引言
ENOVIA LCA/VPM Navigate 是由達索公司開發的產品數據管理軟件,與CATIA(達索公司開發的計算機輔助設計軟件) 構建了產品并行設計環境。LCA ( Life Cycle Application)是一種產品數據管理軟件,可以存儲/查詢出產品數據以及數據之間的關聯關系(如空間位置關系、從屬關系等),記錄控制產品整個設計過程中的工程數據;VPM 是基于CAITA 界面的數據管理軟件,是LCA 數據管理的另一種工作模式,二者共用同一的數據庫。
1 數據定義
ENOVIA 產品數據元素有零件和文檔兩種,默認情況下兩者是相互獨立的概念。項目工作中通過環境定制,將零件作為文件夾管理,文檔作為文件夾中的內容管理。所有的產品零件定義信息(CATIA 模型、屬性信息)全在文檔中存儲,與零件文件夾相關聯。文檔的屬性、版本等信息直接決定零件文件夾的屬性和版本等信息。其優點在于,文檔升版后,零件自動顯示最新版,舊版文檔作為零件文件夾中內容的一部分歷史存檔。相關的二維圖紙也可以掛在零件文件夾中,統一管理。
所有文檔類型定義有NONE、CATPart、CATProduct 和Schematic,分別用于裝配件、詳細零件、裝配集成件(如:標準件打包,俗稱黑匣子)和系統線路圖,數據管理模式見圖1和圖2。
2 骨架結構管理
理論模線/面和其他外部參考元素對應產品結構統一做成骨架結構樹進行管理(如圖3)。零件引用外部骨架模型時,必須遵循關聯設計規范、界面共用元素創建規范以及對應管理規范和權限設置,并通過CATIA 配置控制來實現,如果不遵循相關規則,則無法實現外部參考引用。
圖3 結構樹外部參考引用舉例
3 圖紙質量
CATIA 工程數據如零件、復材件、裝配件、標準件、圖紙等數據的創建使用統一的模板。模板中涵蓋了結構樹形式和內容,屬性內容以及潛在的制圖規則要求(如:命名要求、圖層設置、線性及字體大小等)等。非CATIA 模板生成的零件可以通過自動規范宏命令,使得其滿足規范要求。設計數據存儲時,通過Q-checker(圖紙質量檢查軟件工具)對圖紙質量進行檢查,并給出檢查結果。檢查內容涵蓋了屬性填寫是否規范、幾何元素的規范顯示、圖層的準確使用,結構樹命名、模型規范型等,從而保證所有的設計數據更加規范化。同時圖紙質量檢查結果通過一個屬性值呈現出來,如果這個值不符合規定要求,系統則不允許對應的設計數據進入發放流程。
4 屬性管理
根據項目需求定制LCA 和CATIA 屬性內容以及填寫方式。其中填寫方式包括自定義、選項兩種形式,除必須手動填寫外,大部分屬性項目通過選項列表選取,確保書寫的規范性。屬性信息涵蓋了產品的名稱、分類等級、材料、尺寸、制造工藝、表面處理、通用公差、可替換性等。除少數信息在ENOVIA LCA 中填寫外,大部分屬性信息通過在CATIA 中填寫,保存時系通過直接映射功能將信息同步到到LCA 中,并通過定制的屬性檢查工具確保信息填寫完整性和一致性。Enovia LCA 接口的通過二次開發,屬性中的部分信息(如工藝信息等)可以自動傳遞到后期生產的SAP 系統中,實現數字化制造,數據一次創建,多次使用。
5 標準件管理
標準件全部通過標準件庫進行參數化管理、實例化應用。除了在相應的零件結構中以點線表示標準件的點位信息外,全部安裝在產品結構樹中裝配集成件(黑匣子)中,掛在相應的裝配節點下, 裝配集成件在CATIA 中定義為.CATproduct 文件,命名時增加加尾綴SP 以示區別于結構裝配件,并在LCA 中保存時設置為結構不顯露,在LCA 中作為單獨的零件節點存在,無法展開查看其子件(見圖4)。這種做法實現數據了集中壓縮管理、存儲,精簡結構樹,減少工程數據量。標準件在結構樹中根據設計分界面進行分配的方式,再加上其實例化呈現形式,更便于三維直觀審查和后續標準件統計管理。
