基于Windchill系統(tǒng)的工藝模型管理

摘 要：文章對MBD模式下工藝模型基于Windchill系統(tǒng)的關聯(lián)設計方法進行了論述，并應用了具體的實例進行了有效的驗證，論證了基于Windchill系統(tǒng)進行零件關聯(lián)設計的可行性。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方面論述了基于Windchill系統(tǒng)管理工藝數(shù)模的管理內容及通用方法。

關鍵詞：工藝模型管理；使用；更改；批架次有效性

1 概述

現(xiàn)階段，國內的飛機制造行業(yè)在設計和制造過程中廣泛的應用了大量的數(shù)字化設計、制造技術，取得了產品研制的重大突破和模式的巨大變革。為了滿足產品研制不斷增長的業(yè)務需求，適應主設計單位與承制單位的數(shù)據(jù)協(xié)同管理要求，同時滿足制造單位對制造數(shù)據(jù)管理需要，采用PDM（產品數(shù)據(jù)管理）技術，建立了適應企業(yè)產品研制管理的多型號信息化管理平臺，為后續(xù)系統(tǒng)建設目標的進一步提升奠定了良好的基礎。

工藝設計是飛機由工程設計轉向制造的紐帶及唯一指導，根據(jù)零件與工裝、工具間的協(xié)調關系，應用三維工藝設計系統(tǒng)實現(xiàn)飛機的裝配過程、裝配路線的設計并應用三維仿真驗證系統(tǒng)實現(xiàn)三維工藝設計結果的仿真驗證，優(yōu)化裝配過程，提高裝配效率與裝配質量，降低工作強度與工作難度。

工藝模型是飛機工藝設計的一種主要表現(xiàn)形式，主要是工藝人員在設計部門發(fā)放的工程數(shù)據(jù)的基礎上增加工藝余量信息、銷釘孔信息、定位孔信息等內容，以支持制造部門各項工作的開展。

2 工藝模型的創(chuàng)建

2.1 工藝模型的關聯(lián)設計

關聯(lián)設計技術是設計部門在工程數(shù)據(jù)集設計時經常采用的技術，該技術多用于飛機設計總體部門設計的飛機理論外形與飛機結構及系統(tǒng)零件間的關聯(lián)，當飛機理論外形發(fā)生變化時，結構及系統(tǒng)零件能夠隨之進行提醒、更新等工作，能夠大幅地提高飛機設計人員的工作效率，同時避免由于理論外形更改而出現(xiàn)的結構系統(tǒng)零件未及時進行更新的問題。設計部門的關聯(lián)設計多基于DS公司的ENOVIA系統(tǒng)開展，而國內的多數(shù)制造部門都基于PTC公司的Windchill系統(tǒng)管理制造數(shù)據(jù)，尚沒有企業(yè)實現(xiàn)基于Windchill系統(tǒng)的關聯(lián)設計，下文將舉例說明如何基于Windchill系統(tǒng)進行工藝模型的關聯(lián)設計。

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。如果工藝模型設計過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)及三維標注信息發(fā)布），需要向設計人員提出要求。

將模型導入Windchill系統(tǒng)，并將其狀態(tài)調整為“已發(fā)布”，模擬ENOVIA項Windchill系統(tǒng)發(fā)放數(shù)據(jù)的過程。

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

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

2.2工藝模型的關聯(lián)關系驗證

為驗證在系統(tǒng)內創(chuàng)建的工藝模型與設計部分發(fā)放的工程數(shù)據(jù)建立了關聯(lián)關系，對系統(tǒng)內的工程數(shù)據(jù)集做升版操作，如果工程數(shù)據(jù)集升版以后，工藝模型能夠自動關聯(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)集進行更新，證明工藝模型與工程數(shù)據(jù)集間的關聯(lián)關系已經建立，且能夠滿足制造部門貫徹工程數(shù)據(jù)集更改內容的要求，進一步證明在Windchill系統(tǒng)內能夠實現(xiàn)工藝模型與工程數(shù)據(jù)集的關聯(lián)設計。

