1 引言

    中國(guó)北車(chē)集團(tuán)大連機(jī)車(chē)車(chē)輛有限公司（原大連機(jī)車(chē)車(chē)輛廠）始建于1899年，被譽(yù)為“機(jī)車(chē)搖籃”，是國(guó)家重點(diǎn)大型企業(yè)。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，大連機(jī)車(chē)作為國(guó)內(nèi)機(jī)車(chē)行業(yè)的龍頭企業(yè)，面對(duì)的是更加全球化、更加數(shù)字化的無(wú)國(guó)界競(jìng)爭(zhēng)；經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)對(duì)我們的產(chǎn)品的要求越來(lái)越高，不但需要技術(shù)先進(jìn)，而且還要設(shè)計(jì)制造周期極短。

2 現(xiàn)狀分析

    公司設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)原用Pro/E Wildfire1.0及其工作組級(jí)管理軟件Pro/Intralink，雖然在”并行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程”上取得了一定的成果，但僅實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)部門(mén)內(nèi)部的數(shù)據(jù)共享，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)完全意義上的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，隨著企業(yè)發(fā)展的需求及國(guó)際間合作要求的變化，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)環(huán)境已經(jīng)日益滿足不了企業(yè)生存發(fā)展的需求，所以我們以機(jī)車(chē)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)為例，使用Pro/E Wildfjre3.0進(jìn)行全三維設(shè)計(jì)，同時(shí)在企業(yè)級(jí)PDM管理軟件Windchill9.0系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理。

3 全三維設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)

    三維設(shè)計(jì)代表了最新的設(shè)計(jì)理念和先進(jìn)的設(shè)計(jì)水平，在實(shí)際工作中顯示了強(qiáng)大的優(yōu)越性和高效績(jī)優(yōu)性，已成為工程設(shè)計(jì)中的主流趨勢(shì)和方向。

    直觀清晰：傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)圖不直觀，只有等零件生產(chǎn)出來(lái)才能呈現(xiàn)出來(lái)具體面貌；而采用三維可視化設(shè)計(jì)手段可以在設(shè)計(jì)過(guò)程中隨時(shí)查看，在設(shè)計(jì)理念的表達(dá)上更加直觀、清晰。

    事前判斷：由于三維設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)可見(jiàn)，所以設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤及時(shí)改正，使事后改進(jìn)成為事前解決，同時(shí)也方便了決策者的及時(shí)決斷，提高效率，節(jié)約生產(chǎn)成本。

    分析優(yōu)化：三維設(shè)計(jì)可以在設(shè)計(jì)過(guò)程中隨時(shí)進(jìn)行質(zhì)量體積等相關(guān)屬性的計(jì)算，并及時(shí)檢查干涉、分析模型的呵靠性、優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。

    所以，首先對(duì)設(shè)計(jì)師進(jìn)行使用培訓(xùn)，根據(jù)他們的實(shí)際情況制定切實(shí)可行的培訓(xùn)方案，并根據(jù)不同設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)分別進(jìn)行不同模塊培訓(xùn)，包括初級(jí)建模、高級(jí)建模、二維繪圖、鋼結(jié)構(gòu)、管路電纜等不同模塊的應(yīng)用培訓(xùn)，并在此基礎(chǔ)上灌輸自頂向下、骨架設(shè)計(jì)方法及理念。

4 PDM管理的主要功能優(yōu)勢(shì)

    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(chǎn)品數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)定義過(guò)程，其中包括宏觀過(guò)程（產(chǎn)品生命周期）和各種微觀過(guò)程（如審批流程）。對(duì)產(chǎn)品生命周期的管理包括保留和跟蹤產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)制造直到停止生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程中的所有歷史記錄。

    4.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理

    產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理是PDM的核心功能之一，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置信息和物料清單(Bill of Materials)的管理。而用戶(hù)可以利用PDM提供的圖形化界面來(lái)對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行查看和編輯，充分體現(xiàn)自頂向下的設(shè)計(jì)理念。在PDM系統(tǒng)中，零部件按照它們之間的裝配關(guān)系被組織起來(lái)，用戶(hù)可以將各種產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)與零部件關(guān)聯(lián)起來(lái)，最終形成對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的完整描述。

    4.3 變更管理

    將更改的對(duì)象、更改所要完成的任務(wù)和結(jié)果以及審批的過(guò)程全都封裝在一起，從而更好地體現(xiàn)整個(gè)更改的原因、內(nèi)容，更改的方法和結(jié)果。對(duì)零件、部件及其圖檔的更改都會(huì)產(chǎn)生新的版本，從而記錄對(duì)產(chǎn)品更改的歷史及其生效的日期和臺(tái)份。能夠很容易地追蹤更改的原因和結(jié)果，追溯數(shù)據(jù)的變更歷史，保留設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，有效地管理設(shè)計(jì)資料。

    4.4 團(tuán)隊(duì)管理

    不同的產(chǎn)品根據(jù)角色定義不同的團(tuán)隊(duì)成員，通過(guò)定義不同的訪問(wèn)控制策略，從而確保在特定的產(chǎn)品及特定的生命周期階段只有適當(dāng)?shù)挠脩?hù)和組才能訪問(wèn)某個(gè)域內(nèi)的內(nèi)容，保證了訪問(wèn)的安全性。

    4.5 可視化管理

    ProductView（Windchill可視化工具）允許用戶(hù)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(shù)據(jù)�？梢圆榭磥�(lái)自于多種資源的數(shù)據(jù)，而無(wú)需訪問(wèn)創(chuàng)建這些數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序。用戶(hù)可以分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)、注釋產(chǎn)品數(shù)據(jù)文件、指明審閱注釋、獲取產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中部件的有關(guān)信息，并以動(dòng)態(tài)方式與其它有關(guān)設(shè)計(jì)或文檔內(nèi)容進(jìn)行協(xié)調(diào)。

