張俊 袁宜友 趙鋼

摘 要：通過(guò)基于成熟的CAD數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查軟件，做相應(yīng)的開(kāi)發(fā)，并結(jié)合改造 PDM系統(tǒng)增加數(shù)據(jù)準(zhǔn)入機(jī)制，在公司現(xiàn)有PDM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)公司產(chǎn)品CAD數(shù)據(jù)質(zhì)量的管控，降低因數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題帶來(lái)的損失。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理;產(chǎn)品數(shù)據(jù)質(zhì)量;ModelCHECK

1 前言

發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車(chē)核心組成部分之一，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中，必須嚴(yán)格保證正確性和精密性。產(chǎn)品CAD數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源頭，其規(guī)范性、正確性及數(shù)據(jù)質(zhì)量顯得尤為重要，如果產(chǎn)品CAD數(shù)據(jù)出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)產(chǎn)生一系列的連鎖問(wèn)題，造成返工修正，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，勢(shì)必會(huì)增加企業(yè)成本，削弱企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，所以高質(zhì)量的產(chǎn)品數(shù)據(jù)是保證數(shù)字化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)順利進(jìn)行的基礎(chǔ)！[1-3]。

2 數(shù)據(jù)質(zhì)量概述

針對(duì)公司發(fā)動(dòng)機(jī)存在的CAD數(shù)據(jù)問(wèn)題，我們通過(guò)分析，主要存在3種典型問(wèn)題：

●CAD數(shù)據(jù)信息不全

完整的設(shè)計(jì)，包括產(chǎn)品的幾何形狀和非尺寸參數(shù)（包括材料、規(guī)格、創(chuàng)建者、屬性等）、命名規(guī)則、工藝信息等信息。

如果信息不全的數(shù)據(jù)一旦流到下游，造成影響時(shí)，就得浪費(fèi)了大量的時(shí)間和精力去補(bǔ)充這些信息。

●CAD數(shù)據(jù)的質(zhì)量無(wú)法保證

如果產(chǎn)品的設(shè)計(jì)模型質(zhì)量不過(guò)關(guān)，導(dǎo)致后續(xù)的分模和加工編程無(wú)法順利進(jìn)行，需要花費(fèi)大量時(shí)間去修復(fù)數(shù)據(jù)。例如被掩蔽空腔、微小的邊、折疊面等。這些類(lèi)似問(wèn)題的修復(fù)成本隨著產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行，成本幾何增長(zhǎng)。

●設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)無(wú)法安全重用

雖然所有的CAD數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在PDM服務(wù)器中，但這些數(shù)據(jù)都沒(méi)有規(guī)范性檢查，甚至命名都不規(guī)范，無(wú)法保證所有的模型都是正確的模型，導(dǎo)致工程師無(wú)法快速查找到想要的CAD數(shù)據(jù)，也不敢冒然借用已有的產(chǎn)品CAD數(shù)據(jù)，主要因?yàn)楦慕栌卯a(chǎn)品CAD數(shù)據(jù)也比較困難，甚至更改借用產(chǎn)品CAD數(shù)據(jù)要花上比重新建模更長(zhǎng)的時(shí)間。

3 關(guān)鍵技術(shù)實(shí)施

本文主要研究和應(yīng)用ModelCHECK軟件及二次開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品CAD數(shù)據(jù)的規(guī)范及質(zhì)量管控[4-5]。

3.1 ModelCHECK軟件介紹

ModelCHECK是一個(gè)集成應(yīng)用程序，在CAD軟件內(nèi)運(yùn)行，它能檢查到CAD模型中出現(xiàn)的CAD數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題，并能夠提供指導(dǎo)來(lái)幫助修復(fù)模型[4-5]。

ModelCHECK提供豐富的配置項(xiàng)，可配置有效的公司標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方法，促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用，從而在數(shù)據(jù)產(chǎn)生源頭控制產(chǎn)品CAD數(shù)據(jù)質(zhì)量，提高下游用戶(hù)的有效使用，提高了數(shù)據(jù)的重用性;

3.2 檢查項(xiàng)

經(jīng)過(guò)充分調(diào)研和分析后，編制相應(yīng)設(shè)計(jì)建模規(guī)范，并設(shè)定了35個(gè)檢查項(xiàng)，總體可分為三類(lèi)：

3.2.1 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范檢查

主要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品CAD數(shù)據(jù)的命名、開(kāi)始模板、屬性、單位等做了嚴(yán)格的規(guī)定;對(duì)圖紙內(nèi)的字體格式、標(biāo)準(zhǔn)圖框、符號(hào)等做了詳盡的要求。圖1示例了使用ModelCheck進(jìn)行檢查時(shí)，對(duì)于不符合數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的CAD數(shù)據(jù)報(bào)錯(cuò)。

3.2.2 數(shù)據(jù)幾何質(zhì)量檢查

主要對(duì)模型的幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，包括細(xì)小面/微小邊、自相交曲面、邊間隙等，以微小邊為例，微小邊可能導(dǎo)致CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換中結(jié)構(gòu)面丟失，對(duì)CAE分析結(jié)果造成偏差。圖2示意了微小邊問(wèn)題。

