一、前景

    企業(yè)的日益壯大，研發(fā)人員遍布全國各地，甚至在國外也有研發(fā)基地。如何聯(lián)合各地的研發(fā)人員的快速開發(fā)設計產品。如何實現(xiàn)產品的協(xié)同開發(fā)設計，是大型企業(yè)面臨需要解決的問題。

二、平臺工具介紹

    PDMlink的產品研發(fā)平臺是有效管理產品研發(fā)數(shù)據(jù)的平臺，目前國內很多大型企業(yè)均使用PTC公司的Windchill系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要的模塊是PDMlink，該系統(tǒng)能夠有效管理產品的三維設計數(shù)據(jù)和流程，助企業(yè)規(guī)范高效的管理產品開發(fā)設計。

    Top-down（自頂向下）設計是一種設計思想，即設計由總體布局、總體結構、部件結構到部件零件的一種自上而下、逐步細化的設計過程。Top-down設計符合大部分產品設計的實際設計流程，特別是大型產品的開發(fā)設計。

    Creo Parametric是PTC退出的新的三維設計工具，除了能夠支持實際的開發(fā)流程外，還提供了更加強大的支持Top-Down設計工具。Creo Parametric的Top-Down設計工具可以傳遞設計意圖，通過Creo Parametric基本的相關性的功能，設計意圖的變更可以自頂向下的傳遞，直到底層的零件和圖紙。從而使產品的修改性大大提高，修改的工作量也大大降低，同時還能保證各部件設計的一致性。通過PTC公司的設計數(shù)據(jù)管理平臺PDMlink的支持，使得設計項目組能夠實時的協(xié)同設計，設計的變更無縫地傳遞到每一個設計者，使得所有設計者操作的是同一套產品數(shù)據(jù)，極大地促進了設計溝通，保證整個項目組能夠協(xié)同、快速的完成產品開發(fā)。

三、產品協(xié)同設計的實現(xiàn)過程

    1、在PDMlink上搭建三維協(xié)同設計環(huán)境

    為了有效管理產品開發(fā)團隊的任務和權限，需要在PDMlink上設置一個專用的產品容器，稱為“creo工作環(huán)境（xxx）產品容器”，并根據(jù)產品的一級模塊創(chuàng)建相應的文件夾，管理設計過程文件和控制權限。

圖1 PDMlink中協(xié)同設計環(huán)境權限設置

    有了協(xié)同設計的環(huán)境，項目經(jīng)理可以把設計團隊成員加入到相應的組中，組中的人員就可以修改對應文件夾中的模型文件，或者把設計過程中的模型文件檢入到該文件夾中。

    2、使用Top-Down的設計方法實現(xiàn)系統(tǒng)間協(xié)同設計

    采用Top-Down的設計方法，設計條件可以有效在各系統(tǒng)間傳遞，各系統(tǒng)可以同時開展設計，下面是協(xié)同間協(xié)同設計的基本步驟。

    （1）產品結構搭建

    總體設計師在creo中創(chuàng)建組件裝配模型，并搭建產品的一級結構，每一級的結構開始時都是空裝配，采用缺省的裝配方式。

    總體設計師頂級裝配檢入到PDMlink的總體的文件夾中，把系統(tǒng)裝配分別檢入到PDMlink的子系統(tǒng)文件夾中。

    （2）建立總骨架模型

    骨架模型中繪制關鍵的控制面和曲線，以及各系統(tǒng)的安裝坐標系；有了安裝坐標系之后，系統(tǒng)裝配就可以安裝到骨架上。

    總體設計師把總體骨架檢入到總體文件夾中。

    骨架最后為各系統(tǒng)創(chuàng)建發(fā)布幾何，為把設計條件傳遞到各系統(tǒng)做好準備，也是協(xié)同設計的開始。

    （3）創(chuàng)建發(fā)布骨架

    發(fā)布骨架成了協(xié)同設計的中間橋梁，各系統(tǒng)設計要在總體設計條件下開展設計，也保障整個設計都在統(tǒng)一的設計要求下進行，總體設計是就要在空的系統(tǒng)裝配模型中，創(chuàng)建發(fā)布骨架，把總體骨架中的發(fā)布幾何，通過“復制幾何”工具復制到發(fā)布骨架中。這樣設計條件就傳遞到了子系統(tǒng)裝配中了。

    總體設計是把發(fā)布骨架模型檢入到PDMlink的總體文件中，只有總體設計師有修改權限。

    （4）子系統(tǒng)創(chuàng)建系統(tǒng)骨架

    系統(tǒng)設計師接到設計任務之后，在相應的文件夾中，找到總體設計師創(chuàng)建好的裝配模型，并在creo中打開，只是裝配中只有發(fā)布骨架一個模型，系統(tǒng)設計師要創(chuàng)建自己的系統(tǒng)骨架模型，并通過插入“復制幾何”的方式繼承發(fā)布骨架中的所有幾何特征，繼承過來的特征只是總體傳遞過來的設計條件，還是遠遠不夠，子系統(tǒng)需要再進一步在系統(tǒng)骨架中細化骨架，增加子系統(tǒng)需要骨架內容。

