一、前景
企业的日益壮大，研发人员遍布全国各地，甚至在国外也有研发基地。如何联合各地的研发人员的快速开发设计产品。如何实现产品的协同开发设计，是大型企业面临需要解决的问题。
二、平台工具介绍
PDMlink的产品研发平台是有效管理产品研发数据的平台，目前国内很多大型企业均使用PTC公司的Windchill系统，该系统主要的模块是PDMlink，该系统能够有效管理产品的三维设计数据和流程，助企业规范高效的管理产品开发设计。
Top-down（自顶向下）设计是一种设计思想，即设计由总体布局、总体结构、部件结构到部件零件的一种自上而下、逐步细化的设计过程。Top-down设计符合大部分产品设计的实际设计流程，特别是大型产品的开发设计。
Creo Parametric是PTC退出的新的三维设计工具，除了能够支持实际的开发流程外，还提供了更加强大的支持Top-Down设计工具。Creo Parametric的Top-Down设计工具可以传递设计意图，通过Creo Parametric基本的相关性的功能，设计意图的变更可以自顶向下的传递，直到底层的零件和图纸。从而使产品的修改性大大提高，修改的工作量也大大降低，同时还能保证各部件设计的一致性。通过PTC公司的设计数据管理平台PDMlink的支持，使得设计项目组能够实时的协同设计，设计的变更无缝地传递到每一个设计者，使得所有设计者操作的是同一套产品数据，极大地促进了设计沟通，保证整个项目组能够协同、快速的完成产品开发。
三、产品协同设计的实现过程
1、在PDMlink上搭建三维协同设计环境
为了有效管理产品开发团队的任务和权限，需要在PDMlink上设置一个专用的产品容器，称为“creo工作环境（xxx）产品容器”，并根据产品的一级模块创建相应的文件夹，管理设计过程文件和控制权限。
图1 PDMlink中协同设计环境权限设置
有了协同设计的环境，项目经理可以把设计团队成员加入到相应的组中，组中的人员就可以修改对应文件夹中的模型文件，或者把设计过程中的模型文件检入到该文件夹中。
2、使用Top-Down的设计方法实现系统间协同设计
采用Top-Down的设计方法，设计条件可以有效在各系统间传递，各系统可以同时开展设计，下面是协同间协同设计的基本步骤。
（1）产品结构搭建
总体设计师在creo中创建组件装配模型，并搭建产品的一级结构，每一级的结构开始时都是空装配，采用缺省的装配方式。
总体设计师顶级装配检入到PDMlink的总体的文件夹中，把系统装配分别检入到PDMlink的子系统文件夹中。
（2）建立总骨架模型
骨架模型中绘制关键的控制面和曲线，以及各系统的安装坐标系；有了安装坐标系之后，系统装配就可以安装到骨架上。
总体设计师把总体骨架检入到总体文件夹中。
骨架最后为各系统创建发布几何，为把设计条件传递到各系统做好准备，也是协同设计的开始。
（3）创建发布骨架
发布骨架成了协同设计的中间桥梁，各系统设计要在总体设计条件下开展设计，也保障整个设计都在统一的设计要求下进行，总体设计是就要在空的系统装配模型中，创建发布骨架，把总体骨架中的发布几何，通过“复制几何”工具复制到发布骨架中。这样设计条件就传递到了子系统装配中了。
总体设计是把发布骨架模型检入到PDMlink的总体文件中，只有总体设计师有修改权限。
（4）子系统创建系统骨架
系统设计师接到设计任务之后，在相应的文件夹中，找到总体设计师创建好的装配模型，并在creo中打开，只是装配中只有发布骨架一个模型，系统设计师要创建自己的系统骨架模型，并通过插入“复制几何”的方式继承发布骨架中的所有几何特征，继承过来的特征只是总体传递过来的设计条件，还是远远不够，子系统需要再进一步在系统骨架中细化骨架，增加子系统需要骨架内容。
（5）系统间的协同设计
对于大型复杂的产品设计，各个系统之间并不是孤立的设计，而是存在做很多设计的依赖，如液压系统中的管路需要在结构件上布管、安装管夹等，这时液压系统就需要有结构件的外形轮廓，并保障在结构件发生较大的更改时，更改能传递到液压系统，保持设计的一致性。这就需要结构件系统的骨架发布相关的参考给液压系统骨架，而液压系统骨架需要发布一些管夹的安装位置给结构件装配。结构件设计师以液压系统发布过来的几何作为参考，在结构上开孔或在焊接搭子等。
（6）设计零件和转换二维图纸
系统设计师设计零件时，从系统骨架中把需要的参考“复制几何”到零件中，在此基础上进行零件建模。零件建模完成之后，系统装配就自动完成组装，检查图纸没有干涉之后就可以转换二维工程图了。
3、通过creo与PDM的集成实现设计更改的协同
设计师进行的所有三维设计工作，都是在creo与PDMlink在线的状态下进行的，并在工作区中存储设计模型，并定期把设计过程的模型检入到PDM系统中，总体设计师打开整机装配时可以看到各系统设计开发的进展，并检查设计的合理性。
当总体要更改设计条件时，总体在修改完整机骨架之后更新一下发布骨架，并检入到PDM系统，相关的子系统会在工作区中看到发布骨架已经过期，这时子系统设计师更新一下发布骨架和再生自己的系统骨架，总体的更改就顺利传递到了子系统中，完成总体和子系统的协同设计；
子系统之间更改的传递也是通过系统间接口输入骨架进行的，当某个系统发生更改时，其它全系统在工作区中看到发布骨架过期，就进行更新操作，就可以完成更改协同设计。
图2 协同设计中的修改传递
4、通过Windchill副站点实现异地协同设计和数据共享
为了实现异地协同设计和数据共享，必须建立Windchill的副站点。异地的用户检入图纸时，图纸会存储在异地的电子仓库中，当晚上网络空闲时把异地的数据传递到主站的服务器上，实现副站和主站的数据同步；当主站点的用户需要访问异地的数据时，系统会自动把异地的数据同步到主站点。副站点的使用可以减少网络带宽对数据传输的影响，提高PDMlink系统的使用效率。
5、通过分布式可视化实现异地图纸的可视化
设计人员分布在不同的地方，当天存储的数据一般都存储于副站上，当图纸需要签审发布时，需要转换成轻量化图形和图纸，这时需要一台服务器进行图纸轻量化处理。以前的做法是只在主站点的设置转换服务器，这样会导致，当主站没有该数据时，数据需要向主站点传递，导致图纸转换时间长，出现不能及时签审图纸的问题。目前Windchill10.0可以实现分布式的图纸可视化，即在异地建立可视化服务，以实现异地图纸的可视化，当主站点的人员签审图纸时，副站向主站传输轻量化的图纸，效率非常高，很快完成图纸的签审和发布。
四、总结归纳
只有PDMlink平台和三维设计，但不采用Top-Down的设计方法，只能实现三维数据的管理和共享，只有Top-Down的三维设计而没有PDMlink平台，也是很难实现产品协同设计。因此企业要实现产品三维协同设计开发，前提条件是实施PDMlink系统和使用三维Top-Down设计，从而创建协同设计平台，平台实施后，解决了企业产品研发中的跨部门、跨系统及跨地域的协同开发问题，确保了相关产品数据的共享，柳工采用该平台，先后完成H系列装载机和E系列挖掘机的协同开发，实现多型号产品的同步开发，有效提高了新产品的研发质量与速度。
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本文标题：企业如何实现产品三维协同开发设计
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