中国航天科工集团某院在产品数字化协同设计方面已经引入了三维设计，取得了很大的进展，但由于其产品结构复杂且设计过程需要多学科、多系统的设计人员共同参与，如何在目前三维设计的基础上进一步提高设计效率、缩短产品研发周期，最大限度的发挥三维数字化设计的作用，已成为提高大发核心竞争力面临的一个重大挑战。希望通过可视化协同设计系统项目的建设，实现以下目标： 

  ✦ 统一全三维工作环境，优化全三维产品全生命周期的系统管理，建立符合大发产品特点的模块化设计方法；

  ✦ 结合航天行业标准，建立和规范全三维设计流程，并融入产品设计全过程；

  ✦ 实现在设计过程中，完全基于三维数字化样机进行产品设计、模型标注、模型检查、模型签审及下发；

  ✦ 建立全三维数字化样机开发和管理的标准化规范体系；

  ✦ 通过模块化设计、Top-Down设计、全三维设计、全三维数据管理等，逐步建立知识、经验积累和重用机制，减少低水平重复设计，降低研制成本，提高设计质量。

  2.1 总体架构

根据大发现状和全三维设计的发展趋势，结合业务部门调研访谈、需求分析的结果，本期项目的总体业务框架如下:

▲总体业务框架

  2.2 全三维协同设计

根据大发产品的特点，梳理现有产品设计流程，结合大发已有的PDM平台，制定符合大发产品的模块化+Top-Down的设计方法，主要内容如下：

  ✦ 模块划分：根据产品结构特点，根据分系统功能来确定划分模块的类型和级别，如单体型模块和分散型模块、一级模块和二级模块等。并根据零部件的重用性，定义和区分模块及通用件。

  ✦ 模块接口定义：根据模块之间的连接信息、参数传递、设计要求、模块位置等，定义模块的接口信息。接口根据所在的模块层级，可以分为一级接口和二级接口。

  ✦ 模块管理：在快速选型库中建立模块分类、模块属性，并实例化模块可供选择，通过快速选型库与PDM集成，设计师可以在快速选型库中直接查询PDM中的相关数据；通过Creo与快速选型库集成，设计师在Creo端进行产品设计时，可以直接进入快速选型库，通过相关查询选用已有的产品模块和通用件。

  ✦ 模块化设计：首先生成包括模块划分信息的产品顶层BOM结构；总体设计师进行产品总体布局，定义一级接口，并进行任务分发；模块设计师在接到设计任务后，查找是否存在类似的模块可以使用，如果不存在，则按照模块化+Top-Down的方法进行全新设计；模块设计完成后需生成简化模型，将模块设计模型和简化模型同时检入PDM；模块库管理员对设计完成的模块添加属性、完善管理信息。整车模块化设计包括三维结构设计、三维管路设计、三维电缆设计等。

  2.3 MBD应用

MBD应用涵盖三维模型标注、三维模型签审、三维模型检查等，主要内容如下：

  ✦ 依据大发的业务特点，定义三维标注方案，包括通用的三维标注方案、典型零部件的三维标注方案，如机加件、焊接件等。并结合大发的三维标注需求，大发基于Creo二次开发了三维标注工具，其功能包括视图、尺寸注释、符号注释、电缆标注、整理注释、统计输出等。

  ✦ 定义在全三维签审环境下，各签审人员的业务需求、所需功能、使用工具等。基于自动转换生成的轻量化的CreoView可视化文件，与产品相关的其他部门人员，通过PDM系统，可以进行模型浏览、模型检查、模型批注、模型会签等操作。此外，大发基于Creo二次开发的三维签审工具，可以在Creo中按分类显示三维模型注释及参数的详细内容，辅助校审人员完成签审。

  ✦ 对三维模型的检查，设计师可在客户端预先检查，并根据检查结果进行模型修改；也可通过开发的模型检查服务器，在PDM提交签审流程前，执行服务器端批处理检查，检查完成后汇总生成模型检查报告。

  2.4 全三维环境设计

为了支撑全三维协同设计及MBD应用，在PDM中定制开发了EBOM管理、编码管理、通用件管理、可视化管理等功能，并实现了和其它系统的集成。主要内容如下：

  ✦ EBOM管理：通过PDM开发实现多种方式快速搭建产品EBOM，并可通过超级EBOM功能管理产品系列的可配置产品数据、及派生新车型EBOM。

  ✦ 编码管理：通过PDM开发实现批量申请编码，实现PDM对编码的有效性进行校验，同时，管理员可以查询、增加、修改、删除编码。

  ✦ 通用件管理：在PDM开发通用件管理功能，严格管控通用零部件的入库、出库及变更过程。

  ✦ 可视化管理：在PDM开发实现所有由变更流程触发的可视化转换及过期的可视化更新转换由专属队列及专属Worker进行发布；针对转换可视化失败多次或无响应的模型建立通知机制，便于管理员及时处理。

  ✦ 另外，结合PDM整体变更控制流程对三维模型的更改过程及更改操作进行了定义，并通过开发实现模型签审信息的自动填写；对转阶段的三维模型，在签审通过后，模型自动修订升版，并修改其阶段标识的参数属性。

  2.5 全三维设计规范体系

对大发和项目实施过程中的知识和经验进行总结，制定大发的全三维设计规范体系，包括环境配置、三维设计、三维标注、三维签审、模型检查等五大类三十个规范。规范已通过评审修改完善，处于发布试运行阶段。

在本次项目实施过程中，大发项目团队与客户项目团队密切配合，保证了项目实施的顺利推进。通过该项目建设，统一了设计到制造的数据源头，改变了大发现有的设计方法，同时，PDM及其它系统功能的同步建设有效地支撑了可视化协同设计，取得了显著的成果。主要项目成果如下：

  ✦ 引入了模块化和通用化的设计思想，采用模块化+Top-Down的设计方法，改变了大发传统的设计方式，规范了产品设计流程，提升了设计效率，真正实现了大型复杂整车基于PDM平台的在线协同设计；

  ✦ 通过Creo与Capital的集成，实现了电缆的全三维设计，改变原有电缆设计不直观、不同步的弊端，确保机电混合产品在设计过程的正确性；

  ✦ 建立了支持产品EBOM管理、编码管理、通用件管理、设计变更等可视化协同设计的系统环境；

  ✦ 建立了符合产品特点的全三维标准规范体系，统一了设计环境和标准，规范了设计过程；

  ✦ 通过试点产品的可视化协同设计的应用，为客户培养了一批种子选手，为今后其它型号产品的应用奠定了坚实基础。