引言
ENOVIA LCA/VPM Navigate 是由达索公司开发的产品数据管理软件,与CATIA(达索公司开发的计算机辅助设计软件) 构建了产品并行设计环境。LCA ( Life Cycle Application)是一种产品数据管理软件,可以存储/查询出产品数据以及数据之间的关联关系(如空间位置关系、从属关系等),记录控制产品整个设计过程中的工程数据;VPM 是基于CAITA 界面的数据管理软件,是LCA 数据管理的另一种工作模式,二者共用同一的数据库。
1 数据定义
ENOVIA 产品数据元素有零件和文档两种,默认情况下两者是相互独立的概念。项目工作中通过环境定制,将零件作为文件夹管理,文档作为文件夹中的内容管理。所有的产品零件定义信息(CATIA 模型、属性信息)全在文档中存储,与零件文件夹相关联。文档的属性、版本等信息直接决定零件文件夹的属性和版本等信息。其优点在于,文档升版后,零件自动显示最新版,旧版文档作为零件文件夹中内容的一部分历史存档。相关的二维图纸也可以挂在零件文件夹中,统一管理。
所有文档类型定义有NONE、CATPart、CATProduct 和Schematic,分别用于装配件、详细零件、装配集成件(如:标准件打包,俗称黑匣子)和系统线路图,数据管理模式见图1和图2。
2 骨架结构管理
理论模线/面和其他外部参考元素对应产品结构统一做成骨架结构树进行管理(如图3)。零件引用外部骨架模型时,必须遵循关联设计规范、界面共用元素创建规范以及对应管理规范和权限设置,并通过CATIA 配置控制来实现,如果不遵循相关规则,则无法实现外部参考引用。
图3 结构树外部参考引用举例
3 图纸质量
CATIA 工程数据如零件、复材件、装配件、标准件、图纸等数据的创建使用统一的模板。模板中涵盖了结构树形式和内容,属性内容以及潜在的制图规则要求(如:命名要求、图层设置、线性及字体大小等)等。非CATIA 模板生成的零件可以通过自动规范宏命令,使得其满足规范要求。设计数据存储时,通过Q-checker(图纸质量检查软件工具)对图纸质量进行检查,并给出检查结果。检查内容涵盖了属性填写是否规范、几何元素的规范显示、图层的准确使用,结构树命名、模型规范型等,从而保证所有的设计数据更加规范化。同时图纸质量检查结果通过一个属性值呈现出来,如果这个值不符合规定要求,系统则不允许对应的设计数据进入发放流程。
4 属性管理
根据项目需求定制LCA 和CATIA 属性内容以及填写方式。其中填写方式包括自定义、选项两种形式,除必须手动填写外,大部分属性项目通过选项列表选取,确保书写的规范性。属性信息涵盖了产品的名称、分类等级、材料、尺寸、制造工艺、表面处理、通用公差、可替换性等。除少数信息在ENOVIA LCA 中填写外,大部分属性信息通过在CATIA 中填写,保存时系通过直接映射功能将信息同步到到LCA 中,并通过定制的属性检查工具确保信息填写完整性和一致性。Enovia LCA 接口的通过二次开发,属性中的部分信息(如工艺信息等)可以自动传递到后期生产的SAP 系统中,实现数字化制造,数据一次创建,多次使用。
5 标准件管理
标准件全部通过标准件库进行参数化管理、实例化应用。除了在相应的零件结构中以点线表示标准件的点位信息外,全部安装在产品结构树中装配集成件(黑匣子)中,挂在相应的装配节点下, 装配集成件在CATIA 中定义为.CATproduct 文件,命名时增加加尾缀SP 以示区别于结构装配件,并在LCA 中保存时设置为结构不显露,在LCA 中作为单独的零件节点存在,无法展开查看其子件(见图4)。这种做法实现数据了集中压缩管理、存储,精简结构树,减少工程数据量。标准件在结构树中根据设计分界面进行分配的方式,再加上其实例化呈现形式,更便于三维直观审查和后续标准件统计管理。
6 装配件
装配组件在ENOVIA 中定义为一个节点,主要存储内部零件装配关系和位置关系,只存在于产品结构树中,因此不能作为单独零件在CATIA 窗口打开,应将其所在的产品结构树载入CATIA,其包括所有上级装配关系,并一直延伸至产品根目录,然后载入其内部的装配子件。CATIA 中插入Enovia 数据库中已有的装配件时,需在插入装配件后先进行保存,然后才能载入其装配子件。
装配件数据的信息传递包括两部分,一部分是PVR 数模(将产品结构树上的通过过滤后,单独摘下来的存储管理的一种文档,挂在相应的产品结构树零件文件夹中),一部分是二维图纸。PVR 主要展现该装配节点下的零件模型和装配关系、标准件模型,以及部件节点信息等;装配图主要表达装配技术条件要求以及装配零件清单。由于PVR 的存在使得装配件每一个版次都能够得到保存,并关联在产品结构树上,方面历史追踪查询。同时由于数模进行了轻量化处理,大大降低了对于生产部门硬件的要求。
7 三维尺寸标注
三维尺寸标注主要包括零件信息、附注、实体关联相关标注三部分内容,参见图5 和图6。其中零件信息直接与零件属性关联自动生成,涵盖了制造工艺、材料、工艺状态、表面处理、基本尺寸、通用公差等信息,如果属性更改,这部分信息自动更新;附注信息是根据零件实际情况从标准的附注文件中选取;实体关联相关标注主要是在实体上标出的形位公差、基准、定位孔尺寸等。同时要求所有信息通过规定的捕获视图直观的呈现,以实现在显示捕获视图时,不需要做任何操作就能清楚的读取设计信息。零件的升版、换号时,通过按规定给出更改视图、制定的颜色标识传达信息,以便准确传达更改信息。
8 数据库
基于MBD 的数字化设计标准与规范及知识库,包括标准件库(含型材)、材料库,通过Catalog 在ENOVIA 中进行管理。同时还包括知识工程在CATIA 中大量的开发使用,如钣金参数、典型特征参数化设计(如法兰)、标准构型(如减轻孔、加强窝、下陷、止裂孔等),使得企业知识、标准、设计规范等嵌入到设计模型中,提高设计效率。
8.1 VPM 客户化定制
针对VPM 进行开发,客户化定制了常用工具条,如数据的检入/检出,零件演变换号、属性复制、权限更改、历史查询、小版本设置、创建文件关联、图纸质量查询等。设计员的大部分工作都可以在VPM/CATIA 窗口完成,不在需要启动LCA,更方便设计员工作。
8.2 更改管理
飞机产品的设计更改有两种类型,即永久性贯彻更改和临时性更改。
临时性更改对于生产厂产生的影响,通过NIEO 图纸(非贯彻性工程指令图纸)将旧版零件或修正过的零件的使用进行工程合法化,每一份NIEO 只对应一个零件或组件。NIEO挂在相关的零件文件夹中管理(参见图1 和图2),方便查询追踪。永久性更改通过直接升版零件/组件来修订,三维标注中更改元素除了使用指定的颜色标出外,并建立单独的更改捕捉视图以便于清晰查询。
9 结论
本文所体现管理开发理念更多的是面向设计,便于工程设计、数据管理,以及工程设计信息全面、准确、规范、有效的记录、传达等。设计环境数据定义的合理、结构的严谨、流程的通畅、管理的科学,直接提高了产品设计数据管理水平,适应当前复杂产品快速、高效研制的需求。