論述了虛擬制造、轎車數(shù)字化工程等相關(guān)概念，介紹了CATIAV5的發(fā)展和技術(shù)特點(diǎn)，然后，從轎車整個(gè)開發(fā)周期的角度闡述了CATIAV5在轎車數(shù)字化工程中的應(yīng)用，包括數(shù)字樣機(jī)、功能虛擬樣機(jī)、虛擬加工、虛擬生產(chǎn)等，提出了一個(gè)基于CATIAV5的轎車數(shù)字化工程開發(fā)流程。
數(shù)字轎車發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤零部件設(shè)計(jì)
在對轎車發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤零部件設(shè)計(jì)難點(diǎn)仔細(xì)研究的基礎(chǔ)上，CATIA V5零件設(shè)計(jì)(PDG：CATIA Part Design)提供了3D機(jī)械零件設(shè)計(jì)的強(qiáng)大的設(shè)計(jì)工具。應(yīng)用“"智能實(shí)體”的設(shè)計(jì)思想，廣泛使用混合建模、關(guān)聯(lián)特征和靈活的布爾運(yùn)算相結(jié)合的方法，允許設(shè)計(jì)者靈活使用多種設(shè)計(jì)手法：可以在設(shè)計(jì)過程中或設(shè)計(jì)完成以后，進(jìn)行參數(shù)化處理；可以在可控制關(guān)聯(lián)性的裝配環(huán)境下進(jìn)行草圖設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)，在局部3D參數(shù)化環(huán)境下添加設(shè)計(jì)約束；由于支持零件的多實(shí)體操作，還可以輕松管理零件更改，如進(jìn)行靈活的設(shè)計(jì)后期修改操作。此外，PDG圖形化的結(jié)構(gòu)樹可表示出模型特征的組織層次結(jié)構(gòu)，以便更清晰地了解影響設(shè)計(jì)更改的因素。設(shè)計(jì)人員可以對整個(gè)特征組進(jìn)行管理操作，以加快設(shè)計(jì)更改。
作為PDG的補(bǔ)充，CATIA V5線架與曲面設(shè)計(jì)(WSF：CATIA Wireframe and Surface Design)在零件設(shè)計(jì)的初始階段，創(chuàng)建上下關(guān)聯(lián)的線架結(jié)構(gòu)特征元素和基本曲面。線架特征元素和基本的曲面特征元素的使用，大大豐富了現(xiàn)有的3D機(jī)構(gòu)零件設(shè)計(jì)方法。它所采用的基于特征的設(shè)計(jì)方法提供了高效直觀的設(shè)計(jì)環(huán)境，使得曲面和實(shí)體混合建模成為可能。
當(dāng)完成零件設(shè)計(jì)后，CATIA V5裝配設(shè)計(jì)(ASD：CATIA Assembly Design)可以幫助設(shè)計(jì)師用自頂向下(Top-down)或自底向上(Bottom-up)的方法定義和管理多層次的大型裝配結(jié)構(gòu)，可真正實(shí)現(xiàn)裝配設(shè)計(jì)和單個(gè)零件設(shè)計(jì)之間的并行工程。
通過簡單地移動(dòng)鼠標(biāo)或選取圖標(biāo)，設(shè)計(jì)人員就能將零件拖動(dòng)到或快速移動(dòng)到指定的裝配位置；選擇各種形式的機(jī)械約束，用來調(diào)整零件的位置并建立起約束關(guān)系；選擇手動(dòng)或自動(dòng)的方式進(jìn)行更新，可以重新排列產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行干涉和縫隙檢查；無需復(fù)制相同零件或子裝配數(shù)據(jù)，就可以在同一個(gè)裝配件或不同裝配件中重復(fù)使用。
建立標(biāo)準(zhǔn)零件或裝配件的目錄庫，爆炸圖的自動(dòng)生成使用對設(shè)計(jì)的理解非常容易，分析功能可檢查是否發(fā)生干涉以及是否超過了定義的間隙限制。無論多么復(fù)雜的裝配，BOM(Bill of Material)表自動(dòng)生成功能可得到所有零部件的準(zhǔn)確信息。柔性子裝配功能可以動(dòng)態(tài)地切斷產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和機(jī)械行為之間的聯(lián)系，這一獨(dú)特的命令能夠在父裝配中移動(dòng)子裝配的單獨(dú)部件，或者管理實(shí)例化子部件不同的內(nèi)部位置……ASD提供的這些高效的工作方式，使得裝配設(shè)計(jì)者可以大幅減少設(shè)計(jì)時(shí)間和提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。
