隨著社會的發展和科學技術的進步,產品越來越復雜,設計分工越來越細,單憑個人能力很難完成產品的設計工作,因此在計算機網絡支持下的協同設計就越來越受到重視。協同設計通常被定義為:在計算機技術支持的環境下,分布在不同地方的設計人員和其他相關人員圍繞一個共同的目標,各自承擔相應的設計任務,并行交互地進行設計工作。
協同設計的基礎就是及時、準確地共享數據,通過數據管理(Product Data Management)系統來實現。數據管理系統既可以用來管理和保存產品開發過程中的所有設計參數和信息,同時也能保證設計團隊之間的相互協作。Pro/INTRALINK就是常用的協同設計管理系統之一,被視為一種非常成熟而且有影響力的解決方案,在客戶群中被廣為使用。
一、協同設計的數據特點
1.數據的膨大性
在產品研發過程中,必定會產生許多產品數據。單單就技術圖紙來將講,就包括總裝配圖、原理圖和系統圖、部件裝配圖、零件圖、包裝物圖及包裝圖、安裝圖等。它們生成并存在于產品研發的各個不同階段,以多種不同的形式被存放于不同的地方,而且數量巨大。
2.數據的共享性與標準化
在協同設計開發產品的過程中,幾乎處處需要共享數據,比如,查閱產品零件或裝配模型,進行干涉檢查,實現遠程評審,交流設計思想等。
數據共享的前提是數據具有一定的交流規范。但是在協同設計小組成員之間,由于各自的教育背景、知識領域和水平的不同可能導致對數據的理解和處理的的差異,這樣很容易引起數據的歧義。因此制定合理、適宜的標準,使每個成員按統一的標準來處理數據,對協同設計十分必要。
數據所涉及的標準,不單指質量標準體系,而是包括設計、制造、服務過程中所涉及到的國家地區標準和行業標準,像GB,ANSI等。在制定自己的標準時要兼顧各種不同的標準,如長度單位,有公制、英制之分,為了兼顧各國工程技術人員的習慣,就可以采用雙尺寸標注。而對于不能兼顧的,如工程制圖的投影有第一視角,第三視角,就可以注明在公司的圖紙中,以免引起混淆。制定了統一的標準,就為協同設計的數據共享建立共同語言。
3.數據的時效性
在產品研發和生產過程中,數據的變化是必然的、經常性的。協同設計成員希望任何設計的變更能夠即時地反映到數據變更上來,而且能及時得到最新的數據。也就是說,協同設計成員能及時得到最新的有效數據,這就是數據的時效性。
4.數據的并發性
協同設計是不同的設計者對產品進行并行設計,但是,對同一數據,則不允許兩個設計者同時對其進行修改操作。比如,當某個設計者對某張設計圖紙修改時,就應該鎖定該圖紙,其他設計者此時只能瀏覽不能修改該圖;當修改結束后,才釋放該圖紙,其他設計者才能進行修改操作。否則,就會引起混亂,這就是數據的并發性。
總之,協同設計需要保存、處理、共享大量的數據,因此,選擇合適的數據管理平臺十分關鍵。好的數據管理系統不僅僅管理數據,還可以與設計軟件、產品設計流程、產品的生命周期管理結合在一起,使工程師們可以集中精力設計產品,而不用過多考慮產品數據管理及協同設計過程中產生的各種問題,從而大大提高設計的效率。
Pro/INTRALINK就是常用的協同設計管理系統之一,是基于WEB的設計協同平臺,用戶只要使用IE瀏覽器就可以瀏覽數據。Pro/INTRALINK還能夠與Pro/ENGINEER無縫集成,不僅能管理用戶所產生的文件及文件關聯,而且使用起來非常的簡單、方便和高效。
二、Pro/INTRALINK管理設計數據
下面具體介紹怎樣通過Pro/INTRALINK 9.1結合Pro/ENGINEERWildfire管理協同設計數據。
1.數據的儲存與共享
Pro/INTRALINK使用“工作區”(Work Space)和“公共區”(Common Space)來儲存和共享數據,并通過專門的操作規程來控制數據在工作區和公共區之間遷移。
(1)工作區。
工作區是Pro/INTRALINK為設計人員分配的個人工作空間,用戶須通過注冊服務器進入或建立,并在其中執行基本的數據管理操作。
工作區由兩個部分組成,一個在服務器端,一個在客戶端。客戶端的工作區內的數據儲存在本機上,只能在本機內查看和操作。而服務器端工作區內的數據,儲存在服務器上,用戶可以在任何終端機通過注冊后查看和操作。
(2)公共區。
公共區就是數據共享區。公共區中的數據實際上是保存在數據庫中的數據。有權限的用戶都可以瀏覽,甚至修改別人的設計數據,從而使團隊工程師的相互協作變得非常容易。同時,為了數據的安全和保密性,在公用區可以建立文件夾來放置不同的產品或不同項目的數據,給用戶設置不同的訪司權限,控制數據的共享和保密。
(3)數據儲存。
數據儲存是指數據從工作區遷移到公共區中,其過程如下:數據首先保存在本地工作區內,通過“上載”(Upload)數據保存到服務器端工作區,對服務器端的數據進行“檢入”(Check In)操作,數據從服務器端工作區保存到公共區。如圖1。
圖1 數據上傳示意圖
2.數據的時效性控制
Pro/INTRALINK通過數據的“發布狀態”(Release Level)、“版本號”(Version)和“修改號”(Iteration)來控制數據的時效性,其中發布狀態表示數據的成熟度,版本號和修改號用來控制數據的修改。
