0 引言

    在新的世紀(jì)里，每一個(gè)企業(yè)都面臨著巨大的商業(yè)挑戰(zhàn)與機(jī)遇，航空航天、機(jī)械和重型裝備制造業(yè)、汽車等面臨的挑戰(zhàn)尤為激烈，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間、降低產(chǎn)品制造成本成為企業(yè)制勝的法寶。

    目前三維CAD已經(jīng)在設(shè)計(jì)部門進(jìn)行了較好應(yīng)用，但工藝部門除工裝設(shè)計(jì)外，大部分仍然使用傳統(tǒng)的二維工藝卡片的模式，已不能滿足三維數(shù)字化環(huán)境下工藝設(shè)計(jì)的需求。在目前全三維設(shè)計(jì)的趨勢下，基于三維環(huán)境的裝配工藝規(guī)劃仿真解決方案已經(jīng)成為主流。

    依據(jù)三維CAD及工藝設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展和市場需求，華天軟件在自主三維CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)SINOVATION的基礎(chǔ)上，研發(fā)了全三維的裝配工藝規(guī)劃和仿真解決方案，深化了工藝及生產(chǎn)部門的三維可視化應(yīng)用。

1 SINOVATION簡介

    SINOVATION軟件是針對現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)的需求，在消化、吸收日本UEL公司CRUX基礎(chǔ)平臺(tái)技術(shù)而開發(fā)出的具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的可擴(kuò)展的高端三維CAD/CAM系統(tǒng)，代表著國際最先進(jìn)制造技術(shù)水平的高端CAD/CAM軟件。SINOVATION具有靈活強(qiáng)大的建模功能、復(fù)雜曲面的創(chuàng)建能力、強(qiáng)大的裝配功能、易于定制的制圖標(biāo)準(zhǔn)與快速的工程圖出圖能力，支持國際主流CAD數(shù)據(jù)的交換等；目前SINOVATION產(chǎn)品已經(jīng)升到5.1版本，支持直接建模、沖壓回彈、CAE預(yù)處理、高性能瀏覽等高端功能，助力航天信息化發(fā)展，提高航天企業(yè)設(shè)計(jì)水平。

2 三維輕量化瀏覽器SView

    為滿足三維瀏覽和裝配工藝仿真需求，基于SINOVATION可視化技術(shù)，華天軟件推出了真正完全自主產(chǎn)權(quán)的三維可視化瀏覽器SView解決方案。SView能夠滿足各種市場主流三維CAD數(shù)模瀏覽需求，支持三維標(biāo)注和三維虛擬裝配等功能，如圖1所示。支持對于大裝配文件的壓縮功能，以SVL輕量化文件格式發(fā)布，可高性能地瀏覽上萬件的大裝配數(shù)模。提供嵌入式瀏覽器，與PDM系統(tǒng)或者三維工藝卡片技術(shù)整合，如圖2所示。同時(shí)提供后臺(tái)輕量化服務(wù)，可在PLM應(yīng)用中在服務(wù)器端自動(dòng)對原始三維數(shù)模進(jìn)行輕量化處理，提高瀏覽效率。SView可為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、生產(chǎn)、制造等PLM全過程提供可視化瀏覽支持。

圖1 SView三維標(biāo)注瀏覽功能

圖2 SView瀏覽器嵌入PDM界面

3 基于SView的裝配工藝規(guī)劃解決方案

    3.1 三維產(chǎn)品、工藝及資源PPR管理模型

    SView提供三維產(chǎn)品、工藝和資源的PPR統(tǒng)一管理模型，PPR整合了工藝、產(chǎn)品和制造資源的有機(jī)關(guān)系，為工藝數(shù)據(jù)管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型，可與PLM進(jìn)行深度數(shù)據(jù)集成，提高工藝管理綜合效率，如圖3所示。