    （5）系統(tǒng)間的協(xié)同設計

    對于大型復雜的產品設計，各個系統(tǒng)之間并不是孤立的設計，而是存在做很多設計的依賴，如液壓系統(tǒng)中的管路需要在結構件上布管、安裝管夾等，這時液壓系統(tǒng)就需要有結構件的外形輪廓，并保障在結構件發(fā)生較大的更改時，更改能傳遞到液壓系統(tǒng)，保持設計的一致性。這就需要結構件系統(tǒng)的骨架發(fā)布相關的參考給液壓系統(tǒng)骨架，而液壓系統(tǒng)骨架需要發(fā)布一些管夾的安裝位置給結構件裝配。結構件設計師以液壓系統(tǒng)發(fā)布過來的幾何作為參考，在結構上開孔或在焊接搭子等。

    （6）設計零件和轉換二維圖紙

    系統(tǒng)設計師設計零件時，從系統(tǒng)骨架中把需要的參考“復制幾何”到零件中，在此基礎上進行零件建模。零件建模完成之后，系統(tǒng)裝配就自動完成組裝，檢查圖紙沒有干涉之后就可以轉換二維工程圖了。

    3、通過creo與PDM的集成實現(xiàn)設計更改的協(xié)同

    設計師進行的所有三維設計工作，都是在creo與PDMlink在線的狀態(tài)下進行的，并在工作區(qū)中存儲設計模型，并定期把設計過程的模型檢入到PDM系統(tǒng)中，總體設計師打開整機裝配時可以看到各系統(tǒng)設計開發(fā)的進展，并檢查設計的合理性。

    當總體要更改設計條件時，總體在修改完整機骨架之后更新一下發(fā)布骨架，并檢入到PDM系統(tǒng)，相關的子系統(tǒng)會在工作區(qū)中看到發(fā)布骨架已經(jīng)過期，這時子系統(tǒng)設計師更新一下發(fā)布骨架和再生自己的系統(tǒng)骨架，總體的更改就順利傳遞到了子系統(tǒng)中，完成總體和子系統(tǒng)的協(xié)同設計；

    子系統(tǒng)之間更改的傳遞也是通過系統(tǒng)間接口輸入骨架進行的，當某個系統(tǒng)發(fā)生更改時，其它全系統(tǒng)在工作區(qū)中看到發(fā)布骨架過期，就進行更新操作，就可以完成更改協(xié)同設計。

圖2 協(xié)同設計中的修改傳遞

    4、通過Windchill副站點實現(xiàn)異地協(xié)同設計和數(shù)據(jù)共享

    為了實現(xiàn)異地協(xié)同設計和數(shù)據(jù)共享，必須建立Windchill的副站點。異地的用戶檢入圖紙時，圖紙會存儲在異地的電子倉庫中，當晚上網(wǎng)絡空閑時把異地的數(shù)據(jù)傳遞到主站的服務器上，實現(xiàn)副站和主站的數(shù)據(jù)同步；當主站點的用戶需要訪問異地的數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)會自動把異地的數(shù)據(jù)同步到主站點。副站點的使用可以減少網(wǎng)絡帶寬對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊�，提高PDMlink系統(tǒng)的使用效率。

    5、通過分布式可視化實現(xiàn)異地圖紙的可視化

    設計人員分布在不同的地方，當天存儲的數(shù)據(jù)一般都存儲于副站上，當圖紙需要簽審發(fā)布時，需要轉換成輕量化圖形和圖紙，這時需要一臺服務器進行圖紙輕量化處理。以前的做法是只在主站點的設置轉換服務器，這樣會導致，當主站沒有該數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)需要向主站點傳遞，導致圖紙轉換時間長，出現(xiàn)不能及時簽審圖紙的問題。目前Windchill10.0可以實現(xiàn)分布式的圖紙可視化，即在異地建立可視化服務，以實現(xiàn)異地圖紙的可視化，當主站點的人員簽審圖紙時，副站向主站傳輸輕量化的圖紙，效率非常高，很快完成圖紙的簽審和發(fā)布。

四、總結歸納

    只有PDMlink平臺和三維設計，但不采用Top-Down的設計方法，只能實現(xiàn)三維數(shù)據(jù)的管理和共享，只有Top-Down的三維設計而沒有PDMlink平臺，也是很難實現(xiàn)產品協(xié)同設計。因此企業(yè)要實現(xiàn)產品三維協(xié)同設計開發(fā)，前提條件是實施PDMlink系統(tǒng)和使用三維Top-Down設計，從而創(chuàng)建協(xié)同設計平臺，平臺實施后，解決了企業(yè)產品研發(fā)中的跨部門、跨系統(tǒng)及跨地域的協(xié)同開發(fā)問題，確保了相關產品數(shù)據(jù)的共享，柳工采用該平臺，先后完成H系列裝載機和E系列挖掘機的協(xié)同開發(fā)，實現(xiàn)多型號產品的同步開發(fā)，有效提高了新產品的研發(fā)質量與速度。

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本文標題：企業(yè)如何實現(xiàn)產品三維協(xié)同開發(fā)設計

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