1 概述
現階段，國內的飛機制造行業在設計和制造過程中廣泛的應用了大量的數字化設計、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務需求，適應主設計單位與承制單位的數據協同管理要求，同時滿足制造單位對制造數據管理需要，采用PDM(產品數據管理)技術，建立了適應企業產品研制管理的多型號信息化管理平臺，為后續系統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，根據零件與工裝、工具間的協調關系，應用三維工藝設計系統實現飛機的裝配過程、裝配路線的設計并應用三維仿真驗證系統實現三維工藝設計結果的仿真驗證，優化裝配過程，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形式，主要是工藝人員在設計部門發放的工程數據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 工藝模型的創建
2.1 工藝模型的關聯設計
關聯設計技術是設計部門在工程數據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零件間的關聯，當飛機理論外形發生變化時，結構及系統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的結構系統零件未及時進行更新的問題。設計部門的關聯設計多基于DS公司的ENOVIA系統開展，而國內的多數制造部門都基于PTC公司的Windchill系統管理制造數據，尚沒有企業實現基于Windchill系統的關聯設計，下文將舉例說明如何基于Windchill系統進行工藝模型的關聯設計。
工藝模型創建的前提是工程數據集發放前需要將“零件幾何體”全部發布，便于數據批架次有效性的管理和數據的后期繼承更改。如果工藝模型設計過程中需要引用工程數據集除“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軟件不支持參數及三維標注信息發布），需要向設計人員提出要求。
在Windchill系統內創建如下模型：
2012.11.12_Ol.CATPart工程數據集
2012.11.12_Ol_CY.CATPart 工藝模型
2012.11.12.CATProduct工藝裝配
創建過程模擬設計部門基于ENOVIA系統設計管理工程數據集，制造部門基于WindchilI系統設計管理工藝模型，設計部門數據設計完成向制造部門發放數據的異構系統數據傳遞方式。
在系統內建立模型2012.11.12_OI.CATPart，將模型的幾何體發布，如圖1所示。
圖1 系統內建立模型
將模型導人Windchill系統，并將其狀態調整為“已發布”，模擬ENOVIA項Windchill系統發放數據的過程。
圖2 在Windchill系統創建工程數據集
在CATIA中新建2012.11.12_OI_GY.CAT-Part和2012.11.12.C AT-Product，將工程數據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據集發布的實體（鈑金零件可以直接將實體引用為展開狀態），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、參數信息、三維標注信息）。如圖3所示。
圖3 設計工藝模型
將工藝模型和裝配模型導入Windchill系統，裝配模型導入時需包含與工程數據集和工藝模型間的裝配關系，如圖4所示。
圖4 在Windchill系統內創建工藝模型
2.2 工藝模型的關聯關系驗證
為驗證在系統內創建的工藝模型與設計部分發放的工程數據建立了關聯關系，對系統內的工程數據集做升版操作，如果工程數據集升版以后，工藝模型能夠自動關聯到新版的工程數據集且能夠按照新版工程數據集進行更新，證明工藝模型與工程數據集間的關聯關系已經建立，且能夠滿足制造部門貫徹工程數據集更改內容的要求，進一步證明在Windchill系統內能夠實現工藝模型與工程數據集的關聯設計。
將系統內的工程數據集升版，升版后查看工藝模型裝配結構如圖5所示，新版的工程數據集與原工藝模型關聯，工藝模型能夠按照新版的工程數據集進行自動更新。
圖5 新版的工程數據集與原工藝模型關聯
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模。
工藝模型的管理模式與普通的制造數據集管理模式相同，沒有特殊的要求。
因裝配數模起到的作用為建立工藝模型與工程數據集間的關聯關系，如裝配數模下零件的結構關系不發生變化，裝配數模不需要進行版次及狀態管理。
下面介紹工藝模型的管理，包括工藝模型的設計、發放、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。
圖6 物理文件名與零部件號命名形式
3.2 工藝模型的檢入
設計工作完成后，設計員需要通過WCM將制造數據集檢入Windchill系統。檢入過程中數據集的屬性對應工程數據集屬性，以保證數據的完整性，為后續的數據打包工作做準備。
3.3 工藝模型的審簽、分發
工藝模型的審簽和發放流程同制造數據集。基于PDM系統管理后制造數據集的審簽是在PDM系統中靠審簽流程實現的，當設計員設計完畢并將數據集檢人系統后提交審簽流程，在提交流程時需要制定流程中相關的“審校”、“審批”……相關角色（如圖7所示），同時需要指定數據集分發單位以通知下游使用單位、當制造數據中心內部審簽流程結束時，系統自動的創建制造數據集發放單并啟動數據集發放流程將數據集發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。
圖7 制造數據集審簽流程
3.4 工藝模型的更改
當工程數據集發生更改或工藝模型使用過程中發現有不符合工藝要求的地方時，制造數據中心設計員需要對工藝模型進行更改，數據集更改的流程如圖6所示，與首次發放的流程是一樣的，當內部審簽流程結束時數據集更改單會自動的發送至相關單位。
4 版次管理
沈飛公司的工程數據集是基于沈飛公司的產品PDM系統（PTC公司Windchill系統）管理的，而上游設計單位是基于DS公司EnoviaLCA系統對其工程數據集進行管理的，LCA系統中，零件的版本會隨著技術單、更改單等技術文件的發出而發生變化，初始版本為00，發放更改單更改時版本由00變為O1、02……，當發出技術單更改時，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統一，也很難建立起LCA系統中某一版本與Windchill系統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)對于更改的數據集發放時，更改單或技術單與所發放的數據集必須緊密的關聯在一起，同時發放。
(2)在數據接收前需要工程數據集增加“數據來源版本”的IBA屬性以記錄其在LCA系統中的版本，并且此IBA屬性為必填項，沒有此屬性的數據集無法進入Windchill系統。
圖8 LCA版本機制
圖9 Windchill版本機制
5 架次有效性管理
數批據批架次有效性是將批架次信息配置到數據上，通過對數據增加“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，其管理的規范性、有效性將決定企業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的總體實力、縮短研制的周期、保證產品的質量。
近些年多數企業在數據管理系統應用力面部取得了長足的發展與進步，隨著信息化、數字化技術的不斷發展，數據管理系統管理數據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，數據管理系統的自動化、智能化將是未來企業數據管理系統建設與發展的一個趨勢。
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本文標題：基于Windchill系統的工藝模型管理
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