基于Windchill的變速器標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)構(gòu)建及應(yīng)用探討

1 變速器標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)構(gòu)建原理

    Pro/E是目前廣泛應(yīng)用于汽車(chē)行業(yè)的三維軟件，它不但擁有強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能，還為用戶(hù)提供了豐富的二次開(kāi)發(fā)工具。例如族表(Family Table)、Pro/Program、用戶(hù)自定義特征(UDF)、Pro/TOOLKIT、J_link等。其中利用族表建立標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)方法較為簡(jiǎn)單，占用的存儲(chǔ)空間也相對(duì)較小。本文利用族表法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件的建模。

    近年來(lái)，各汽車(chē)制造企業(yè)都在努力實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造管理的信息化。在這種大背景下，PLM技術(shù)應(yīng)用而生，它是一種從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、銷(xiāo)售、使用到報(bào)廢回收等全生命周期的產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息管理思想和技術(shù)。美國(guó)PTC公司的Windchill便是一種產(chǎn)品生命周期管理(PLM)解決方案。Windchill系統(tǒng)的Windchill PDMLink提供了與Pro/E的集成平臺(tái)。因此，在WindchiU或者Pro/E中所作的任何設(shè)計(jì)修改，都會(huì)自動(dòng)地在2個(gè)環(huán)境中進(jìn)行更新。

    標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)并不是把大量的標(biāo)準(zhǔn)件模型進(jìn)行收集、匯總，而是將結(jié)構(gòu)相同的同類(lèi)零件建成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件系列，需要時(shí)可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件的參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)用。利用Pro/E軟件進(jìn)行參數(shù)化建模，通過(guò)Windchill系統(tǒng)建立統(tǒng)一的編碼體系，制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和建模模板以及命名規(guī)則，不僅有利于標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)的管理還可以提高標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)的效率。

2 標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)的構(gòu)建

    應(yīng)用Pro/E中族表添加成員的方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件建模，利用Windchill系統(tǒng)構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)，具體流程如圖1所示。

    圖1 標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)構(gòu)建流程圖

    (1)建模環(huán)境的設(shè)置  為了滿足設(shè)計(jì)要求及PLM集成，所有用戶(hù)均需安裝和使用公司標(biāo)準(zhǔn)的Pro/E軟件，且使用統(tǒng)一定制的配置文件。為了三維實(shí)體圖以及二維工程圖的美觀和統(tǒng)一管理．公司對(duì)字體規(guī)格也制定了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)．選用Word常用的仿宋字體。但由于Pro/E字體庫(kù)中缺少仿宋字體，因此需將Windows系統(tǒng)中的仿宋體字體拷貝至Pro/E字體文件夾中。為了Windchill系統(tǒng)對(duì)創(chuàng)建文件的讀取和管理，用戶(hù)還應(yīng)對(duì)客戶(hù)端注冊(cè)表參數(shù)，以及客戶(hù)端環(huán)境變量進(jìn)行配置；

    (2)標(biāo)準(zhǔn)件模型的繪制  在PLM平臺(tái)下工作，可將系統(tǒng)中的模板添加到工作區(qū)使用或者直接調(diào)用Windchill系統(tǒng)中的模板或標(biāo)準(zhǔn)圖框。新建標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)，需要對(duì)文件名稱(chēng)、公共名稱(chēng)、材料等進(jìn)行填寫(xiě)。如表1所示。由于統(tǒng)一模板的使用，設(shè)計(jì)人員在對(duì)零件進(jìn)行建模時(shí)只需對(duì)零件名稱(chēng)、材料名稱(chēng)、用途、類(lèi)型進(jìn)行填寫(xiě)，這就很大程度上減少了參數(shù)填寫(xiě)時(shí)的工作量，提高了工作效率；

    表1 模型參數(shù)變量表

    (3)族表變量的確定  根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)以及機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)確定標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格變量以及關(guān)聯(lián)變量。為了使標(biāo)準(zhǔn)件的一些尺寸參數(shù)在族表中更清楚地表達(dá)含義，可以通過(guò)對(duì)符號(hào)屬性進(jìn)行修改(Modify＞Dimcosmetics＞Symbol)。除此之外，在族表中輸入(Yse or No)來(lái)選擇是否輸出一些標(biāo)準(zhǔn)件中的選擇性特征；

    (4)標(biāo)準(zhǔn)件的協(xié)同設(shè)計(jì)  Windchill系統(tǒng)能對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件的建立過(guò)程進(jìn)行分工和配置，標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)建立的總負(fù)責(zé)人對(duì)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)零件進(jìn)行分工，并對(duì)成員的權(quán)限進(jìn)行設(shè)置，各成員在各自的Pro/E環(huán)境中進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)完成后將標(biāo)準(zhǔn)件上傳至Windchill PDMLink。這樣，標(biāo)準(zhǔn)件的建模就可以由多位設(shè)計(jì)人員協(xié)同完成，加快了標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)的建立過(guò)程。圖2為完成后的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)截圖；

