CATIA装配协同设计与知识工程智能化方案

前言： CATIA 同步协调智能工程处理技术介绍

        CATIA ，因航空航天和汽车复杂的结构、流体动力学外形要求问世，造就了它卓越的基于变量、参数控制的高级曲面造型特性，但正因为如此，人们通常只用它来做造型，而忽略了Catia真正精髓所在：Catia以其强大的工程数据处理能力和工程设计协同协调能力（PLM/VPM），在波音、空客，宝马等公司实现了一个个传奇；CATIA在处理大装配设计上的出色表现，得益于其强大的知识工程智能化、模块化、流程化，这一切将为大装配关联协同驱动奠定了基础。

企业设计知识与流程的快速捕捉和快速重用

企业设计知识与流程的快速捕捉和快速重用流程:

企业知识快速积累->设计知识的快速重用和变型设计、模块化设计

01: Top-Down骨架的关联设计介绍

1.1:骨架模型—基于骨架的设计方法

Top-Down定义:

- Top-Down是一种设计方法。即自顶向下、逐步分解设计内容并明确各级之间的相互关系，使之向下驱动，直至最终层级。

    - Top：即根本的、重要的内容 ；Down：即下游的、具体的内容

    - Top-Down设计方法注重流程顺序的定义与工作包边界和接口的划分。

骨架定义:

    - 在设计初期确定的，处于设计上游，对下游设计影响广泛、不可轻易更改的结构信息；设计输入为骨架的一般内容。

    - 骨架表现形式可为点、线、坐标面、曲面、参数、公式、结构特征、草图、运动机构以及技术指标、设计标准与规范等。

Top-Down方法要点:

Top-Down设计的关键是明确设计流程，将工作合理分级并确定关键因素。通过建立各级关键因素之间的关联关系，并与参数化详细设计结合，实现自顶向下的设计分解与驱动。

Top-Down设计方法的核心三要素是骨架、关联、模板。

1.2:基于CATIA的关联设计细分流程

骨架概念定义                                                  设计上下文及关联设计环境

1.3: 电子样机并行工程、关联设计概念

• 项目总工程师把设计信息有序的发布到各专业和成员，并实施自动传递。
• 以CATIA全参化、变量化，智能模块化为基础。
• Top-Down骨架关联自动化协同驱动设计
• 以骨架关联协同设计为核心建立电子样机的各装配模块。实现各科室模块的自动化装配。
• 实现设计部门之间的自动化协同
• 实现工艺协同联动设计与驱动

协同关联全流程：从产品设计到工艺设计

1.4: CATIA柔性骨架协同技术流程案列展示（草图线框驱动）

草图骨架关联驱动

1.4: 适应中小企业的局域网协同设计与装配管理方案

        建立一个项目产品的总装文件夹，在此目录下建立子文件夹并按照子装配的名称命名，把它作为子装配装配文件和子部件的存储空间位置，然后设置权限。

上图是打开一个子装配文件“transitionHorizontalBeam”的存储文件夹的情形

1.5:局域网协同设计-CATIA上下文关联设计与装配管理案例关联节点信息展示：

  02：Top-Down骨架关联协同的行业技术挑战和Dassault解决方案

2.1： Top-Down– 上下文关联设计中遇到的困境和挑战

Top-Down关联设计几个层级

第一个层面是简单堆”砌式"建模，特点是：

• CAD模型无总体控制驱动型参数（Specification）（建模特征仍然是有参数的）
• 无内嵌关联知识（Knowledge）

第二个层面常被称为参数化建模，特点是：

• 局部参数驱动（Spec-Design）（开始有一点自顶向下设计的思路）
• 多特征设计之间有关联关系，零件内部各组分开始有并行设计与相互协调的功能。

第三个层面是关联设计，特点是：

• 装配级总体参数驱动（Spec-Design），骨架模型（Skeleton）等应用，完全的自顶向下设计(Top-Down Design)，关联关系从零件扩展到到整体装配的各部件和部件内部参数与变量。
• 快速更改整体设计方案流程

第四个层面是流程整体集成（也可称为扩展的自顶向下设计），特点是：

• 贯穿整个研发过程：从产品设计到工艺流程的关联：从跨科室到跨专业的整体设计，再从产品设计到工艺工装设计的总体解决方案。
• CAD集成或扩展到CAE，CAM等应用,VPM应用等等。问题和挑战：随着装配规模逐渐扩大，协同关联度提升，更新错误率近乎于成几何级数攀升

随着装配规模逐渐扩大，协同关联度提升，更新错误率近乎于成几何级数攀升

2.2 ：CATIA如何解决大装配Top-Down设计中的更改更新报错？（2/2）

• 知识工程容错逻辑对Top-Down关联设计错误实施靶向解决方案
• 紧贴工程模型的知识工程Ekl语言容错逻辑
• 基于统一数字平台的CATIA知识工程，提供了多个模块、多学科之间互联组合逻辑算法