將系統(tǒng)內的工程數(shù)據(jù)集升版，升版后查看工藝模型裝配結構如圖5所示，新版的工程數(shù)據(jù)集與原工藝模型關聯(lián)，工藝模型能夠按照新版的工程數(shù)據(jù)集進行自動更新。

3 工藝模型的管理

需要進行管理的內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)集間的關聯(lián)關系，如裝配數(shù)模下零件的結構關系不發(fā)生變化，裝配數(shù)模不需要進行版次及狀態(tài)管理。

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

3.1 工藝模型的設計

工藝模型的設計方式同之前型號相同，設計員需要將設計結果放置到所設置的活動工作區(qū)所對應的本地文件夾內。物理文件名與零部件號必須保持一致，命名形式如圖6所示，設計員將“_SF”填寫到物理文件名及零部件號內，版次不需要填寫。

3.2 工藝模型的檢入

設計工作完成后，設計員需要通過WGM將制造數(shù)據(jù)集檢入Windchill系統(tǒng)。檢入過程中數(shù)據(jù)集的屬性對應工程數(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)中靠審簽流程實現(xiàn)的，當設計員設計完畢并將數(shù)據(jù)集檢入系統(tǒng)后提交審簽流程，在提交流程時需要制定流程中相關的“審?！?、“審批”……相關角色（如圖7所示），同時需要指定數(shù)據(jù)集分發(fā)單位以通知下游使用單位。當制造數(shù)據(jù)中心內部審簽流程結束時，系統(tǒng)自動的創(chuàng)建制造數(shù)據(jù)集發(fā)放單并啟動數(shù)據(jù)集發(fā)放流程將數(shù)據(jù)集發(fā)送至相關單位的一級傳閱人，相關單位的一級傳閱人指定給二級傳閱人（一般為工藝室主任），最后由二級傳閱人指定給傳閱人（一般為具體負責工藝員），走完此貫徹流程后能夠快速、準確的通知相關人員開展相應的工作。

3.4 工藝模型的更改

當工程數(shù)據(jù)集發(fā)生更改或工藝模型使用過程中發(fā)現(xiàn)有不符合工藝要求的地方時，制造數(shù)據(jù)中心設計員需要對工藝模型進行更改。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，當內部審簽流程結束時數(shù)據(jù)集更改單會自動的發(fā)送至相關單位。

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品PDM系統(tǒng)（PTC公司W(wǎng)indchill系統(tǒng)）管理的，而上游設計單位是基于DS公司EnoviaLCA系統(tǒng)對其工程數(shù)據(jù)集進行管理的。LCA系統(tǒng)中，零件的版本會隨著技術單、更改單等技術文件的發(fā)出而發(fā)生變化，初始版本為00，發(fā)放更改單更改時版本由00變?yōu)?1、02……，當發(fā)出技術單更改時，在對應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，當通過更改單更改時版本升為B……，而用戶的過程更改是通過A.2……等小版本記錄，如圖9所示。兩個的變化模式不同且無法實現(xiàn)統(tǒng)一，也很難建立起LCA系統(tǒng)中某一版本與Windchill系統(tǒng)中某一版本的對應關系，為此，研究并得出兩個方面的控制機制：

（1）對于更改的數(shù)據(jù)集發(fā)放時，更改單或技術單與所發(fā)放的數(shù)據(jù)集必須緊密的關聯(lián)在一起，同時發(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，沒有此屬性的數(shù)據(jù)集無法進入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，通過對數(shù)據(jù)增加“批架次”屬性來記錄相應的批架次。

6 結束語

工藝模型作為工藝設計人員向一線工人解釋設計部門工程設計信息的主要手段，其設計準確性、快捷性，其管理的規(guī)范性、有效性將決定企業(yè)工藝設計水平的高低，將新的、好的管理方法、管理手段不斷的應用到工藝設計工作中將極大地提高企業(yè)的總體實力、縮短研制的周期、保證產品的質量。

近些年多數(shù)企業(yè)在數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)應用方面都取得了長足的發(fā)展與進步，隨著信息化、數(shù)字化技術的不斷發(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大與深入，單獨的基于版本機制的管理已不能滿足未來飛機設計制造多樣化與多構型的要求，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的自動化、智能化將是未來企業(yè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)建設與發(fā)展的一個趨勢。

參考文獻

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