1.4 數(shù)字轎車管路和電子線路設(shè)計(jì)
1.4.1 管路設(shè)計(jì)
CATIA V5管路設(shè)計(jì)(PIP：CATIA Piping Design)提供完整的工具用于創(chuàng)建、修改和分析管路設(shè)計(jì)，并進(jìn)行建檔和管理，該工具主要用于創(chuàng)建能捕獲所有適當(dāng)設(shè)計(jì)信息和意圖的智能化管路布置，自動(dòng)放置彎管、彎頭、三通和減壓閥等標(biāo)準(zhǔn)部件，這種智能化的管路設(shè)計(jì)功能可使設(shè)計(jì)人員更高效地實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程并對設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)證。PIP功能驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)可確保設(shè)計(jì)意圖在任何修改中得到貫徹，與設(shè)計(jì)規(guī)則引擎的集成可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程的自動(dòng)化，并可確保企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中得到很好地貫徹。
1.4.2 電氣導(dǎo)線布線設(shè)計(jì)
CATIA V5電氣導(dǎo)線布線設(shè)計(jì)(EWR：CATIA Electrical Wire Routing)根據(jù)電氣信號的功能定義，在數(shù)字化樣機(jī)中進(jìn)行電纜布局的定義和管理，專門用于電氣系統(tǒng)的物理形狀設(shè)計(jì)，允許設(shè)計(jì)人員在虛擬環(huán)境下解決復(fù)雜布線問題，同時(shí)使鏈接物理電氣系統(tǒng)與其功能性定義成為可能。針對電纜布線的廣泛性，EWR提供了線束的3D設(shè)計(jì)功能，設(shè)計(jì)人員可以在虛擬環(huán)境特別是在虛擬維護(hù)操作過程中隨意提取物理電纜的功能性用途。
1.4.3 電氣線束安裝設(shè)計(jì)
CATIA V5電氣線束安裝設(shè)計(jì)(EHI：CATIA Electrical Harness Installation)是一個(gè)專門用于在3D虛擬環(huán)境下進(jìn)行電氣裝置物理形狀設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，自然地，電氣設(shè)計(jì)從機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)境開始，然后二者完全集成。在3D環(huán)境和電氣裝置之間可以很方便地進(jìn)行關(guān)聯(lián)，也可以很方便地修改。EHI提供了一系列帶有幾何及電氣屬性的標(biāo)準(zhǔn)件，可以在機(jī)械裝配中進(jìn)行線束設(shè)計(jì)，因此可以得到完整的包含電氣系統(tǒng)的3D電子樣機(jī)。由于與機(jī)械裝配的集成，電氣線束可以連接在電氣設(shè)備上，也可以連接在機(jī)械部件上。設(shè)計(jì)人員可以充分享受了電氣設(shè)計(jì)與機(jī)械裝配完全集成的帶來的益處。
1.4.4 電氣線束展平設(shè)計(jì)
CATIA V5電氣線束展平設(shè)計(jì)(EHF：CATIA Electrical Harness Flattening)可以將EHI創(chuàng)建的3D線束展平，并產(chǎn)生相關(guān)的2D工程圖，以進(jìn)行檢查和歸檔。EHF提供了一整套工具來根據(jù)位置處理線束的不同線段以得到多種解決方案，允許設(shè)計(jì)人員根據(jù)線段的剛性情況來決定是展開，還是繼續(xù)保留原始彎曲形狀。而EHI所定義的3D機(jī)械約束關(guān)系仍然保留，因此該線段的彎曲半徑和長度仍是被約束的。
（轉(zhuǎn)載）