(1)數據的發布狀態。
數據發布狀態表示數據成熟度,通常結合公司的產品生命周期管理和產品的設計流程來定義,通過發布狀態可以看出設計的狀態。一般地說,Pro/INTRALINK的數據發布狀態分為以下幾種。
●研發(Inwork):數據檢入時的默任的狀態,表示該數據正處在創建、修改階段。
●評審(Review):表示設計處在工程分析、原型試制、可靠性測試和專家評估狀態。
●已批準(Approved):表示設計已基本完成,開始準備工藝文件、物料清單等為批量生產做準備工作。
●已發布(Released):設計已全部完成,產品處在大批量生產狀態。該狀態的數據禁止檢出、更改。
(2)數據的版本號、修改號。
數據的版本號和修改號結合在一起表示數據的修改歷史。數據的版本號可以是數字或字母,而修改號必須是數字,并且每當該數據被檢入公共區一次,修改號數字自動增加1,版本號只有在變更處于已發布狀態的數據發生時才會改變。
(3)版本號、修改號的變更規則。
變更處在“已發布”狀態的數據,必須通過命令“新建修訂版本”(New Revision)來生成新的版本號,同時降低狀態變成“研發”。如圖2,版本號為A,修改號為5的“已發布”數據,執行“新建修訂版本”操作后,變成一個新的數據,其版本號為“B”,修改號自動變為“1”,狀態則變為“研發”。新數據將獨立于原數據增加其修改號,當“B.1”被檢出、修改、再檢入時,數據版本和修改號變為“B.2”。
圖2 版本號、修改號變更
狀態和版本是Pro/INTRALINK管理設計數據的主要特性,系統不僅可以根據狀態為數據授權,而且可以通過版本記錄數據變化的歷史。在Pro/INTRALINK中,當我們描述某一數據時,通常用“名稱-版本號-修改號”表示,用戶可以根據數據的狀態和版本變化,及時獲得數據更改的信息。
3.數據的并發性控制
在Pro/INTRALINK中通過“檢出”(Check out)來控制數據的并發性。要修改某一數據,必須先將其從“公共場區”檢出到“工作區”內。而當某一數據被檢出時,系統會顯示該數據“被某人檢出”(Check out by xx):并禁止其他人員檢出該數據。此時,除了數據檢出者外,其他人只能瀏覽,而不能修改該數據。這就解決了數據的并發性問題,避免因同時更改數據而引起混亂。
4.數據的標準化控制
利用Pro/EGNGINEER和Pro/INTRALINK的無縫集成,將本單位的繪圖標準、常用的材料標準、金屬的表面處理標準、料單料號標準等集成在Pro/ENGINEER中,配置相同的“配置文件”(CONFIG.PRO),確保數據具有統一的標準。
三、成功范例
必要的數據共享加上合理的信息溝通,是協同設計成功的關鍵。對于異地異時的協同設計來說,由于大家不在同一時間同一地點工作,這點尤其重要。我們在協同研發某一通訊基站時就充分體會到這點。我們采用協同設計的初衷是想充分利用“時差”,做到“日不落”的連續工作,來縮短設計周期。其中基站的機械機構設計要求由位于美國和中國的設計人員協同完成。我們采用Pro/ENGINEER WILDFIER4設計產品結構,通過Pro/INTRALINK9.1來管理數據。為了保證協同設計的順利進行,我們強調以下幾點。
1.同一數據標準
根據公司的設計流程配置Pro/INTRALINK,并根據公司的設計標準配置Pro/ENGINEER,采用相同的“配置文件”,內嵌許多“快捷鍵”。設計者登陸Pro/INTRALINK,進入工作區內,通過“新建模型快捷鍵”(圖3)創建Pro/ENGINEER模型(或工程圖),系統會引導設計者創建符合本單位標準的數據。
圖3 新建模型快捷鍵
在數據被檢入公共區之前,還應進行“模型檢查”(MODEL CHECK)來檢查數據是否符合公司標準,并根據需要修改,確保所有數據符合公司的標準,如圖4所示。
圖4 通過“模型檢查”
2.數據的效性控制
設計人員在開始設計之前,要登陸Pro/I,并同步更新自己的“工作區”,以便得到最新的數據。另一方面,在結束當天的設計時,必須“檢入”設計數據到“公共區”中,共享給其他設計者。
3.溝通和信息共享
為了協同設計者之間充分溝通,要求每個設計者創建“工程師日記”,記錄總結自己的工作和思路,并通過電子郵件分享給設計小組成員。同時設計小組每周舉行“例會”,討論解決設計司題,確定設計方向。
按照上述要求,設計人員每天在開始設計工作之前,都要更新自己的“工作區”,以得到最新的設計數據,同時閱讀郵件,理解協同設計者的設計思路,然后進行設計工作。在結束當天的工作時,要總結自己的工作,供協同者參考,同時檢入自己的設計數據。通過如此的協同設計,使設計工期大大縮短,只用類似設計項目一半的時間,就完成如圖5所示的室外型通訊基站的設計。
圖5 協同設計實例——通訊基站
總之,Pro/INTRALINK通過提供的虛擬空間,保證產品設計數據的惟一性、安全性、保密性、時效性,保證異地協同設計的完成。如果沒有Pro/INTRALINK的幫助,團隊之間的協同只能通過面對面地交流,通過數據的拷貝,進行信息的共享,很難做到異地異時的協同設計。
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