基于windchill平台的关联设计方法

Technological Innovation 基于Windchill平台的关联设计方法 张石柱 （中航通飞研究院有限公司，广东 珠海 519040） 摘要：本文结合飞机数字化设计中的应用实践，介绍了基于Windchill平台的关联设计方法、特点及注意事项，以更好推进飞机数字化设计工作，提高工作效率。 关键词：关联设计；骨架模型；Windchill；数字化设计 关联设计技术在飞机数字化设计中已经是常用技术手段。飞机设计中，一个零/组件的变动往往会影响多个零/组件，在整个设计周期内，这种关联影响数据量惊人。关联设计技术可以使设计能够自动适应设计的更改或周围环境的变化，是一种特殊形式的参数化设计方法，其驱动参数为上游设计的几何特征(如点、线、面、坐标系等)，其表现为上游设计对下游设计的影响关系。 不受控制的关联设计关系中零件会同时引用多个零件，容易发生循环引用，为理顺父子关系，避免循环应用等情况，常采用骨架模型。骨架模型是存放设计基准或需要协调、重复引用的元素的零件，它们一般由点、线、平面、面片、坐标系等组成，是整个模型基本设计思路的外在表达。骨架模型的两个主要功能：为产品装配建立装配基准；为零部件设计建立形状基准，零部件设计参考骨架模型完成。 Windchill平台是目前当前主要飞机研制单位主要的产品数据管理系统之一，该系统能够构造以产品结构为核心的产品数据管理和工程变更控制体系，实现技术状态的有效管理。 1 关联设计的通用方法 1.1 骨架模型的一般使用逻辑 根据关联设计容易出现的问题，提出了利用骨架模型控制设计中的数据关联关系的方法。 在每个组件级别都设置骨架模型，每个零件只引用向上追溯最近的骨架模型，骨架模型的数据引用逻辑关系如图1。 图1 骨架模型的一般应用逻辑 1.2 Windchill平台的特性 目前，飞机设计中的关联设计一般基于CATIA和基于VPM两种平台进行。 基于VPM的关联设计，通过结合VPM的能力，可以实现整个飞机的关联设计。在VPM系统中骨架模型的管理方式同引用逻辑相契合。 基于CATIA的关联设计目前只能基于文件系统实现，无法考虑产品结构、人员组织、权限、配置等方面的信息，只适合设计员自己装配的零件间的关联。 Windchill平台可以实现技术状态强管理，但它无法实现文档之间数据交互，因此在关联设计方面只能采用基于CATIA的关联设计方式，为充分发挥Windchill平台功能，提升设计效率，需采用合理方式对关联设计方式进行改进。 2 Windchill平台下的关联设计方法 Windchill平台下的关联设计方式基本原理是保留骨架模型的在关联设计中的功能，并利用Windchill平台的数据管理功能进行协同设计。 2.1 数据管理方式 设计的数据存放在windchill平台中。为方便数据管理，并利于使用者共享、调用，骨架模型在平台中采用集中管理，在管理节点下各骨架模型采用平行管理。Windchill平台中的骨架模型管理架构见图2。 32 2020·1 《华东科技》 图2 Windchill平台中的骨架模型管理架构 2.2 骨架模型的调用与存储 当需要调用Windchill平台中的骨架模型和零件进行关联设计时，应当将Windchill平台中的相关骨架模型及组件、零件检出保存至单机文件夹中，并用CATIA软件加载打开。首次加载的零件和骨架模型之间是不能保持关联关系，需要手动对二者进行关联。 CATIA的关联逻辑是，上次保存的路径优先于当前加载的关系。经过一次关联后的数据，零件和骨架模型之间就建立了关联关系，其关联路径为当前零件和骨架模型在单机文件夹中的关系，且其最高层级为二者共有父级所在的文件。 在单机完成骨架模型或者数模修订后，将骨架模型或者数模检入至Windchill平台存储。 当第二需要修改数模，调用骨架模型或零件时，可以按照第一次调用时存储的路径保存至单机文件夹中，覆盖原数模。此时再打开零件和骨架模型，二者可以实现自动关联。 该方案可以支持多人交互，但骨架模型的修改权限，应当在一个固定的人员或者账号下。 2.3 注意事项 （1）权限设置 Windchill平台中的权限设置以组的形式进行管理，为保证骨架模型的权威性、正确性，应当对骨架模型的权限进行设置。 （2）单机存储文件夹的设置 CATIA环境下，数模与骨架模型之间的关联关系是通过路径来记录的。因此为保证二者之间的关联，每次加载时，二者的路径应当统一。否则需要重新关联。因此需要在单机设置固定的文件夹来存储数模，单机文件夹的层级架构应当与windchill顶层架构相同或类似。骨架模型可以根据自己的使用习惯放在单独文件夹或者其被引用的最大层级文件夹下。 同一小组的人员，骨架模型的放置方法应当相同。 2.4 应用特点 这种关联设计方式具有以下功能： （1）可以解决在CATIA环境中无法多人调用骨架模型的问题，实现多人协同设计，利用Windchill平台可以实现异地协同设计。 （2）解决数据源不统一的问题，保证骨架模型的唯一性。 3 结语 关联设计和骨架模型是当前飞机数字化设计中的常用手段。本文以工作中的实践应用，提出的基于Windcill平台的关联设计方法，综合CATIA和Windchill平台的优势，最大保留骨架模型作用，机型飞机辅助设计，可以提高工作效率。 参考文献： [1]刘俊堂,刘看旺.关联设计技术在飞机研制中的应用[J].航空制造技术,2008(14):45-47. [2]张石柱,刘木君,戴桅.基于骨架模型的关联设计在飞机设计中的应用[J].沈阳航空航天大学学报,2012(Z1):66-68. [3]刘亚峰.基于Windchill的航空产品研发协同系统设计与实现[D].西安电子科技大学,2010. 作者简介： 张石柱(1982-)，男，高级工程师，研究方向：飞机结构设计。