基于Windchill系統(tǒng)制造數(shù)據(jù)集管理改進

孟翔鵬

摘 要：為滿足飛機制造業(yè)信息化發(fā)展的要求，對制造數(shù)據(jù)集在WINDCHILL系統(tǒng)的管理方式進行了研究改進，將相互獨立的制造數(shù)據(jù)集和工程數(shù)據(jù)集之間建立了有效的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性，實現(xiàn)了直接的數(shù)據(jù)集更改影響性分析功能，可以快速完成新舊版本的數(shù)據(jù)集對比工作，提升了產(chǎn)品管控效率。通過一系列改進，將原有的零件級的數(shù)據(jù)集管理模式提升為裝配級的數(shù)據(jù)集管理模式，管理成本降低67%以上。

關(guān)鍵詞：WINDCHILL；制造數(shù)據(jù)集；工程數(shù)據(jù)集；影響性分析；數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性

中圖分類號：V262 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）26-0122-02

飛機產(chǎn)品設(shè)計周期長，技術(shù)文件和數(shù)據(jù)數(shù)量龐大。在產(chǎn)品未定型的設(shè)計階段，設(shè)計信息變更頻繁，生產(chǎn)廠在與設(shè)計數(shù)模進行并行協(xié)同工作的同時，更改的及時性和準確性將對下游環(huán)節(jié)的生產(chǎn)計劃調(diào)整有著極大的影響。為實現(xiàn)這一管理要求，需要對產(chǎn)品數(shù)據(jù)和相關(guān)文檔進行有效管理，包括數(shù)據(jù)存取、版本控制、產(chǎn)品數(shù)據(jù)間關(guān)聯(lián)性以及數(shù)據(jù)影響性分析等，所以高效能的產(chǎn)品的數(shù)據(jù)管理平臺是必不可少的。Windchill系統(tǒng)以軟件技術(shù)為基礎(chǔ)，以產(chǎn)品為核心，實現(xiàn)對產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)、過程、資源一體化集成管理，其數(shù)據(jù)層采用了Oracle關(guān)系數(shù)據(jù)庫來有效地管理數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系[1]，以此為基礎(chǔ)，通過改進原有的制造數(shù)據(jù)集管理流程模式，制造數(shù)據(jù)集管理人員可以準確快速查找發(fā)出對應(yīng)工程更改指令的零件并進行更改貫徹，降低由于漏貫技術(shù)文件造成的生產(chǎn)質(zhì)量問題。

1 現(xiàn)有的制造數(shù)據(jù)集管理流程

1.1 制造數(shù)據(jù)集新制管理流程

目前的制造數(shù)據(jù)集是由相關(guān)零件生產(chǎn)廠提出數(shù)據(jù)集申請單，通過工裝PLM系統(tǒng)由數(shù)據(jù)集設(shè)計部門進行設(shè)計審批，在此過程中，對于裝配單位對零件有特定工藝狀態(tài)需求的，還應(yīng)提出相應(yīng)的零件狀態(tài)表，用來表述公差、孔位排布、熱處理和表面處理等要求，設(shè)計部門設(shè)計員根據(jù)申請單和狀態(tài)表利用CATIA軟件進行制造數(shù)據(jù)集的設(shè)計，完成四級審簽流程后，在Windchill系統(tǒng)內(nèi)完成制造數(shù)據(jù)集的發(fā)放工作。制造數(shù)據(jù)集是以零件形式進行發(fā)放的，使用單位需要在系統(tǒng)內(nèi)搜索對應(yīng)的數(shù)據(jù)集來達到使用目的。

1.2 制造數(shù)據(jù)集更改管理流程

在設(shè)計并行階段，工程數(shù)據(jù)集幾何信息和非幾何信息狀態(tài)需要經(jīng)常進行調(diào)整，此時由設(shè)計所發(fā)出對應(yīng)數(shù)據(jù)集的工程更改指令，裝配廠根據(jù)更改指令和實際生產(chǎn)變更后的需求提出新的狀態(tài)要求，設(shè)計員在Windchill系統(tǒng)內(nèi)需要查找零件上級裝配，通過比對更改內(nèi)容確定是否需要更改，工藝人員通過零件圖號分別搜索更改后的制造數(shù)據(jù)集。

2 裝配級制造數(shù)據(jù)集管理和工作流的建立

2.1 制造數(shù)據(jù)集設(shè)計更改流程存在的問題

（1）設(shè)計員負責不同圖號的制造數(shù)據(jù)集，設(shè)計、審簽過程都是分開進行，更改后的制造數(shù)據(jù)集需要分別附帶數(shù)據(jù)集更改單，造成系統(tǒng)資源浪費。

（2）數(shù)據(jù)集發(fā)生更改時，需要手動查找其上級裝配文件，操作復(fù)雜。

（3）進行數(shù)據(jù)集幾何信息對比時，需要將更改前的舊版本制造數(shù)據(jù)集打開，將對比信息復(fù)制粘貼到新的數(shù)據(jù)集內(nèi)，由于裝配文件定位零件方式的不同，對于采用CATIA約束功能構(gòu)建的零件信息，此種方式會導(dǎo)致信息出現(xiàn)錯誤，導(dǎo)致整個裝配組件報廢，出現(xiàn)嚴重的質(zhì)量事故。

