协同工作环境下的产品关联设计技术研究（一）

rttryrt · 发表于 2016-1-26 14:52:10

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本文首先以飞机机翼的设计、制造过程为例，分析协同工作中关联设计，并将关联关系进行分类；之后分别讨论产品模型各类关联关系的建立和更新的方法；最后通过实例验证所提出方法的有效性。

近年来，产品及其研制过程的复杂性不断提高。为了在有限研制周期内保证产品质量，提高研制效率，并行工程、协同设计等理念逐渐被产品研制部门采用。在协同设计环境中，不必等待设计工作全部完成，只需达到一定成熟度，即可下发阶段性的设计结果给工艺、工装、测量等部门，上下游工作并行展开，并通过一定的更新机制，保持各部门工作同步，如图1所示。

图1协同工作环境

各生产部门间的更新同步机制是实现协同设计的关键问题之一。传统产品研制过程中，多通过电话、协调单、手动更改模型等方法实现多部门的同步。MBD(ModelBasedDefinition)技术的提出，使得产品的制造信息（包括尺寸公差、形位公差、粗糙度等），工艺规程、测量规划等全生命周期信息可以通过三维标注，文本注释集等形式集成到产品三维模型空间内，从而使各部门间的同步简化为各部门所使用的产品模型间的同步。集成在产品模型中的上述信息具有结构化和形式化特点，便于计算机进行管理，从而为各部门间的更新同步提供了自动手段。

在产品协同设计领域，研究主要集中在应用WBS(WorkBreakdownStructure)、Petri网、设计结构矩阵(DesignStructureMatrix，DSM)等方法进行协同任务分解与规划；应用Web、Agent等技术构建协同设计系统等方面，并未关注各部门间更新同步中的如下问题：

(1)在协同工作中，设计模型往往需要进行频繁修改，如何提供工具实现相应工艺模型、工装模型和测量模型等的快速更新？

(2)如何在更新中保证上下游模型数据的一致性？

为解决上述问题，本文对协同工作环境下产品关联设计技术进行了研究。关联设计技术是在MBD基础上，通过参数化驱动等技术建立模型之间的相互依赖关系，从而实现产品关联模型的自动同步更新技术。关联设计技术可为上下游模型的快速更新提供工具，并通过维护模型间的相关性保证更改过程中的数据一致性。关联设计属于参数化设计技术，不同的是，关联设计技术把模型的参数化设计上升为模型和模型之间的几何元素或参数的驱动关系。