圖4 標準件管理
6 裝配件
裝配組件在ENOVIA 中定義為一個節點,主要存儲內部零件裝配關系和位置關系,只存在于產品結構樹中,因此不能作為單獨零件在CATIA 窗口打開,應將其所在的產品結構樹載入CATIA,其包括所有上級裝配關系,并一直延伸至產品根目錄,然后載入其內部的裝配子件。CATIA 中插入Enovia 數據庫中已有的裝配件時,需在插入裝配件后先進行保存,然后才能載入其裝配子件。
裝配件數據的信息傳遞包括兩部分,一部分是PVR 數模(將產品結構樹上的通過過濾后,單獨摘下來的存儲管理的一種文檔,掛在相應的產品結構樹零件文件夾中),一部分是二維圖紙。PVR 主要展現該裝配節點下的零件模型和裝配關系、標準件模型,以及部件節點信息等;裝配圖主要表達裝配技術條件要求以及裝配零件清單。由于PVR 的存在使得裝配件每一個版次都能夠得到保存,并關聯在產品結構樹上,方面歷史追蹤查詢。同時由于數模進行了輕量化處理,大大降低了對于生產部門硬件的要求。
7 三維尺寸標注
三維尺寸標注主要包括零件信息、附注、實體關聯相關標注三部分內容,參見圖5 和圖6。其中零件信息直接與零件屬性關聯自動生成,涵蓋了制造工藝、材料、工藝狀態、表面處理、基本尺寸、通用公差等信息,如果屬性更改,這部分信息自動更新;附注信息是根據零件實際情況從標準的附注文件中選取;實體關聯相關標注主要是在實體上標出的形位公差、基準、定位孔尺寸等。同時要求所有信息通過規定的捕獲視圖直觀的呈現,以實現在顯示捕獲視圖時,不需要做任何操作就能清楚的讀取設計信息。零件的升版、換號時,通過按規定給出更改視圖、制定的顏色標識傳達信息,以便準確傳達更改信息。
圖5 詳細零件標注舉例
圖6 零件信息自動關聯
8 數據庫
基于MBD 的數字化設計標準與規范及知識庫,包括標準件庫(含型材)、材料庫,通過Catalog 在ENOVIA 中進行管理。同時還包括知識工程在CATIA 中大量的開發使用,如鈑金參數、典型特征參數化設計(如法蘭)、標準構型(如減輕孔、加強窩、下陷、止裂孔等),使得企業知識、標準、設計規范等嵌入到設計模型中,提高設計效率。
8.1 VPM 客戶化定制
針對VPM 進行開發,客戶化定制了常用工具條,如數據的檢入/檢出,零件演變換號、屬性復制、權限更改、歷史查詢、小版本設置、創建文件關聯、圖紙質量查詢等。設計員的大部分工作都可以在VPM/CATIA 窗口完成,不在需要啟動LCA,更方便設計員工作。
8.2 更改管理
飛機產品的設計更改有兩種類型,即永久性貫徹更改和臨時性更改。
臨時性更改對于生產廠產生的影響,通過NIEO 圖紙(非貫徹性工程指令圖紙)將舊版零件或修正過的零件的使用進行工程合法化,每一份NIEO 只對應一個零件或組件。NIEO掛在相關的零件文件夾中管理(參見圖1 和圖2),方便查詢追蹤。永久性更改通過直接升版零件/組件來修訂,三維標注中更改元素除了使用指定的顏色標出外,并建立單獨的更改捕捉視圖以便于清晰查詢。
9 結論
本文所體現管理開發理念更多的是面向設計,便于工程設計、數據管理,以及工程設計信息全面、準確、規范、有效的記錄、傳達等。設計環境數據定義的合理、結構的嚴謹、流程的通暢、管理的科學,直接提高了產品設計數據管理水平,適應當前復雜產品快速、高效研制的需求。
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