CATIA独特的跨学科平台的计算机容错逻辑，跨模块的无缝兼容开发模式

2.3： CATIA智能快速建模是企业3D虚拟样机全面实施的保障

CATIA知识工程智能协同快速建模解决技术

03：Dassault骨架关联协同与智能模块化案例展示

                   协同+智能模块化+自动化快速设计

3.1：对企业已有设计规则和知识实现高度重用和快速变型设计

CATIA变形柔性设计—企业知识快速再现 

3.2：CATIA协同装配自动更新匹配（案例二：法兰盘螺栓自动化匹配装配）

3.3：CATIA协同模块化快速设计及拓展性（案例三）

模块化设计与自动化配置

3.4：CATIA装配骨架协同驱动与方案自动更新（案例三：汽车底盘）

CATIA网络关联驱动方案更新控制技术

04：我们做了什么？

CATIA协同+智能模块化+自动化快速设计EKL二次开发

4.1 CATIA知识工程通用结构模块-桁架大装配快速建模EKL二次开发

• 本模块通过智能算法，旨在帮助结构设计师快速实现二维CAD布局，帮助设计者快速完成二维CAD细化设计及线框智能修剪。
• 本模块融入了大量行业标准和智能经验算法，旨在帮助结构设计师快速实现从二维CAD布局到三维模型的细化设计并完成空间复杂的修剪，本模块支持后期型材快速查询和动态柔性编辑，大大提高结构设计师的效率和设计标准化程度。

CATIA知识工程通用结构模块-桁架大装配快速建模二次开发

4.2 空间曲面“板混”加强结构及有限元前处理3D高精度快速建模EKL二次开发

• 空间曲面加强结构自动化建模：自适应曲面匹配；自动关联驱动；自带规格审查、防错经验算法。
• FEM有限元3D模型前处理模块:快速、精准、规范、关联驱动。

曲面结构与有限元几何前处理

4.3： 基于CATIA知识工程的车辆行业内外饰复杂曲面特征快速建模智能模块

       本模块旨在帮助汽车内外饰等设计工程师在设计各种复杂内饰曲面特征时，大幅度提高工程师效率并提升曲面连续性质量，同时对企业设计经验快速重用。

基于CATIA知识工程的车辆行业内外饰复杂曲面特征快速建模智能模块二次开发

4.4：CATIA汽车、航空曲面自适应匹配特征批量化建模二次开发

CATIA汽车、航空曲面自适应匹配特征批量化建模二次开发

4.5 车载镜面视野空间包络体校核快速验证模块（案列：汽车后视镜视野校核）

汽车后视镜视野校核

4.6 CATIA管道非标设计EKL二次开发模块功能介绍

         本模块是基于CATIA知识工程EKL语言开发的快速管道设计模板，内置有大量行业规则和空间逻辑计算方法，以知识数据库的形式存储并被CATIA catalog 文件调用，与CATIA的专业管路管道设计模块（TUB）部分功能相似，另具备CATIA标准管道模块没有的一些快速编辑功能，除此之外，本模块还具备方便快捷、容易上手等特点，主要功能介绍如右：

1：装配关联设计中的管道自动化更新设计，无需人工调整干预；

2：管路设计后期快速编辑的快捷性与直观性；

3：与普通零件设计的无缝兼容性；

4：可独立窗口打开管道部件并快速出单件2D工程图；

5：BOM清单属性统计高度定制化。

CATIA管道非标设计EKL二次开发模块功能介绍

4.7 从VBA到CATIA内部EKL知识工程的集成化二次开发

       Vb定制化UI操作界面::把任务传递给CATIA内部EKL知识工程超级模板,最终实现联动控制，高度定制化UI操作界面：简单易学、界面简洁、操作方便、建模高效。让CATIA内部EKL知识工程开发成果能够得到快速实用化普及。

从VBA到CATIA内部EKL知识工程的集成化二次开发

05：CATIA装配协同关联设计及EKL知识工程智能化的未来价值

5.1 企业在三维设计开发中的挑战和平台选择方向？

• 工程师核心职责：快速高效的表达自己的创新设计思维，而不是消耗大量时间在绘图表达上。
• 努力提高设计系统自动化和智能化，让其更懂工程师，能让工程师在新产品研发构想中所想即所得、快速建模迭代设计思路。
• 项目总工程师把设计信息快速高效、有序的发布到各专业和成员，并实施自动化传递，传递和反馈过程中增加自动化审核和判断的比重，减轻总工程师压力，同时增加产品开发的可靠性。

企业在三维设计开发中的挑战和平台选择方向

5.2：CATIA知识工程二次开发重新定义未来设计与产品创新，突破传统设计天花板。

• CATIA知识工程ELK智能设计开发，是让传统工程设计从搬砖式模式解脱的有效途径。
• CATIA知识工程ELK智能设计的价值和方向：高效、智能、直观、可靠，让枯燥繁杂的工程设计走向体验式设计。

让枯燥的设计走向体验式设计

结尾：CATIA知识工程对企业不同人员的价值：

CATIA知识工程对企业不同人员的价值