基于Windchill的液壓支架協同設計方法

劉楚強，夏亮

（卡特彼勒(鄭州)有限公司，鄭州 450001）

0 引言

目前，我國液壓支架制造企業在研發及制造過程中，仍然存在諸多弊端，如各設計部門之間以及與各協作廠家之間的信息交互不流暢、不及時；設計、生產及售后等職能部門之間信息及指令無法快速有效地傳遞等等問題，造成企業內部信息隨處存在信息孤島，設計、生產周期控制困難，生產、檢驗、售后等信息反饋不及時，產品制造流程管理混亂等等。因此，盡快進行協同平臺建設，建立企業內部各職能部門之間，以及企業與相關協作廠家之間的能夠快速有效地進行交互的信息系統，增強設計研發及制造相關的各職能部門之間的協同，提高產品研發制造流程管理、項目管理的有效性，構建一個支持煤炭機械產品設計生產全生命周期的協同工作平臺迫在眉睫。本文對基于Windchill 系統平臺進行液壓支架設計及生產的協同過程進行了論述。

1 基于Windchill 的液壓支架設計生產協同系統總體架構

基于Windchill 系統建立了液壓支架協同設計平臺，建立了液壓支架設計及生產的整個生命周期的協同工作環境，為設計及生產管理過程中的協同業務提供了一種可靠高效的載體，實現了產品在設計、控制、管理等業務管理平臺的統一。該系統實現設計管理系統與工藝、生產、成本控制、質量控制等管理系統的集成，構建企業產品的全生命周期管理信息化整體架構，實現最優化的設計協同及信息數據交互，系統總體架構圖如圖1 所示。

圖1 協同設計系統總體架構

整個架構分4 個層次，對應某一產品項目。第一層為項目總負責人，負責對項目計劃的管控及資源調配等；第二層為產品的生命周期相關的所有職能部門，各部門之間通過Windchill 與各種相關管理系統的集成，實現最優化信息協同管理，同時每個部門與項目總負責之間實現實時信息交互；第三層為設計部門內部不同分工團隊之間的同步協同；第四層為設計部門內部各個團隊內部團隊成員之間的同步協作關系，實現數據完全實時共享，數據動態更新，設計任務受統一流程驅動，信息交互智能化等。

2 協同設計關鍵技術

2.1 項目信息實時共享

通過Windchill 的項目管理功能，實現了項目計劃及進度統一信息顯示，所有項目團隊成員均使用同一項目共享信息頁面查看實時更新的項目信息，以獲取項目的實時進度信息。

項目管理模塊中共享信息的實時顯示功能包括：項目、任務、活動名稱、執行人員、計劃開始時間、計劃結束時間、當前進度、當前狀況顯示、說明、校審人員等。

在項目信息顯示頁面中，項目成員還可通過定制活動時間線，根據自己的任務，指定自己關注的項目關鍵活動進行相關信息的跟蹤顯示。

通過設定項目活動信息發布規則，實現項目活動信息的自動發布，并可設定通過郵件服務器自動向指定的項目成員發送項目信息提示郵件。同時也可以通過人工指定觸發方式，實現項目信息的發布。

2.2 設計數據協同

產品設計過程中，二維圖紙、報表、三維模型、技術文檔文件、其它格式文件等數據，從創建、發布至后期變更的整個生命周期，都需要實現數據的共享，實現在職能部門之間的不同設計平臺上供操作者編制、審閱、參考、下載、瀏覽等。

在產品設計生命周期中會涉及到各種不同的平臺，如SolidWorks、Creo、AutoCAD、Microsoft Office、ANSYS、ERP 等，這些應用平臺產生的數據格式各不相同，要實現數據的通用性，則需要將這些數據通過Windchill 服務器在后臺統一實時地自動轉換為通用的數據格式，以實現數據的全生命周期中的全程共享。

通用數據格式包括以下兩種：

1）三維模型數據統一通過Windchill 可視化發布服務器自動實時轉換為以“.pvs”為后綴的PTC ProductView 格式；

2）二維圖紙、報表、技術文件等數據統一通過Windchill配置的各個對應數據發布系統自動實時轉換為PDF 格式數據。

2.3 流程統一管理

在Windchill 系統中，根據各種需求，建立起統一規則的流程，包括文檔審批流程、圖紙發布流程、圖紙變更流程等。

在圖紙發布流程及變更流程中，根據不同的圖紙格式及不同的圖紙業務分類，通過系統開發判斷機制進行自動流程分支選擇，實現多種格式、多種需求圖紙的流程管理，并最終形式統一格式的結果數據。圖紙發布流程及變更流程圖如圖2、圖3 所示。

圖2 圖紙升級流程圖

圖3 圖紙變更流程圖

在文檔審批流程中，通過開發的類型判斷機制，根據各種分類（包括文檔系統分類、文檔業務大類及文檔次級小類）自動選擇指定流程進行各文檔特定的審批，保證了技術及業務文件在各相關部門之間協同及交互的有效性和準確性。文檔審批流程圖如圖4 所示。

圖4 文檔審批流程

2.4 產品數據的管理（分類、權限、變更、版本）

為了使協同設計過程中產生的數據進行最優化管理，實現數據存儲合理，實現所有項目團隊成員及訪客對項目相關的數據信息進行訪問權限的精確控制，在Windchill平臺中進行了所有數據的分類、生命周期狀態指配、權限設定，如表1 所示。

表1 權限配置表

2.5 信息交互協同

信息交互協同內容包括：流程活動提示信息傳遞、即時通訊、文件傳輸、產品數據評審交流等。

通過Windchill 內置信息傳遞機制，實現普通文字、文件的信息交互；通過Windchill 集成郵件服務器實現各參與人員之間正式的反饋及處理信息的交互；通過Windchill 配置的PTC ProductView 瀏覽圈閱平臺，實現對圖片、圖紙、三維模型等pvs 格式的數據信息的圈閱、討論、交流功能；通過統一的文件存儲及更新的版本管理機制，實現在交互過程中傳遞的文件、視頻、音頻等等其它格式數據的實時有效交互。

3 結語

本文通過對基于Windchill 的液壓支架協同設計方法的論述，介紹了一種適用于新的設計生產協同管理的方法，有利于推動液壓支架設計生產過程協同管理的企業實用化進程。

［1］艾輝.復雜產品協同開發平臺關鍵技術研究［D］.武漢：華中科技大學，2011.

［2］郭銀章.機械產品協同設計過程的建模、控制與管理研究［D］.太原：太原科技大學，2011.