    圖2 標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)頁(yè)面圖

3 標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)的管理

    和傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)件管理模式相比，利用WindchillPDMLink管理標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)共享，壓縮標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)占用的硬盤(pán)空間；標(biāo)準(zhǔn)件的檢索與調(diào)用也更加快速，這將有利于減少輔助工作時(shí)間，提高用戶(hù)的工作效率，同時(shí)又能改善用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)的接受程度；對(duì)于角色和權(quán)限的管理能夠做到只有合適的用戶(hù)和工作組才能訪問(wèn)位于項(xiàng)目中特定生命周期階段的對(duì)象，使數(shù)據(jù)的管理更加簡(jiǎn)單與安全，數(shù)據(jù)不會(huì)被未授權(quán)的用戶(hù)修改。

    (1)數(shù)據(jù)檢入與檢出  Windchill PDMLink通過(guò)建立數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件的管理。存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)件的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)稱(chēng)之為公用區(qū)，它是所有設(shè)計(jì)活動(dòng)的集合區(qū)域，并對(duì)使用者提供標(biāo)準(zhǔn)件的最新數(shù)據(jù)資料。每個(gè)用戶(hù)擁有自己的設(shè)計(jì)區(qū)域，即工作區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)。工作區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)使設(shè)計(jì)人員能夠在獨(dú)立操作的同時(shí)了解并行的活動(dòng)，從而幫助他們作出產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面的決定。工作區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)提供了一豐富的工具，用于在工作環(huán)境中將相關(guān)的對(duì)象和設(shè)計(jì)更改合并在一起。工作區(qū)組件用于在用戶(hù)的本機(jī)工作區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)中查看和修改對(duì)象。用戶(hù)可以將對(duì)象從公用區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)移到其工作區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行修改。當(dāng)用戶(hù)完成所有任務(wù)后，又可將修改后的對(duì)象檢入到公用區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)中。標(biāo)準(zhǔn)件的檢入是將新的或修改后的對(duì)象從工作區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)移動(dòng)到公用區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程。檢出是將對(duì)象從公用區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)移動(dòng)到工作區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程。標(biāo)準(zhǔn)件的建立與調(diào)用便通過(guò)數(shù)據(jù)在公用區(qū)與工作區(qū)的檢入與檢出來(lái)實(shí)現(xiàn)。標(biāo)準(zhǔn)件的檢入與檢出過(guò)程如圖3；

    圖3 標(biāo)準(zhǔn)件的檢入與檢出

    (2)數(shù)據(jù)生命周期管理  標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)的生命周期管理分為4個(gè)階段：數(shù)據(jù)入口階段、數(shù)據(jù)有效化階段、有效化數(shù)據(jù)形成階段和有效化數(shù)據(jù)出口階段。在數(shù)據(jù)入口階段，各設(shè)計(jì)人員經(jīng)過(guò)工作小組組長(zhǎng)同意后可將建立的標(biāo)準(zhǔn)件模型檢入到數(shù)據(jù)庫(kù)；在其后的數(shù)據(jù)有效化階段有審批人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簽審，不合格的數(shù)據(jù)將被發(fā)回設(shè)計(jì)人員并要求進(jìn)行修改，直到審批通過(guò)；數(shù)據(jù)有效化形成階段是在數(shù)據(jù)通過(guò)所有簽審后，其狀態(tài)改為已發(fā)布；在最后一個(gè)階段，所有數(shù)據(jù)變?yōu)橛行��?shù)據(jù)，并被導(dǎo)入到標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)；

    (3)數(shù)據(jù)安全與變更  為了提高數(shù)據(jù)的安全性，Windchill提供了多種安全機(jī)制。如：Web服務(wù)器ID系統(tǒng)的用戶(hù)身份驗(yàn)證和系統(tǒng)用戶(hù)訪問(wèn)控制策略定義等。訪問(wèn)控制策略能保證：只有合適的用戶(hù)和工作組才能訪問(wèn)位于項(xiàng)目中特定生命周期階段的對(duì)象。其管理工具包括User/Group Definition、Domain Definition、Indexing Policies以及Project和Role Definition。為了對(duì)關(guān)鍵業(yè)務(wù)信息進(jìn)行存檔與備份，Windchill在它的標(biāo)準(zhǔn)組件中提供了一系列備份工具。同時(shí)，針對(duì)重要的文檔．Windchill還提供了文檔操作日志記錄和電子郵件通知的方式，以提高系統(tǒng)的安全性。

    在變速器的設(shè)計(jì)過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)某一標(biāo)準(zhǔn)件模型數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或缺少某一模型時(shí)，需要對(duì)原有的標(biāo)準(zhǔn)件子模型進(jìn)行修改或建立新的子模型。應(yīng)用人員需向管理者提出工程變更申請(qǐng)。標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)者則可直接進(jìn)行修改，修改后的數(shù)據(jù)會(huì)上傳至Windchill PDMLink。在執(zhí)行變更活動(dòng)過(guò)程中，對(duì)被變更的產(chǎn)品信息需要進(jìn)行版本和有效性的控制，不同歷史時(shí)期的相同標(biāo)準(zhǔn)件的構(gòu)成差異比較和報(bào)告，以對(duì)模型的變更情況進(jìn)行記錄。除此，利用Windchill系統(tǒng)能夠自動(dòng)搜索某項(xiàng)更改所涉及的范圍，及時(shí)給有關(guān)人員發(fā)送電子郵件，使其關(guān)注某項(xiàng)更改可能會(huì)引起的影響。

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