潘及智
广州大运摩托车有限公司
摘要：在当前竞争激烈的市场环境当中，企业必须提升自身在市场当中的竞争力，才能够得以生存和发展。而技术和产品的创新则是企业提升自身竞争力的核心内容，可以说产品和技术的研发在当今的企业中占据着非常重要的地位。企业研发能力的提升，需要以高新技术的发展和现代化的研发环境为基础，例如对PDM、CAD、CAE等数字化设计和并行工程的应用，从而有效的提升企业的自主研发能力。
关键词：数字化设计；并行工程；摩托车研发
1.数字化设计在摩托车研发中的效果分析
以往的工程设计是通过多个投影视图来展现出产品的三维设计模型，同时在图纸当中还包括一些人为的规定和描述以及标准等。如果所设计的部件结构较为复杂，就需要非常多的图纸，再加上图纸上人为标注的内容，那么生产人员对于图纸的阅读则需要通过多个视图的描述和细节上的想象，这个过程将会非常困难。我国的摩托车工业使用传统的二维设计方法，由于需要采用手工的设计和操作加工，使得制造过程缺乏足够的可复制性和协调性。特别是在对新产品的研发过程中，经常会出现返工的情况，严重的阻碍了企业的正常发展。通过利用数字化设计，可以直接在显示器上体现出产品的三维模型，从而使得工程设计得到了新的突破口，逐渐替代了传统的设计方法。随着摩托车产品的零件结构变得愈发复杂，需要更改的次数变的更多，数字化设计软件因其所具有的设计优越性而成为了产品设计的主要趋势。当电脑显示器能够体现出产品零件的三维模型后，产品工程师就可以直接在计算机上来完成设计过程，例如虚拟装配过程、运动仿真过程以及数控加工编程等方面。可以说对于数字化设计软件的应用，为未来的计算机集成制造及并行工程实现按照统一产品模型进行生产打下了良好的基矗
摩托车研发的数字化，实际上就是通过数字化软件来实现对于摩托车零件的三维建模过程，其最为主要的优点在于能够建立零件的三维实体模型，并能够通过虚拟装配过程来对于零件的协调性进行检验。从而为后续的数控加工过程以及重量应力分析过程提供便利。摩托车零件的三维设计具有唯一的权威性，可以为所有的后续加工过程提供参照。对于数控加工过程，可以使用三维框线数据，而三维数据模型也成为了用户评审的重要依据。
摩托车研发的数字化设计应以实际应用为核心，三维建模技术应以协同设计平台为基础，在确定所使用的系统后，在根据软件的具体要求，来对于硬件、系统软件以及网络系统进行配置，最终构建出较为完整的数字化设计系统。协同设计平台的协同性和完善性为摩托车研发过程中对于数字化设计技术提供了良好的保障，本文将分别对PDM、CAD、CAE系统进行分析研究。
2.PDM系统的结构和在摩托车研发中应用
PDM系统需要以产品研发环境和信息共享的建立为基础，根据企业的具体情况来综合考虑系统的经济性和成熟性，尽可能的对于企业的投资进行保护。PDM系统的运行是以client/server体系结构为基础，从而在操作系统和数据库以及研发工具之间建立联系，从而使之成为一个完善优异的运行环境。
2.1设计工作流程
PDM系统在摩托车研发中的应用，能够对于整个设计环境进行管理和规范，在一定程度上实现了设计资源的共享和设计任务的分配。同时，该系统也能够实现对于整个设计研发过程的监控。另外，PDM系统能够通过对于文件的审批和发放过程，来对于研发设计图样进行归档。当设计人员收到任务后打开需要设计的数据集文件时，PDM系统将会以企业标准为基础来对于完成定义的三维种子文件进行调用，从而实现三维设计图纸的生成。
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2.2建立产品结构
摩托车研发过程中协同设计的要求一般是自上而下的，上层产品设计通常是由项目组长来完成，而地层的产品结构则是由小组设计人员来完成，最终形成整个的产品结构。在企业的研发部门当中，一般是将整体系统进行分解，将其变为多个多级分系统。
2.3审批发放
在PDM系统中建立标准，使得摩托车研发的各个阶段和部门的审批流程和设计过程都能够在规范控制下完成，从而实现对于研发进展情况的随时了解。对于任何的设计和审批流程的操作都有着相应的权限限制，并对操作过程进行记录，以实现对责任进行区分。例如在某个摩托车零件的设计完成后，有研发部的小组组长来对于审批发放流程进行启动，在后续的阶段如果发现问题，那么可以直接使用PDM系统所具有的批注功能来对其进行批注，并直接返回到研发部门当中，在修改后在由研发部小组组长进行提交，继续进行审批发放流程，直到最后的设计完成为止。
3.CAD、CAE的应用
3.1基于WAVE技术的并行三维设计
运用自顶向下的产品设计研发技术，能够为企业的产品研发带来极大的好处。设计资源的唯一性可以得到保证并按权限控制（ACL）来实现共享，因为高层设计和细节设计的内容分别在不同的UGPART中构建，而它们在PDM系统中共享信息（如设计基准控制文件），所以基于PDM的权限管理，使得不同部门、不同专业、不同的设计组之间实现并行工程。此外，控制信息传播途径清晰，设计任务与责任范围分明。当需要对设计资源（如设计基准等）信息进行更改时，零部件的详细设计能够按照系统通知来响应更改，做相应调整。运用WAVE的Copy Geometry to Part的功能，将设计基准控制文件或某个产品零件中的设计基准或几何体链接到各产品零件中。此时不存在从上一级发送到下一级或平级发送等概念。只有将设计基准控制文件中的几何信息从设计基准控制文件中发送到具体产品零件中。
3.2整车采用数字化虚拟装配
采用自顶向下和自底向上相结合的设计方法，利用装配功能将摩托车各零部件模型按照实际定位关系进行虚拟装配，可实现在零件进行加工前就通过UG系统功能检查零部件之间的Portal View是在Teamcenter Engineering系统中集成的可视化插件，它用来浏览Teamcenter Engineering中各类UG数据相对的JT格式的可视化文件，UG在Teamcenter Engineering中将自动生成其相应的JT可视化文件。这种文件类是一个数据量极小，可以快速浏览的的文件，无须运行本地的UG系统即可让整个企业一起查看。源文件和可视化文件(JT格式)自动相连，并储存在产品结构中。这些可视文件虽然非常简单，但却可用于测量、交叉截面、清晰度检测、动画效果、干扰度检测、以及用于研究其他包装的问题。JT可视文件使我们可以轻松地装配由不同CAD系统产品设计的产品。有时这被称为数字模拟装配。
结束语：本文首先对于数字化设计在摩托车研发中的效果进行分析，同时对于PDM系统的结构和应用进行探究，最后对于CAD/CAE系统的应用进行研究，希望通过本文，能够为数字化设计与并行工程在摩托车研发中的应用研究提供一些参考和帮助。
参考文献：
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[3]洪志聪.浅谈摩托车工业设计中的数字化辅助[J].科技风,2015,(8):41-41.
论文作者:潘及智
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第12期
论文发表时间:2019/9/19
标签：摩托车论文; 系统论文; 过程论文; 文件论文; 零件论文; 产品论文; 企业论文; 《中国西部科技》2019年第12期论文;