基于Windchill系统制造数据集管理改进

孟翔鹏

摘 要：为满足飞机制造业信息化发展的要求，对制造数据集在WINDCHILL系统的管理方式进行了研究改进，将相互独立的制造数据集和工程数据集之间建立了有效的数据关联性，实现了直接的数据集更改影响性分析功能，可以快速完成新旧版本的数据集对比工作，提升了产品管控效率。通过一系列改进，将原有的零件级的数据集管理模式提升为装配级的数据集管理模式，管理成本降低67%以上。

关键词：WINDCHILL；制造数据集；工程数据集；影响性分析；数据关联性

中图分类号：V262 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）26-0122-02

飞机产品设计周期长，技术文件和数据数量庞大。在产品未定型的设计阶段，设计信息变更频繁，生产厂在与设计数模进行并行协同工作的同时，更改的及时性和准确性将对下游环节的生产计划调整有着极大的影响。为实现这一管理要求，需要对产品数据和相关文档进行有效管理，包括数据存取、版本控制、产品数据间关联性以及数据影响性分析等，所以高效能的产品的数据管理平台是必不可少的。Windchill系统以软件技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理，其数据层采用了Oracle关系数据库来有效地管理数据间的关联关系[1]，以此为基础，通过改进原有的制造数据集管理流程模式，制造数据集管理人员可以准确快速查找发出对应工程更改指令的零件并进行更改贯彻，降低由于漏贯技术文件造成的生产质量问题。

1 现有的制造数据集管理流程

1.1 制造数据集新制管理流程

目前的制造数据集是由相关零件生产厂提出数据集申请单，通过工装PLM系统由数据集设计部门进行设计审批，在此过程中，对于装配单位对零件有特定工艺状态需求的，还应提出相应的零件状态表，用来表述公差、孔位排布、热处理和表面处理等要求，设计部门设计员根据申请单和状态表利用CATIA软件进行制造数据集的设计，完成四级审签流程后，在Windchill系统内完成制造数据集的发放工作。制造数据集是以零件形式进行发放的，使用單位需要在系统内搜索对应的数据集来达到使用目的。

1.2 制造数据集更改管理流程

在设计并行阶段，工程数据集几何信息和非几何信息状态需要经常进行调整，此时由设计所发出对应数据集的工程更改指令，装配厂根据更改指令和实际生产变更后的需求提出新的状态要求，设计员在Windchill系统内需要查找零件上级装配，通过比对更改内容确定是否需要更改，工艺人员通过零件图号分别搜索更改后的制造数据集。

2 装配级制造数据集管理和工作流的建立

2.1 制造数据集设计更改流程存在的问题

（1）设计员负责不同图号的制造数据集，设计、审签过程都是分开进行，更改后的制造数据集需要分别附带数据集更改单，造成系统资源浪费。

（2）数据集发生更改时，需要手动查找其上级装配文件，操作复杂。

（3）进行数据集几何信息对比时，需要将更改前的旧版本制造数据集打开，将对比信息复制粘贴到新的数据集内，由于装配文件定位零件方式的不同，对于采用CATIA约束功能构建的零件信息，此种方式会导致信息出现错误，导致整个装配组件报废，出现严重的质量事故。

2.2 装配级制造数据集管理流程的建立

2.2.1 新制流程的建立

以常见的飞机钻孔数据集为例，该类数据集依据零件状态表的孔位要求，在CATIA软件中将工程孔文件中需要的孔位复制到零件内，形成钻孔数据集，作为在自动钻卯机上钻制铆钉孔、螺丝孔、托板螺帽孔等孔位的加工依据。孔文件与要钻孔的零件之间并不是一一对应的关系，不同的钻孔数据集可能要使用重复的孔文件，而不同的孔文件也可能用在同一个零件内。

图2左侧所示为目前的钻孔数据集数据发放结构，所有的最终发放状态的数据集均为零件级，利用系统的关系数据库，我们可以建立工程数据集和制造数据集作为同一子节点的装配结构，以实现工程数据和制造数据间的关联性，如图2右。建立的顶层装配文件，其子级包含孔文件（包含设计所已经发布的孔位信息）和工程数据集，保持该装配关系后一次性整体导入Windchill系统，形成“已发布”状态。如图3所示，MX-NOTE-TEST-001_GY_SF为孔文件，MX-TEST-001和 MX-TEST-002为添加完孔位的零件形式钻孔数据集，在系统内已经形成了关联的模型树。

2.2.2 更改流程的建立

当设计所发出工程更改指令或生产厂提出新的工艺要求，就需要对制造数据集进行更改贯彻。以钻孔数据集为例，其更改情况可以分为两种，一种是孔文件孔位数量和位置发生更改；另一种是孔文件不变，增加或减少相关的工程数据集数量。当孔文件发生更改，装配形式的钻孔数据集会自动引用新版的孔文件与之完成新的装配关联关系。由于在MX-TEST-001_M_SF中引用了已发布的孔信息，当更改内容涉及到原孔位时，孔位信息出现待更新状态，设计员确认孔位更改位置后，对其进行本地更新后保存，自动完成孔位更改前后的对比替换，实现了快速准确的影响性分析和更改功能，如图4。

第二种更改情况是孔文件相关的零件数量发生更改，如原孔位P1和P2分别在蒙皮零件M1和M2上，更改后P2取消，则M2已无相关孔位，该数据集应及时取消，避免使用错误的模型进行生产。在进行第一种更改情况时，装配件是不发生版次变化的，但当增加或减少零件时，则必须将装配关系内的所有PART和PRODUCT文件同时升版，以保证该装配关系继续存在。利用已经发放的装配级数据集，可以在搜索孔文件后直接通过“使用情况”找到装配级制造数据集内容，打开装配后即可查看孔位变化情况。

3 结束语

（1）根据Windchill系统特点，结合管理现状，开发了制造数据集全面管理方法，精简了数据集的申请、设计、更改以及后期维护管理流程，降低了时间和人员的浪费67%以上，每年直接节省各项管理经费达十余万元。

（2）利用便捷的数据关联性和直接的影响性分析功能，使管理流程更加高效，减少了大量手动操作和中间环节。

参考文献：

[1]宋一淇，汪学锋.Windchill系统中外来技术文件的批量导人方法研究[J].中国舰船研究，2011，6（3）：94-95.

[2]杨晓飞，宁俊义.基于Windchill系统的工艺模型管理[J].科技创新与应用，2016（11）：28-29.

[3]石晶.数字化条件下三维数模在模线样板设计中的应用[J].科技创新与应用，2016（11）：17-18.endprint