2.2 裝配級制造數(shù)據(jù)集管理流程的建立

2.2.1 新制流程的建立

以常見的飛機鉆孔數(shù)據(jù)集為例，該類數(shù)據(jù)集依據(jù)零件狀態(tài)表的孔位要求，在CATIA軟件中將工程孔文件中需要的孔位復(fù)制到零件內(nèi)，形成鉆孔數(shù)據(jù)集，作為在自動鉆卯機上鉆制鉚釘孔、螺絲孔、托板螺帽孔等孔位的加工依據(jù)?？孜募c要鉆孔的零件之間并不是一一對應(yīng)的關(guān)系，不同的鉆孔數(shù)據(jù)集可能要使用重復(fù)的孔文件，而不同的孔文件也可能用在同一個零件內(nèi)。

圖2左側(cè)所示為目前的鉆孔數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)發(fā)放結(jié)構(gòu)，所有的最終發(fā)放狀態(tài)的數(shù)據(jù)集均為零件級，利用系統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫，我們可以建立工程數(shù)據(jù)集和制造數(shù)據(jù)集作為同一子節(jié)點的裝配結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)工程數(shù)據(jù)和制造數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)性，如圖2右。建立的頂層裝配文件，其子級包含孔文件（包含設(shè)計所已經(jīng)發(fā)布的孔位信息）和工程數(shù)據(jù)集，保持該裝配關(guān)系后一次性整體導(dǎo)入Windchill系統(tǒng)，形成“已發(fā)布”狀態(tài)。如圖3所示，MX-NOTE-TEST-001_GY_SF為孔文件，MX-TEST-001和 MX-TEST-002為添加完孔位的零件形式鉆孔數(shù)據(jù)集，在系統(tǒng)內(nèi)已經(jīng)形成了關(guān)聯(lián)的模型樹。

2.2.2 更改流程的建立

當設(shè)計所發(fā)出工程更改指令或生產(chǎn)廠提出新的工藝要求，就需要對制造數(shù)據(jù)集進行更改貫徹。以鉆孔數(shù)據(jù)集為例，其更改情況可以分為兩種，一種是孔文件孔位數(shù)量和位置發(fā)生更改；另一種是孔文件不變，增加或減少相關(guān)的工程數(shù)據(jù)集數(shù)量。當孔文件發(fā)生更改，裝配形式的鉆孔數(shù)據(jù)集會自動引用新版的孔文件與之完成新的裝配關(guān)聯(lián)關(guān)系。由于在MX-TEST-001_M_SF中引用了已發(fā)布的孔信息，當更改內(nèi)容涉及到原孔位時，孔位信息出現(xiàn)待更新狀態(tài)，設(shè)計員確認孔位更改位置后，對其進行本地更新后保存，自動完成孔位更改前后的對比替換，實現(xiàn)了快速準確的影響性分析和更改功能，如圖4。

第二種更改情況是孔文件相關(guān)的零件數(shù)量發(fā)生更改，如原孔位P1和P2分別在蒙皮零件M1和M2上，更改后P2取消，則M2已無相關(guān)孔位，該數(shù)據(jù)集應(yīng)及時取消，避免使用錯誤的模型進行生產(chǎn)。在進行第一種更改情況時，裝配件是不發(fā)生版次變化的，但當增加或減少零件時，則必須將裝配關(guān)系內(nèi)的所有PART和PRODUCT文件同時升版，以保證該裝配關(guān)系繼續(xù)存在。利用已經(jīng)發(fā)放的裝配級數(shù)據(jù)集，可以在搜索孔文件后直接通過“使用情況”找到裝配級制造數(shù)據(jù)集內(nèi)容，打開裝配后即可查看孔位變化情況。

3 結(jié)束語

（1）根據(jù)Windchill系統(tǒng)特點，結(jié)合管理現(xiàn)狀，開發(fā)了制造數(shù)據(jù)集全面管理方法，精簡了數(shù)據(jù)集的申請、設(shè)計、更改以及后期維護管理流程，降低了時間和人員的浪費67%以上，每年直接節(jié)省各項管理經(jīng)費達十余萬元。

（2）利用便捷的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性和直接的影響性分析功能，使管理流程更加高效，減少了大量手動操作和中間環(huán)節(jié)。

參考文獻：

[1]宋一淇，汪學(xué)鋒.Windchill系統(tǒng)中外來技術(shù)文件的批量導(dǎo)人方法研究[J].中國艦船研究，2011，6（3）：94-95.

[2]楊曉飛，寧俊義.基于Windchill系統(tǒng)的工藝模型管理[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（11）：28-29.

[3]石晶.數(shù)字化條件下三維數(shù)模在模線樣板設(shè)計中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（11）：17-18.endprint