基于Windchill系統制造數據集管理改進

孟翔鵬

摘 要：為滿足飛機制造業信息化發展的要求，對制造數據集在WINDCHILL系統的管理方式進行了研究改進，將相互獨立的制造數據集和工程數據集之間建立了有效的數據關聯性，實現了直接的數據集更改影響性分析功能，可以快速完成新舊版本的數據集對比工作，提升了產品管控效率。通過一系列改進，將原有的零件級的數據集管理模式提升為裝配級的數據集管理模式，管理成本降低67%以上。

關鍵詞：WINDCHILL；制造數據集；工程數據集；影響性分析；數據關聯性

中圖分類號：V262 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）26-0122-02

飛機產品設計周期長，技術文件和數據數量龐大。在產品未定型的設計階段，設計信息變更頻繁，生產廠在與設計數模進行并行協同工作的同時，更改的及時性和準確性將對下游環節的生產計劃調整有著極大的影響。為實現這一管理要求，需要對產品數據和相關文檔進行有效管理，包括數據存取、版本控制、產品數據間關聯性以及數據影響性分析等，所以高效能的產品的數據管理平臺是必不可少的。Windchill系統以軟件技術為基礎，以產品為核心，實現對產品相關的數據、過程、資源一體化集成管理，其數據層采用了Oracle關系數據庫來有效地管理數據間的關聯關系[1]，以此為基礎，通過改進原有的制造數據集管理流程模式，制造數據集管理人員可以準確快速查找發出對應工程更改指令的零件并進行更改貫徹，降低由于漏貫技術文件造成的生產質量問題。

1 現有的制造數據集管理流程

1.1 制造數據集新制管理流程

目前的制造數據集是由相關零件生產廠提出數據集申請單，通過工裝PLM系統由數據集設計部門進行設計審批，在此過程中，對于裝配單位對零件有特定工藝狀態需求的，還應提出相應的零件狀態表，用來表述公差、孔位排布、熱處理和表面處理等要求，設計部門設計員根據申請單和狀態表利用CATIA軟件進行制造數據集的設計，完成四級審簽流程后，在Windchill系統內完成制造數據集的發放工作。制造數據集是以零件形式進行發放的，使用單位需要在系統內搜索對應的數據集來達到使用目的。

1.2 制造數據集更改管理流程

在設計并行階段，工程數據集幾何信息和非幾何信息狀態需要經常進行調整，此時由設計所發出對應數據集的工程更改指令，裝配廠根據更改指令和實際生產變更后的需求提出新的狀態要求，設計員在Windchill系統內需要查找零件上級裝配，通過比對更改內容確定是否需要更改，工藝人員通過零件圖號分別搜索更改后的制造數據集。

2 裝配級制造數據集管理和工作流的建立

2.1 制造數據集設計更改流程存在的問題

（1）設計員負責不同圖號的制造數據集，設計、審簽過程都是分開進行，更改后的制造數據集需要分別附帶數據集更改單，造成系統資源浪費。

（2）數據集發生更改時，需要手動查找其上級裝配文件，操作復雜。

（3）進行數據集幾何信息對比時，需要將更改前的舊版本制造數據集打開，將對比信息復制粘貼到新的數據集內，由于裝配文件定位零件方式的不同，對于采用CATIA約束功能構建的零件信息，此種方式會導致信息出現錯誤，導致整個裝配組件報廢，出現嚴重的質量事故。

2.2 裝配級制造數據集管理流程的建立

2.2.1 新制流程的建立

以常見的飛機鉆孔數據集為例，該類數據集依據零件狀態表的孔位要求，在CATIA軟件中將工程孔文件中需要的孔位復制到零件內，形成鉆孔數據集，作為在自動鉆卯機上鉆制鉚釘孔、螺絲孔、托板螺帽孔等孔位的加工依據。孔文件與要鉆孔的零件之間并不是一一對應的關系，不同的鉆孔數據集可能要使用重復的孔文件，而不同的孔文件也可能用在同一個零件內。

圖2左側所示為目前的鉆孔數據集數據發放結構，所有的最終發放狀態的數據集均為零件級，利用系統的關系數據庫，我們可以建立工程數據集和制造數據集作為同一子節點的裝配結構，以實現工程數據和制造數據間的關聯性，如圖2右。建立的頂層裝配文件，其子級包含孔文件（包含設計所已經發布的孔位信息）和工程數據集，保持該裝配關系后一次性整體導入Windchill系統，形成“已發布”狀態。如圖3所示，MX-NOTE-TEST-001_GY_SF為孔文件，MX-TEST-001和 MX-TEST-002為添加完孔位的零件形式鉆孔數據集，在系統內已經形成了關聯的模型樹。

2.2.2 更改流程的建立

當設計所發出工程更改指令或生產廠提出新的工藝要求，就需要對制造數據集進行更改貫徹。以鉆孔數據集為例，其更改情況可以分為兩種，一種是孔文件孔位數量和位置發生更改；另一種是孔文件不變，增加或減少相關的工程數據集數量。當孔文件發生更改，裝配形式的鉆孔數據集會自動引用新版的孔文件與之完成新的裝配關聯關系。由于在MX-TEST-001_M_SF中引用了已發布的孔信息，當更改內容涉及到原孔位時，孔位信息出現待更新狀態，設計員確認孔位更改位置后，對其進行本地更新后保存，自動完成孔位更改前后的對比替換，實現了快速準確的影響性分析和更改功能，如圖4。

第二種更改情況是孔文件相關的零件數量發生更改，如原孔位P1和P2分別在蒙皮零件M1和M2上，更改后P2取消，則M2已無相關孔位，該數據集應及時取消，避免使用錯誤的模型進行生產。在進行第一種更改情況時，裝配件是不發生版次變化的，但當增加或減少零件時，則必須將裝配關系內的所有PART和PRODUCT文件同時升版，以保證該裝配關系繼續存在。利用已經發放的裝配級數據集，可以在搜索孔文件后直接通過“使用情況”找到裝配級制造數據集內容，打開裝配后即可查看孔位變化情況。

3 結束語

（1）根據Windchill系統特點，結合管理現狀，開發了制造數據集全面管理方法，精簡了數據集的申請、設計、更改以及后期維護管理流程，降低了時間和人員的浪費67%以上，每年直接節省各項管理經費達十余萬元。

（2）利用便捷的數據關聯性和直接的影響性分析功能，使管理流程更加高效，減少了大量手動操作和中間環節。

參考文獻：

[1]宋一淇，汪學鋒.Windchill系統中外來技術文件的批量導人方法研究[J].中國艦船研究，2011，6（3）：94-95.

[2]楊曉飛，寧俊義.基于Windchill系統的工藝模型管理[J].科技創新與應用，2016（11）：28-29.

[3]石晶.數字化條件下三維數模在模線樣板設計中的應用[J].科技創新與應用，2016（11）：17-18.endprint