1 引言
中国北车集团大连机车车辆有限公司（原大连机车车辆厂）始建于1899年，被誉为“机车摇篮”，是国家重点大型企业。随着市场竞争的日益加剧，大连机车作为国内机车行业的龙头企业，面对的是更加全球化、更加数字化的无国界竞争；经济市场对我们的产品的要求越来越高，不但需要技术先进，而且还要设计制造周期极短。
2 现状分析
公司设计数据原用Pro/E Wildfire1.0及其工作组级管理软件Pro/Intralink，虽然在”并行设计开发过程”上取得了一定的成果，但仅实现了设计部门内部的数据共享，没有实现完全意义上的产品数据管理，随着企业发展的需求及国际间合作要求的变化，现有的设计环境已经日益满足不了企业生存发展的需求，所以我们以机车新产品设计为例，使用Pro/E Wildfjre3.0进行全三维设计，同时在企业级PDM管理软件Windchill9.0系统内进行产品数据的管理。
3 全三维设计优势
三维设计代表了最新的设计理念和先进的设计水平，在实际工作中显示了强大的优越性和高效绩优性，已成为工程设计中的主流趋势和方向。
直观清晰：传统二维设计图不直观，只有等零件生产出来才能呈现出来具体面貌；而采用三维可视化设计手段可以在设计过程中随时查看，在设计理念的表达上更加直观、清晰。
事前判断：由于三维设计的实时可见，所以设计师在设计过程中可以随时发现设计错误及时改正，使事后改进成为事前解决，同时也方便了决策者的及时决断，提高效率，节约生产成本。
分析优化：三维设计可以在设计过程中随时进行质量体积等相关属性的计算，并及时检查干涉、分析模型的呵靠性、优化设计模型。
所以，首先对设计师进行使用培训，根据他们的实际情况制定切实可行的培训方案，并根据不同设计专业分别进行不同模块培训，包括初级建模、高级建模、二维绘图、钢结构、管路电缆等不同模块的应用培训，并在此基础上灌输自顶向下、骨架设计方法及理念。
4 PDM管理的主要功能优势
4.1 生命周期（工作流）管理
PDM的生命周期管理模块管理着产品数据的动态定义过程，其中包括宏观过程（产品生命周期）和各种微观过程（如审批流程）。对产品生命周期的管理包括保留和跟踪产品从概念设计、产品开发、生产制造直到停止生产的整个过程中的所有历史记录。
4.2 产品结构与配置管理
产品结构与配置管理是PDM的核心功能之一，可以实现对产品结构与配置信息和物料清单(Bill of Materials)的管理。而用户可以利用PDM提供的图形化界面来对产品结构进行查看和编辑，充分体现自顶向下的设计理念。在PDM系统中，零部件按照它们之间的装配关系被组织起来，用户可以将各种产品定义数据与零部件关联起来，最终形成对产品结构的完整描述。
4.3 变更管理
将更改的对象、更改所要完成的任务和结果以及审批的过程全都封装在一起，从而更好地体现整个更改的原因、内容，更改的方法和结果。对零件、部件及其图档的更改都会产生新的版本，从而记录对产品更改的历史及其生效的日期和台份。能够很容易地追踪更改的原因和结果，追溯数据的变更历史，保留设计师在设计过程中的设计思想和设计经验，有效地管理设计资料。
4.4 团队管理
不同的产品根据角色定义不同的团队成员，通过定义不同的访问控制策略，从而确保在特定的产品及特定的生命周期阶段只有适当的用户和组才能访问某个域内的内容，保证了访问的安全性。
4.5 可视化管理
ProductView（Windchill可视化工具）允许用户查看和注释3D模型、2D图纸、文档、图像和ECAD文件。此外，它还可以度量和分析3D数据。可以查看来自于多种资源的数据，而无需访问创建这些数据的应用程序。用户可以分析产品设计、注释产品数据文件、指明审阅注释、获取产品结构中部件的有关信息，并以动态方式与其它有关设计或文档内容进行协调。
4.6 集成开发接口
由于企业内部各部门的应用信息系统不同，造成了企业内部的信息孤岛，而PDM为我们提供了相应的集成接口，以适应不同信息系统的要求，进而实现企业内各个信息系统的有效集成。
5 设计过程
5.1 基础数据准备
为了保证全三维设计及产品数据管理的有效实现，我们首先创建了公司最新的三维标准件库供所有设计师选用，同时制订了最新的Pro/E三维设计环境，Pro/E三维、二维设计模板，使其既符合了国内设计生产施工的需求，又能满足技术引进、国际合作的需求，并制订了相应的Pro/E三维转二维出图规范、三维建模规范、产品数据管理业务规范等以保证三维设计及PDM管理工作的顺利进行。
同时，为了保证数据的准确性，我们又引进了MODELCHECK，利用其功能实现对Pro/E三维模型和Pro/E二维工程图在入库检入前的规范性检查，保证检入服务器的数据都是有用、准确的数据，进而保证后续BOM汇总数据的准确性，为后续工作提供一个统一、准确的基础数据源。
5.2 创建用户相关信息
组织、用户的创建是产品数据管理系统应用的前提。我们按行政组织为所有相关单位及人员创建帐号、密码及相关信息。
5.3 创建产品库
产品库作为产品数据的容器，是与本产品相关的所有数据的存放位置。根据设计需求，创建各研发产品的产品库，根据需要创建各级文件夹，并分配相应产品经理。
5.4 创建设计团队
根据产品研发及管理需求，创建了产品的团队组织，即包括各专业室的设计师，同时包括各专业工艺师、行程工程师、规划、物资等相关团队人员。由于各成员处于不同的角色，我们通过在服务器中定义不同的访问控制策略，从而确保在特定的产品及特定的生命周期阶段只有适当的用户和组才能访问某个域内的内容，保证了访问的安全性。
实施阶段时为设计师进行了详尽的使用操作培训。我们首先编写了针对我公司Windch1119.0系统的完整的用户手册，并编写制定了相关的培训讲义、操作规范，将设计师常用的功能模块的操作过程编写了详细的说明文档、配以相关截屏界面，下发给各设计师以方便其工作。同时为相关团队人员进行循环培训、实践操作，每位PDM用户都接受了专门的培训后再进入相关系统操作，保证了系统应用的顺利进行。
6 结语
目前，机车全三维设计及PDM管理的系统创建工作已经全部完成，设计开发部门正在全新的PDM系统中开展协同设计工作。通过PDM平台，可以为公司各个信息系统及部门提供集成、共享的基于单一产品数据源的基础数据平台，实现产品相关数据的统一管理，从产品全生命周期管理的角度提供快速处理更改、以及控制从概念到设计直到制造生产和售后服务整个动态产品开发过程的产品数据管理，有效解决企业信息孤岛问题，为实现企业设计数字化、制造装备数字化、生产过程数字化、管理信息化，奠定重要的基础。
我们将陆续完成公司已有设计数据的迁移工作，实现所有产品数据的PDM管理，为PDM二期与ERP、SCM系统的集成实施做好准备。
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本文标题：全三维设计及PDM管理在机车设计上的应用
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