基于Windchill的液压支架协同设计方法

刘楚强，夏亮

（卡特彼勒(郑州)有限公司，郑州 450001）

0 引言

目前，我国液压支架制造企业在研发及制造过程中，仍然存在诸多弊端，如各设计部门之间以及与各协作厂家之间的信息交互不流畅、不及时；设计、生产及售后等职能部门之间信息及指令无法快速有效地传递等等问题，造成企业内部信息随处存在信息孤岛，设计、生产周期控制困难，生产、检验、售后等信息反馈不及时，产品制造流程管理混乱等等。因此，尽快进行协同平台建设，建立企业内部各职能部门之间，以及企业与相关协作厂家之间的能够快速有效地进行交互的信息系统，增强设计研发及制造相关的各职能部门之间的协同，提高产品研发制造流程管理、项目管理的有效性，构建一个支持煤炭机械产品设计生产全生命周期的协同工作平台迫在眉睫。本文对基于Windchill 系统平台进行液压支架设计及生产的协同过程进行了论述。

1 基于Windchill 的液压支架设计生产协同系统总体架构

基于Windchill 系统建立了液压支架协同设计平台，建立了液压支架设计及生产的整个生命周期的协同工作环境，为设计及生产管理过程中的协同业务提供了一种可靠高效的载体，实现了产品在设计、控制、管理等业务管理平台的统一。该系统实现设计管理系统与工艺、生产、成本控制、质量控制等管理系统的集成，构建企业产品的全生命周期管理信息化整体架构，实现最优化的设计协同及信息数据交互，系统总体架构图如图1 所示。

图1 协同设计系统总体架构

整个架构分4 个层次，对应某一产品项目。第一层为项目总负责人，负责对项目计划的管控及资源调配等；第二层为产品的生命周期相关的所有职能部门，各部门之间通过Windchill 与各种相关管理系统的集成，实现最优化信息协同管理，同时每个部门与项目总负责之间实现实时信息交互；第三层为设计部门内部不同分工团队之间的同步协同；第四层为设计部门内部各个团队内部团队成员之间的同步协作关系，实现数据完全实时共享，数据动态更新，设计任务受统一流程驱动，信息交互智能化等。

2 协同设计关键技术

2.1 项目信息实时共享

通过Windchill 的项目管理功能，实现了项目计划及进度统一信息显示，所有项目团队成员均使用同一项目共享信息页面查看实时更新的项目信息，以获取项目的实时进度信息。

项目管理模块中共享信息的实时显示功能包括：项目、任务、活动名称、执行人员、计划开始时间、计划结束时间、当前进度、当前状况显示、说明、校审人员等。

在项目信息显示页面中，项目成员还可通过定制活动时间线，根据自己的任务，指定自己关注的项目关键活动进行相关信息的跟踪显示。

通过设定项目活动信息发布规则，实现项目活动信息的自动发布，并可设定通过邮件服务器自动向指定的项目成员发送项目信息提示邮件。同时也可以通过人工指定触发方式，实现项目信息的发布。

2.2 设计数据协同

产品设计过程中，二维图纸、报表、三维模型、技术文档文件、其它格式文件等数据，从创建、发布至后期变更的整个生命周期，都需要实现数据的共享，实现在职能部门之间的不同设计平台上供操作者编制、审阅、参考、下载、浏览等。

在产品设计生命周期中会涉及到各种不同的平台，如SolidWorks、Creo、AutoCAD、Microsoft Office、ANSYS、ERP 等，这些应用平台产生的数据格式各不相同，要实现数据的通用性，则需要将这些数据通过Windchill 服务器在后台统一实时地自动转换为通用的数据格式，以实现数据的全生命周期中的全程共享。

通用数据格式包括以下两种：

1）三维模型数据统一通过Windchill 可视化发布服务器自动实时转换为以“.pvs”为后缀的PTC ProductView 格式；

2）二维图纸、报表、技术文件等数据统一通过Windchill配置的各个对应数据发布系统自动实时转换为PDF 格式数据。

2.3 流程统一管理

在Windchill 系统中，根据各种需求，建立起统一规则的流程，包括文档审批流程、图纸发布流程、图纸变更流程等。

在图纸发布流程及变更流程中，根据不同的图纸格式及不同的图纸业务分类，通过系统开发判断机制进行自动流程分支选择，实现多种格式、多种需求图纸的流程管理，并最终形式统一格式的结果数据。图纸发布流程及变更流程图如图2、图3 所示。

图2 图纸升级流程图

图3 图纸变更流程图

在文档审批流程中，通过开发的类型判断机制，根据各种分类（包括文档系统分类、文档业务大类及文档次级小类）自动选择指定流程进行各文档特定的审批，保证了技术及业务文件在各相关部门之间协同及交互的有效性和准确性。文档审批流程图如图4 所示。

图4 文档审批流程

2.4 产品数据的管理（分类、权限、变更、版本）

为了使协同设计过程中产生的数据进行最优化管理，实现数据存储合理，实现所有项目团队成员及访客对项目相关的数据信息进行访问权限的精确控制，在Windchill平台中进行了所有数据的分类、生命周期状态指配、权限设定，如表1 所示。

表1 权限配置表

2.5 信息交互协同

信息交互协同内容包括：流程活动提示信息传递、即时通讯、文件传输、产品数据评审交流等。

通过Windchill 内置信息传递机制，实现普通文字、文件的信息交互；通过Windchill 集成邮件服务器实现各参与人员之间正式的反馈及处理信息的交互；通过Windchill 配置的PTC ProductView 浏览圈阅平台，实现对图片、图纸、三维模型等pvs 格式的数据信息的圈阅、讨论、交流功能；通过统一的文件存储及更新的版本管理机制，实现在交互过程中传递的文件、视频、音频等等其它格式数据的实时有效交互。

3 结语

本文通过对基于Windchill 的液压支架协同设计方法的论述，介绍了一种适用于新的设计生产协同管理的方法，有利于推动液压支架设计生产过程协同管理的企业实用化进程。

［1］艾辉.复杂产品协同开发平台关键技术研究［D］.武汉：华中科技大学，2011.

［2］郭银章.机械产品协同设计过程的建模、控制与管理研究［D］.太原：太原科技大学，2011.