汽车车身关键数据管理系统的研究开发

邱海辉 马良策 鲍镜如

（北京汽车股份有限公司汽车研究院）

汽车车身关键数据管理系统的研究开发

邱海辉 马良策 鲍镜如

（北京汽车股份有限公司汽车研究院）

针对车身概念设计阶段的设计特点，利用Vb.net和MySQL建立了汽车车身关键数据管理系统，利用CATIA/ CAA与CATIA/Automation二次开发技术实现了该数据管理系统与CATIA之间的集成与通信。该数据管理系统可完成对数据的输入、编辑、查询等管理操作，将参考模型实时从数据库调入到CATIA软件中，根据目标数据的不同定制并输出数据参数对比报表。

1 前言

CATIA软件以其强大的自由曲面造型和逆向功能，成为航空和汽车行业的主流CAD平台[1]。CATIA软件为兼顾用户的不同需求，预留了二次开发接口。在CATIA平台下进行零件库的开发主要有3种方法[2]：第1，使用CATIA的Formula、Design Table和Catalog功能建立三维标准件库，但其格式固定，不能有效和国家及企业标准结合起来，且操作繁琐、更新性较差、零件存储的数据冗余、不易操作[3]。第2，可以利用CATIA提供的组件应用架构（Component Application Architec⁃ture，CAA）接口和二次开发工具快速应用开发环境（Rapid Application Development Environment,RADE）进行CATIA的二次开发，创建零件库的应用程序。此方法入门困难，但实现的功能强大，开发的程序效率高，能够满足用户深层次专业化的要求[4]。第3，使用自动化接口（Automation API），在VB环境下引用CATIA的类对象、函数进行二次开发。此种方法入门容易，但功能限制大[5]，且所开发的零件库系统只能在特定模块下使用，灵活性较差[6]。

本文从车身关键数据管理的实际问题出发，结合CATIA平台下3种开发零件库方法的优缺点，利用VB.net和MySQL建立车身关键数据管理系统，采用CA⁃TIA/CAA技术，实现了数据库系统与CATIA的无缝连接，应用Automation技术实现了数据库系统与CATIA的数据通信。该数据管理系统可以完成关键数据的管理、预览、对比以及模型输出，为提高对标设计效率、缩短车身开发周期提供了支持。

2 车身关键数据管理系统总体设计

该系统以Windows和CATIA V5为操作平台，使用VB.net作为开发语言，通过MySQL作为底层数据库进行数据存储。图1为系统的体系结构框图，可分为集成层、用户层和数据存储层。集成层使用RADE和CAAAPI实现用户层与CATIA的集成。用户层体现了系统功能，目前可分为3个基础模块（分别为系统管理模块、车型管理模块、材料管理模块）和1个关键数据模块，关键数据管理模块作为车身关键数据的载体，根据用户对不同零件的需求，可进行实时扩展。数据存储层为用户层的各模块提供相应的数据支持，其和用户层通过ADO.NET接口和Automation进行数据交流与更新。

系统的工作流程可描述为：进入CATIA，点击开发工具条上的车身关键数据管理系统命令按钮，打开已加载到CATIA内部的车身关键数据管理系统，通过ADO.NET访问数据库，进行车身关键数据的功能性操作。

3 系统关键结构的实现

本系统关键结构包括集成层的实现和用户层的开发。

3.1 基于CAA的集成层开发

采用组件应用架构CAA完成数据库系统在CATIA下的入口设计，要在CATIA中创建一个全新的work⁃bench，以便将基于CAA二次开发的车身关键数据辅助设计模块进行集中显示，也要将开发的工具条嵌入到其他相关工作台中，以利于实际操作。集成层的开发框架（图2）分为两个步骤：第1步，插入新工作台；第2步，在新工作台中开发新工具条并将工具条关联到CATIA的创成式、零件设计和装配设计工作台。

a.工作台的插入

在CAA中创建新的工作台流程如图3所示。

b.工具条及命令按钮开发

工具条在新建工作台和创成式设计、零件设计以及装配设计下可用，因此需要将工具条描述类与这4项的接口建立联系。以新建工作台为例，通过以下两个语句，可实现工具条与新建工作台的连接。

#include"TIE_IBATVBDCreationWbenchAddin.h"

TIE_IBATVBDCreationWbenchAddin（BATDataAd⁃din）

工具条描述类作为对系统接口的扩展，会重载Cre⁃ateToolbars和CreateCommands两个函数，CreateToolbars用以创建一个按钮容器，即工具条。图4是创建工具条及添加按钮的过程。

