基于Windchill的协同设计系统研究.docVIP

1 引言 ??? 目前我国造船企业内部还没有建立起产品协同平台，普遍存在着各部门间的信息不流畅，上道生产设计信息与建造指令不能快速地下发到下道工序的生产部门和相关 的职能管理部门，形成信息孤岛。为缩短产品交货周期，关键是从设计源头抓起、加快产品的研发速度，而产品设计涉及到多专业、多部门，但其间的设计管理信息 交流不畅、研制进度难以控制。因此，加快协同平台建设，提高信息流通度，增强设计、生产部门的协同工作，构建一个支持海洋平台工作船产品设计全生命周期的 协同工作平台迫在眉睫。 2 海洋平台工作船协同设计的需求分析 ??? 通过对海洋平台工作船设计部门的需求访谈，基于企业数字化建设要求，通过实施Windchill协同设计管理平台，满足在产品研制过程中的以下业务需求： ??? 1)用计算机信息化的手段进行设计的管理和控制 ??? 海洋平台工作船设计是一个多专业、多系统、大规模的协同工作过程，其周期长、过程复杂。虽然现在的三维设计体系是根据产品数据流的形成过程而建立的规范化 设计流程，但是设计的管理信息流没有充分利用计算机信息化的手段，还是以人工管理为主。船舶设计过程是一个系统化的创造性的群体思维过程，在设计体系中设 计智能的合理分布、设计资源的优化配置和调度、设计过程的动态控制，组织和管理过程复杂。在实际过程中，管理信息流通不畅，往往造成管理信息和产品信息在 时间和空间上的差异，降低了管理信息的效力。船舶设计过程中由于数据量太大，人工管理工作量较大，容易造成管理不能到位。特别是在前期技术状态或建造方案 更改时，由于管理信息的滞后，可能会造成大量的返工，必须用计算机信息化的手段加强船舶设计的信息管理和过程控制。 ??? 2)建立信息共享的协同设计工作环境 ??? 船舶三维设计是在产品结构树的控制下，专业设计按系统，生产设计按区域并行设计的数字化生产过程。各产品设计人员在同一时间、同一设计空间中，在计算机网 络的不同界面上设计同一产品。设计人员必须利用分布式的计算机协同工作机制和数据的并发处理和控制功能，快速、及时地获得同步的产品数据和管理信息，利用 管理平台及时发现产品的设计、建造、维护过程中可能出现的冲突：管理人员能够及时获得产品设计过程的各种信息，通过可视化的有效工具，协调设计过程中的各 种关系，解决设计过程中出现的问题，对设计过程实施并行、动态、实时控制。因此，必须建立基于计算机网络的信息共享协同工作环境。 ??? 3)对产品数据和相关文档进行有效组织与管理 ??? 船舶设计过程中将产生大量的技术文件和数据，设计人员相互之间进行协同工作的必要条件是保证协作数据的有效性、一致性，并行协同工作环境需要对产品数据和 相关文档进行有效组织和存取、版本控制、技术状态管理以及维护产品数据之间的关联关系。设计人员能够根据管理指令快速、及时地获得正确的产品信息，作为完 成其工作任务的依据，并把设计输出提交给系统，为后续流程的参与人员及时提供共享信息。 ??? 协同过程在以下的四个主要业务过程中体现，见下图： ? ??? 图1 协同设计主要业务 四个主要业务过程的关系如下图所示，在四个业务过程执行中，系统对协作者提供沟通支持： ? ??? 图2 协同设计业务间逻辑 ??? A.项目协调与定义 ??? 实现船舶设计集成计划定义，是项目执行信息共享的基础。协作企业首先要进行相关的协作内容、问题处理机制、项目计划大节点等等约定，在此基础上定义企业内部的项目计划，并按照业务规则共享计划信息，从而完成集成计划的定义。 ??? B.协同设计工作流程 ??? 计划约束下的船舶设计工作在各专业、各部门内部进行，依照业务规则，设计师在计划时间内将设计数据发布给下游合作伙伴，提高数据共享效率。通过预发布机制，提高上下游设计工作的并行能力。 ??? C.项目执行信息共享 ??? 设计师在开展船舶设计的同时，将任务执行状况反馈在专业项目计划中，通过协同系统，按照业务规则将相关的执行状况反应到项目集成计划。 ??? 通过项目集成计划，各部门、各专业、各阶段的设计师可以获得设计工作的相关状态信息，并据此调整自身计划安排。 ??? D.协同变更管理 ??? 发生设计变更，通过协作设计中间件向协作方进行问题反馈，协作方确认问题并完成设计更改后，将处理结果进行反馈。 3 基于Windchill的协同设计方案 ??? 通过对业务现状和需求的分析，本文提出了基于Windchill的协同设计方案，并描述了该系统的总体框架、管理模型和信息模型。该方案基于 Windchill Foundation和ProjectLink系统进行构建，通过客户化定制和二次开发来满足协同设计、协同管理的业务需求。 ??? 3.1 Windchill简介 ??? Windchill是美国PTC(Paramet