符合工藝要求的地方時(shí)，制造數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)員需要對(duì)工藝模型進(jìn)行更改。數(shù)據(jù)集更改的流程如圖6所示，與首次發(fā)放的流程是一樣的，當(dāng)內(nèi)部審簽流程結(jié)束時(shí)數(shù)據(jù)集更改單會(huì)自動(dòng)的發(fā)送至相關(guān)單位。

4 版次管理

沈飛公司的工程數(shù)據(jù)集是基于沈飛公司的產(chǎn)品PDM系統(tǒng)（PTC公司W(wǎng)indchill系統(tǒng)）管理的，而上游設(shè)計(jì)單位是基于DS公司EnoviaLCA系統(tǒng)對(duì)其工程數(shù)據(jù)集進(jìn)行管理的。LCA系統(tǒng)中，零件的版本會(huì)隨著技術(shù)單、更改單等技術(shù)文件的發(fā)出而發(fā)生變化，初始版本為00，發(fā)放更改單更改時(shí)版本由00變?yōu)?1、02……，當(dāng)發(fā)出技術(shù)單更改時(shí)，在對(duì)應(yīng)00或01……版本后增加A、A1……（如圖8所示）。而在Windchill系統(tǒng)中，初始版本為A.1，當(dāng)通過(guò)更改單更改時(shí)版本升為B……，而用戶(hù)的過(guò)程更改是通過(guò)A.2……等小版本記錄，如圖9所示。兩個(gè)的變化模式不同且無(wú)法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，也很難建立起LCA系統(tǒng)中某一版本與Windchill系統(tǒng)中某一版本的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為此，研究并得出兩個(gè)方面的控制機(jī)制：

（1）對(duì)于更改的數(shù)據(jù)集發(fā)放時(shí)，更改單或技術(shù)單與所發(fā)放的數(shù)據(jù)集必須緊密的關(guān)聯(lián)在一起，同時(shí)發(fā)放。

（2）在數(shù)據(jù)接收前需要工程數(shù)據(jù)集增加“數(shù)據(jù)來(lái)源版本”的IBA屬性以記錄其在LCA系統(tǒng)中的版本，并且此IBA屬性為必填項(xiàng)，沒(méi)有此屬性的數(shù)據(jù)集無(wú)法進(jìn)入Windchill系統(tǒng)。

5 架次有效性管理

數(shù)批據(jù)批架次有效性是將批架次信息配置到數(shù)據(jù)上，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)增加“批架次”屬性來(lái)記錄相應(yīng)的批架次。

6 結(jié)束語(yǔ)

工藝模型作為工藝設(shè)計(jì)人員向一線(xiàn)工人解釋設(shè)計(jì)部門(mén)工程設(shè)計(jì)信息的主要手段，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性、快捷性，其管理的規(guī)范性、有效性將決定企業(yè)工藝設(shè)計(jì)水平的高低，將新的、好的管理方法、管理手段不斷的應(yīng)用到工藝設(shè)計(jì)工作中將極大地提高企業(yè)的總體實(shí)力、縮短研制的周期、保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

近些年多數(shù)企業(yè)在數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)應(yīng)用方面都取得了長(zhǎng)足的發(fā)展與進(jìn)步，隨著信息化、數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)的范圍及深度都在不斷的擴(kuò)大與深入，單獨(dú)的基于版本機(jī)制的管理已不能滿(mǎn)足未來(lái)飛機(jī)設(shè)計(jì)制造多樣化與多構(gòu)型的要求，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化將是未來(lái)企業(yè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)建設(shè)與發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1]范玉青.現(xiàn)代飛機(jī)制造技術(shù)[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2001，6.