1 引言
中國北車集團大連機車車輛有限公司（原大連機車車輛廠）始建于1899年，被譽為“機車搖籃”，是國家重點大型企業。隨著市場競爭的日益加劇，大連機車作為國內機車行業的龍頭企業，面對的是更加全球化、更加數字化的無國界競爭；經濟市場對我們的產品的要求越來越高，不但需要技術先進，而且還要設計制造周期極短。
2 現狀分析
公司設計數據原用Pro/E Wildfire1.0及其工作組級管理軟件Pro/Intralink，雖然在”并行設計開發過程”上取得了一定的成果，但僅實現了設計部門內部的數據共享，沒有實現完全意義上的產品數據管理，隨著企業發展的需求及國際間合作要求的變化，現有的設計環境已經日益滿足不了企業生存發展的需求，所以我們以機車新產品設計為例，使用Pro/E Wildfjre3.0進行全三維設計，同時在企業級PDM管理軟件Windchill9.0系統內進行產品數據的管理。
3 全三維設計優勢
三維設計代表了最新的設計理念和先進的設計水平，在實際工作中顯示了強大的優越性和高效績優性，已成為工程設計中的主流趨勢和方向。
直觀清晰：傳統二維設計圖不直觀，只有等零件生產出來才能呈現出來具體面貌；而采用三維可視化設計手段可以在設計過程中隨時查看，在設計理念的表達上更加直觀、清晰。
事前判斷：由于三維設計的實時可見，所以設計師在設計過程中可以隨時發現設計錯誤及時改正，使事后改進成為事前解決，同時也方便了決策者的及時決斷，提高效率，節約生產成本。
分析優化：三維設計可以在設計過程中隨時進行質量體積等相關屬性的計算，并及時檢查干涉、分析模型的呵靠性、優化設計模型。
所以，首先對設計師進行使用培訓，根據他們的實際情況制定切實可行的培訓方案，并根據不同設計專業分別進行不同模塊培訓，包括初級建模、高級建模、二維繪圖、鋼結構、管路電纜等不同模塊的應用培訓，并在此基礎上灌輸自頂向下、骨架設計方法及理念。
4 PDM管理的主要功能優勢
4.1 生命周期（工作流）管理
PDM的生命周期管理模塊管理著產品數據的動態定義過程，其中包括宏觀過程（產品生命周期）和各種微觀過程（如審批流程）。對產品生命周期的管理包括保留和跟蹤產品從概念設計、產品開發、生產制造直到停止生產的整個過程中的所有歷史記錄。
4.2 產品結構與配置管理
產品結構與配置管理是PDM的核心功能之一，可以實現對產品結構與配置信息和物料清單(Bill of Materials)的管理。而用戶可以利用PDM提供的圖形化界面來對產品結構進行查看和編輯，充分體現自頂向下的設計理念。在PDM系統中，零部件按照它們之間的裝配關系被組織起來，用戶可以將各種產品定義數據與零部件關聯起來，最終形成對產品結構的完整描述。
4.3 變更管理
將更改的對象、更改所要完成的任務和結果以及審批的過程全都封裝在一起，從而更好地體現整個更改的原因、內容，更改的方法和結果。對零件、部件及其圖檔的更改都會產生新的版本，從而記錄對產品更改的歷史及其生效的日期和臺份。能夠很容易地追蹤更改的原因和結果，追溯數據的變更歷史，保留設計師在設計過程中的設計思想和設計經驗，有效地管理設計資料。
4.4 團隊管理
不同的產品根據角色定義不同的團隊成員，通過定義不同的訪問控制策略，從而確保在特定的產品及特定的生命周期階段只有適當的用戶和組才能訪問某個域內的內容，保證了訪問的安全性。
4.5 可視化管理
ProductView（Windchill可視化工具）允許用戶查看和注釋3D模型、2D圖紙、文檔、圖像和ECAD文件。此外，它還可以度量和分析3D數據。可以查看來自于多種資源的數據，而無需訪問創建這些數據的應用程序。用戶可以分析產品設計、注釋產品數據文件、指明審閱注釋、獲取產品結構中部件的有關信息，并以動態方式與其它有關設計或文檔內容進行協調。
4.6 集成開發接口
由于企業內部各部門的應用信息系統不同，造成了企業內部的信息孤島，而PDM為我們提供了相應的集成接口，以適應不同信息系統的要求，進而實現企業內各個信息系統的有效集成。
5 設計過程
5.1 基礎數據準備
為了保證全三維設計及產品數據管理的有效實現，我們首先創建了公司最新的三維標準件庫供所有設計師選用，同時制訂了最新的Pro/E三維設計環境，Pro/E三維、二維設計模板，使其既符合了國內設計生產施工的需求，又能滿足技術引進、國際合作的需求，并制訂了相應的Pro/E三維轉二維出圖規范、三維建模規范、產品數據管理業務規范等以保證三維設計及PDM管理工作的順利進行。
同時，為了保證數據的準確性，我們又引進了MODELCHECK，利用其功能實現對Pro/E三維模型和Pro/E二維工程圖在入庫檢入前的規范性檢查，保證檢入服務器的數據都是有用、準確的數據，進而保證后續BOM匯總數據的準確性，為后續工作提供一個統一、準確的基礎數據源。
5.2 創建用戶相關信息
組織、用戶的創建是產品數據管理系統應用的前提。我們按行政組織為所有相關單位及人員創建帳號、密碼及相關信息。
5.3 創建產品庫
產品庫作為產品數據的容器，是與本產品相關的所有數據的存放位置。根據設計需求，創建各研發產品的產品庫，根據需要創建各級文件夾，并分配相應產品經理。
5.4 創建設計團隊
根據產品研發及管理需求，創建了產品的團隊組織，即包括各專業室的設計師，同時包括各專業工藝師、行程工程師、規劃、物資等相關團隊人員。由于各成員處于不同的角色，我們通過在服務器中定義不同的訪問控制策略，從而確保在特定的產品及特定的生命周期階段只有適當的用戶和組才能訪問某個域內的內容，保證了訪問的安全性。
實施階段時為設計師進行了詳盡的使用操作培訓。我們首先編寫了針對我公司Windch1119.0系統的完整的用戶手冊，并編寫制定了相關的培訓講義、操作規范，將設計師常用的功能模塊的操作過程編寫了詳細的說明文檔、配以相關截屏界面，下發給各設計師以方便其工作。同時為相關團隊人員進行循環培訓、實踐操作，每位PDM用戶都接受了專門的培訓后再進入相關系統操作，保證了系統應用的順利進行。
6 結語
目前，機車全三維設計及PDM管理的系統創建工作已經全部完成，設計開發部門正在全新的PDM系統中開展協同設計工作。通過PDM平臺，可以為公司各個信息系統及部門提供集成、共享的基于單一產品數據源的基礎數據平臺，實現產品相關數據的統一管理，從產品全生命周期管理的角度提供快速處理更改、以及控制從概念到設計直到制造生產和售后服務整個動態產品開發過程的產品數據管理，有效解決企業信息孤島問題，為實現企業設計數字化、制造裝備數字化、生產過程數字化、管理信息化，奠定重要的基礎。
我們將陸續完成公司已有設計數據的遷移工作，實現所有產品數據的PDM管理，為PDM二期與ERP、SCM系統的集成實施做好準備。
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本文標題：全三維設計及PDM管理在機車設計上的應用
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