圖3 SView PPR模型界面

    3.2 裝配工序定義

    在導(dǎo)入產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息和維護(hù)工藝資源后，可依據(jù)現(xiàn)有制造能力（車間、設(shè)備、工藝方法、標(biāo)準(zhǔn)、人力），制定裝配流程，劃分裝配工序，確定整體裝配順序、方法，并定義各裝配環(huán)節(jié)所需要的資源。工序的調(diào)整與設(shè)計(jì)可以借助PERT圖輔助進(jìn)行，PERT圖描述裝配工藝過程中各個(gè)工序活動(dòng)間的邏輯關(guān)系和時(shí)序關(guān)系。通過專用的工序零部件分配，可方便分配各工序相關(guān)的產(chǎn)品及零部件信息，如圖4所示。

圖4 工序相關(guān)零部件分配界面

    3.3 三維裝配順序定義

    SView根據(jù)工序的劃分，在三維數(shù)字化環(huán)境下進(jìn)行各工序的細(xì)節(jié)裝配過程設(shè)計(jì)，確定工序零組件的裝配順序，如圖5所示，同時(shí)支持在三維環(huán)境中對裝配對象、資源等的進(jìn)行三維標(biāo)注，幫助清晰表達(dá)工藝設(shè)計(jì)目標(biāo)，準(zhǔn)確傳遞工藝制造意圖，如圖6所示。

圖5 工藝網(wǎng)絡(luò)圖界面

    3.4 三維裝配仿真驗(yàn)證

    在SView中，依據(jù)設(shè)計(jì)好的裝配工藝流程，對產(chǎn)品裝配過程和拆卸過程進(jìn)行三維動(dòng)態(tài)仿真，驗(yàn)證每個(gè)零件按設(shè)計(jì)的工藝順序是否能無阻礙地裝配上去，如圖6所示。

    同時(shí)可通過動(dòng)態(tài)干涉和縫隙檢查功能，評價(jià)產(chǎn)品設(shè)計(jì)合理性、檢查裝配工藝規(guī)劃的可行性，幫助用戶在產(chǎn)品生命周期早期，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)缺陷及裝配工藝設(shè)計(jì)缺陷，縮短設(shè)計(jì)周期。

圖6 裝配工序定義界面

圖7 裝配過程仿真界面

    3.5 工藝卡片生成及數(shù)據(jù)發(fā)布

    用戶在三維可視化裝配工藝設(shè)計(jì)環(huán)境中，規(guī)劃了每一道工序，指定了工序的工序名稱、內(nèi)容、裝配要求、檢測要求等內(nèi)容后，然后可以利用這些信息，套用根據(jù)企業(yè)要求配置的工藝卡片模版，生成全套裝配工藝卡片。

圖8 減速機(jī)總裝工藝卡片

    通過在線發(fā)布功能，能夠?qū)⒄麄�(gè)裝配工藝仿真信息進(jìn)行可視化打包輸出，支持下游MES、MPP等系統(tǒng)中。在線人員可以通過瘦客戶端，隨時(shí)了解工藝操作工程、裝配動(dòng)畫等信息。如圖9所示。

圖9 基于B/S的工藝信息在線發(fā)布功能

    三維工藝設(shè)計(jì)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，通過PPR模型可直接發(fā)布到CAPP或MPM系統(tǒng)中。如圖10所示。

圖10 裝配工藝規(guī)劃與CAPP數(shù)據(jù)集成

4 結(jié)論

    目前基于SINOVATION可視化技術(shù)和全自主的SView輕量化瀏覽器，已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)主流三維CAD數(shù)模導(dǎo)入、高性能輕量化瀏覽、三維裝配規(guī)劃、裝配工藝仿真及在線信息發(fā)布功能，支持基本的裝配工藝規(guī)劃及仿真功能，提高了工藝設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率。但在目前的裝配工藝仿真解決方案中，對于產(chǎn)品PMI信息尚未深入利用，基于MBD的全三維工藝規(guī)劃和仿真模式，以及對于超大型數(shù)模的性能改進(jìn)以支持完整車間級的大規(guī)模仿真等都是后期研發(fā)的方向。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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本文標(biāo)題：基于SView三維可視化瀏覽器的三維裝配工藝規(guī)劃及仿真解決方案

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