    4.6 集成開(kāi)發(fā)接口

    由于企業(yè)內(nèi)部各部門(mén)的應(yīng)用信息系統(tǒng)不同，造成了企業(yè)內(nèi)部的信息孤島，而PDM為我們提供了相應(yīng)的集成接口，以適應(yīng)不同信息系統(tǒng)的要求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)各個(gè)信息系統(tǒng)的有效集成。

5 設(shè)計(jì)過(guò)程

    5.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

    為了保證全三維設(shè)計(jì)及產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的有效實(shí)現(xiàn)，我們首先創(chuàng)建了公司最新的三維標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)供所有設(shè)計(jì)師選用，同時(shí)制訂了最新的Pro/E三維設(shè)計(jì)環(huán)境，Pro/E三維、二維設(shè)計(jì)模板，使其既符合了國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)生產(chǎn)施工的需求，又能滿足技術(shù)引進(jìn)、國(guó)際合作的需求，并制訂了相應(yīng)的Pro/E三維轉(zhuǎn)二維出圖規(guī)范、三維建模規(guī)范、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理業(yè)務(wù)規(guī)范等以保證三維設(shè)計(jì)及PDM管理工作的順利進(jìn)行。

    同時(shí)，為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，我們又引進(jìn)了MODELCHECK，利用其功能實(shí)現(xiàn)對(duì)Pro/E三維模型和Pro/E二維工程圖在入庫(kù)檢入前的規(guī)范性檢查，保證檢入服務(wù)器的數(shù)據(jù)都是有用、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，進(jìn)而保證后續(xù)BOM匯總數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為后續(xù)工作提供一個(gè)統(tǒng)一、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源。

    5.2 創(chuàng)建用戶(hù)相關(guān)信息

    組織、用戶(hù)的創(chuàng)建是產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)應(yīng)用的前提。我們按行政組織為所有相關(guān)單位及人員創(chuàng)建帳號(hào)、密碼及相關(guān)信息。

    5.3 創(chuàng)建產(chǎn)品庫(kù)

    產(chǎn)品庫(kù)作為產(chǎn)品數(shù)據(jù)的容器，是與本產(chǎn)品相關(guān)的所有數(shù)據(jù)的存放位置。根據(jù)設(shè)計(jì)需求，創(chuàng)建各研發(fā)產(chǎn)品的產(chǎn)品庫(kù)，根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建各級(jí)文件夾，并分配相應(yīng)產(chǎn)品經(jīng)理。

    5.4 創(chuàng)建設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)

    根據(jù)產(chǎn)品研發(fā)及管理需求，創(chuàng)建了產(chǎn)品的團(tuán)隊(duì)組織，即包括各專(zhuān)業(yè)室的設(shè)計(jì)師，同時(shí)包括各專(zhuān)業(yè)工藝師、行程工程師、規(guī)劃、物資等相關(guān)團(tuán)隊(duì)人員。由于各成員處于不同的角色，我們通過(guò)在服務(wù)器中定義不同的訪問(wèn)控制策略，從而確保在特定的產(chǎn)品及特定的生命周期階段只有適當(dāng)?shù)挠脩?hù)和組才能訪問(wèn)某個(gè)域內(nèi)的內(nèi)容，保證了訪問(wèn)的安全性。

    實(shí)施階段時(shí)為設(shè)計(jì)師進(jìn)行了詳盡的使用操作培訓(xùn)。我們首先編寫(xiě)了針對(duì)我公司W(wǎng)indch1119.0系統(tǒng)的完整的用戶(hù)手冊(cè)，并編寫(xiě)制定了相關(guān)的培訓(xùn)講義、操作規(guī)范，將設(shè)計(jì)師常用的功能模塊的操作過(guò)程編寫(xiě)了詳細(xì)的說(shuō)明文檔、配以相關(guān)截屏界面，下發(fā)給各設(shè)計(jì)師以方便其工作。同時(shí)為相關(guān)團(tuán)隊(duì)人員進(jìn)行循環(huán)培訓(xùn)、實(shí)踐操作，每位PDM用戶(hù)都接受了專(zhuān)門(mén)的培訓(xùn)后再進(jìn)入相關(guān)系統(tǒng)操作，保證了系統(tǒng)應(yīng)用的順利進(jìn)行。

6 結(jié)語(yǔ)

    目前，機(jī)車(chē)全三維設(shè)計(jì)及PDM管理的系統(tǒng)創(chuàng)建工作已經(jīng)全部完成，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)部門(mén)正在全新的PDM系統(tǒng)中開(kāi)展協(xié)同設(shè)計(jì)工作。通過(guò)PDM平臺(tái)，可以為公司各個(gè)信息系統(tǒng)及部門(mén)提供集成、共享的基于單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，從產(chǎn)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(shè)計(jì)直到制造生產(chǎn)和售后服務(wù)整個(gè)動(dòng)態(tài)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，有效解決企業(yè)信息孤島問(wèn)題，為實(shí)現(xiàn)企業(yè)設(shè)計(jì)數(shù)字化、制造裝備數(shù)字化、生產(chǎn)過(guò)程數(shù)字化、管理信息化，奠定重要的基礎(chǔ)。

    我們將陸續(xù)完成公司已有設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的遷移工作，實(shí)現(xiàn)所有產(chǎn)品數(shù)據(jù)的PDM管理，為PDM二期與ERP、SCM系統(tǒng)的集成實(shí)施做好準(zhǔn)備。

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本文標(biāo)題：全三維設(shè)計(jì)及PDM管理在機(jī)車(chē)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用

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