3.2.3 數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)方法檢查

主要規(guī)范工程師的建模過(guò)程和模型發(fā)布的要求。確保工程師創(chuàng)建的模型標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、統(tǒng)一化。主要檢查：

●零件是否包含隱含特征、掩蔽特征等;

●裝配是否包含裝配特征、再生失敗等。

●檢查零件的發(fā)布數(shù)據(jù)是否為實(shí)體等;

●檢查圖紙視圖是否超出邊界等

圖3示例了裝配特征導(dǎo)致零件在單獨(dú)打開(kāi)時(shí)和裝配狀態(tài)不一致的問(wèn)題。

3.3 檢查流程

為了保證檢查項(xiàng)的落地，我們結(jié)合PDM系統(tǒng)的特點(diǎn)，制定了檢查流程， 在不影響發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)工程師的工作效率前題下，實(shí)現(xiàn)了依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品CAD數(shù)據(jù)成熟度的不同進(jìn)行相應(yīng)的質(zhì)量檢查，圖4為業(yè)務(wù)檢查流程。

流程規(guī)則說(shuō)明：

●為避免ModelCHECK對(duì)模型進(jìn)行重復(fù)頻繁檢查，ModelCHECK自動(dòng)依據(jù)成熟度不同自動(dòng)調(diào)用相應(yīng)成熟度的檢查規(guī)則。

●為確保所有進(jìn)入PDM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都符合相應(yīng)成熟度要求，在數(shù)據(jù)保存至PDM系統(tǒng)時(shí)，PDM系統(tǒng)會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，僅檢查通過(guò)的數(shù)據(jù)才允許保存。

●為確保所有CAD數(shù)據(jù)進(jìn)行了正確的成熟度檢查，每次檢查完成后，檢查狀態(tài)會(huì)記錄在PDM系統(tǒng)內(nèi)，發(fā)布流程不允許狀態(tài)不一致的數(shù)據(jù)發(fā)起流程。

3.4 輔助工具

為了提高工程師工作效率，我們開(kāi)發(fā)了一些輔助工具，以下為部分輔助工具：

3.4.1 調(diào)用工具

主要功能：提供一個(gè)成熟度選擇界面，并依據(jù)用戶(hù)的選擇調(diào)用相應(yīng)成熟度的ModelCHECK配置進(jìn)行檢查。圖5為部分界面。

3.4.2 快速規(guī)范性修復(fù)工具

主要功能：提供基本的修復(fù)功能，主要針對(duì)一些基本的規(guī)范性，如圖層、視圖、開(kāi)始模板等。

3.4.3 屬性填寫(xiě)工具

主要功能：提供屬性快速填寫(xiě)功能，替換默認(rèn)的參數(shù)填寫(xiě)工具，提供下拉選項(xiàng)、以及填寫(xiě)規(guī)范性檢測(cè)等豐富功能。圖6為屬性增加下拉選擇示例。

4 結(jié)論

借助于ModelCHECK軟件的CAD數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查，并結(jié)合改造PDM系統(tǒng)增加數(shù)據(jù)準(zhǔn)入機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品CAD數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查及凍結(jié)的閉環(huán)管理，將獲得了以下收益：

●提高了發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品CAD數(shù)據(jù)質(zhì)量，為后續(xù)項(xiàng)目的改款或沿用提供了數(shù)據(jù)質(zhì)量保證。

●在虛擬設(shè)計(jì)階段能夠及時(shí)、快速的檢測(cè)出模型的錯(cuò)誤并進(jìn)行修改，最大限度的減少物理樣機(jī)的投入，降低開(kāi)發(fā)成本，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。

●建立了統(tǒng)一的規(guī)范化的、標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)質(zhì)量規(guī)范，提高協(xié)同設(shè)計(jì)的效率，從而提升了公司整體的設(shè)計(jì)水平。

據(jù)下游數(shù)據(jù)應(yīng)用部門(mén)（CAE，模夾檢具）反饋，均表示優(yōu)化后的CAD數(shù)據(jù)對(duì)各自工作有不同程度的效率提升。依據(jù)反饋結(jié)果整理如表1。

參考文獻(xiàn)：

[1]齊琳琳.淺談Q-PLM在汽車(chē)行業(yè)的應(yīng)用[J].科技視界，2015，No.156（33）：129.

[2]李廣文，黃翔，李迎光，魯泳.CAD裝配模型質(zhì)量的研究[J].中國(guó)制造業(yè)信息化，2004（01）：97-99.

[3]唐傳勝，羅中先，戴躍洪.基于PLM的制造企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)集成的研究[J].精密制造與自動(dòng)化，2009（04）：6+48-50.

[4]鄒偉，廖宏誼.零件參數(shù)化圖庫(kù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].機(jī)械制造，2009，47（3）：51-53.

[5]陳彥林，林源，鄧博文.三維模型質(zhì)量檢查系統(tǒng)的研究與實(shí)踐[J].火箭推進(jìn)，2018，44（2）：88-94.