函数CreateCommands()的作用是关联工具条按钮的响应命令。在该命令中添加调用外部程序的响应，可实现对外部程序调用的API函数有Shell、ShellExecute、ShellExecuteEx、Winexec、CreateProcess等，本文采用使用率较高的ShellExecute函数。

3.2 车身关键数据管理系统

作为车身设计数据的对标平台，也可以作为通用化的基础平台，系统的设计功能如图6所示。

a.用户权限划分：不同用户权限使用不同功能。管理员职能涉及对数据库的修改操作，而普通用户仅对数据库有查询操作权限。图7为系统主界面。

b.数据存储：记录用户关注的车身关键数据，包括车型、材料、主断面位置、车门、主断面、密封条断面、孔堵和铰链等数据的几何信息及其数模文件。

c.数据查询：实现对车型、材料、主断面位置、车门、主断面、密封条断面、孔堵和铰链的几何信息进行浏览和查询，同时可以对零件或断面的形状进行初步预览。图8为关键数据的信息展示界面。

d.数据输出与对比报表：对于其他程序或脚本来说，CATIA只是一个OLE自动化对象服务器，因此任何能访问COM对象的程序或脚本都能访问CATIA的对象并对其进行操作[7]。本文通过Automation技术实现了数据库系统与CATIA的通信，使用前在VB.net程序框架中引用CATIA的库文件，在获取当前CATIA Application对象后，使用Documents的Open方法将数据库中的数模文件在CATIA中打开。通过Automation技术实现数据库与CATIA的通信，将相应断面或零件数模从数据库中直接导入到CATIA。对比报表的输出同样采用支持自动化操作的Excel实现，用户根据自身需要搜索到所需零件或断面，通过选择相应的参数，输出参数对比报表。图9为对标数据参数对比报表的输出。

4 结束语

针对车身工程师在对标数据管理及通用化设计方面的需求，在分析了CATIA的二次开发方式后，选择了CAA和Automation两种方式相结合的开发思路，设计实现了车身关键数据管理系统，该系统主要功能如下：

a.可以录入车型、材料、主断面位置、车门、主断面、密封条断面、孔堵和铰链等关键数据的参数信息，也可以存入数模文件；

b.系统集成到CATIA中，方便设计人员在设计时对关键数据的调用；

c.不同对标数据之间的对比功能可以使设计人员在短时间内选出对自身设计有参考价值的数据，同时对在产车型的零部件数据进行积累，更有利于车身零部件通用化工作的推进。

车身关键数据管理系统作为针对性更强的零部件级系统，为解决车身设计前期阶段中大量对标数据管理及快速查询与使用提供了一条有效途径。同时，采用CAA与Automation相结合在CATIA平台下二次开发的方法，也为在CATIA下开发其他零件库提供了思路。

1 魏华峰,郝泳涛.基于CATIA平台三维通用机械零件库系统的开发.机械设计与制造，2005（9）:85～87.

2 李原,彭培林,邵毅,等.基于CATIA的标准件库设计与实现.计算机辅助设计与图形学学报,2005，17（8）:1873～1877.

3 胡国强,贾辉.基于CATIA V5的三维标准件库的创建与使用.轻型汽车技术，2010（10）:34～37.

4 梁岱春,张为民,隋立江.浅析基于CAA的CATIA二次开发.航空制造技术，2012（10）:65～68.

5 龙峰,樊留群.CATIA V5二次开发技术探讨.淮阴工学院学报，2005，05:21～23，27.

6 史丰荣,韩华伟,史丰智.基于CATIA的标准件库的设计及应用.机械工程与自动化，2011，164（1）:181～182.

7 胡挺,吴立军.CATIA二次开发技术基础.北京：电子工业出版社，2006.

（责任编辑帘 青）

修改稿收到日期为2015年8月1日。

Research and Development of Key Data Management System for Vehicle Body

Qiu Haihui,Ma Liangce,Bao Jingru
（Automotive Technology Center,BAIC MOTOR Co.,Ltd）

An automotive body data management system is constructed with Vb.net and MySQL based on the design characteristics of the body concept design stage.CATIA/CAA and CATIA/Automation secondary development technology are applied to realize integration and communication between this data management system and CATIA.Management operations like data input,edit and inquiry can be made with this management system.When the reference model is imported to CATIA,data comparison report can also be customized and exported according to different target data.

Vehicle Body，Key Data，Management System，Database，Secondary Development

车身 关键数据 管理系统 数据库 二次开发

U463.82

A

1000-3703（2015）09-0013-03