來(lái)源：
國(guó)內(nèi)外汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度越來(lái)越快，各廠商都首選更改車(chē)身總成作為汽車(chē)產(chǎn)品更新?lián)Q代的體現(xiàn)，但全新車(chē)身開(kāi)發(fā)周期較長(zhǎng)，因此縮短車(chē)身總成開(kāi)發(fā)時(shí)間成為各大公司追求的目標(biāo)。
全新車(chē)身產(chǎn)品開(kāi)發(fā)主要包括產(chǎn)品策劃定義、產(chǎn)品設(shè)計(jì)（概念設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)）、產(chǎn)品驗(yàn)證及生產(chǎn)準(zhǔn)備四個(gè)階段（見(jiàn)圖1）。整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)必須按照企業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、流程、經(jīng)驗(yàn)參考已有車(chē)型數(shù)據(jù)及目標(biāo)樣車(chē)結(jié)構(gòu)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，由于每次開(kāi)發(fā)應(yīng)用相同結(jié)構(gòu)，相同的斷面及零部件，相同的設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)規(guī)則及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，造成車(chē)身整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)存在大量的重復(fù)性工作。例如，對(duì)于每一個(gè)車(chē)型來(lái)說(shuō)，都必須進(jìn)行人機(jī)工程分析和布置，而且全新開(kāi)發(fā)系列駕駛室人機(jī)工程布置工作從產(chǎn)品策劃定義到產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成大約需要10次以上的設(shè)計(jì)修改。每一次方案修改都是重復(fù)性勞動(dòng)，耗費(fèi)大量的設(shè)計(jì)時(shí)間。因此，如何避免重復(fù)性勞動(dòng)，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期成為首要問(wèn)題。
圖1 車(chē)身產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程
另外，在車(chē)身產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中，人才對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的周期和質(zhì)量同樣具有至關(guān)重要的作用，然而汽車(chē)設(shè)計(jì)專(zhuān)家人才流動(dòng)現(xiàn)象比較嚴(yán)重，如何穩(wěn)定這些人才也是目前各個(gè)企業(yè)需要考慮的問(wèn)題。
CATIA軟件是車(chē)身產(chǎn)品開(kāi)發(fā)常用的軟件，隨著CATIA的使用和發(fā)展，國(guó)外出現(xiàn)了很多新的與CATIA軟件相結(jié)合產(chǎn)品獨(dú)特的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)手段，例如DMU技術(shù)、模板技術(shù)、相關(guān)性設(shè)計(jì)方法等。其中，模板技術(shù)不僅能夠避免設(shè)計(jì)重復(fù)性工作，縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)企業(yè)的知識(shí)積累，國(guó)外主要汽車(chē)企業(yè)和設(shè)計(jì)公司在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中都使用此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)。
模板技術(shù)簡(jiǎn)介
模板技術(shù)是指以設(shè)計(jì)軟件為載體，將產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中頻繁應(yīng)用的幾何特征、典型結(jié)構(gòu)、典型斷面、典型零件、總成、設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)規(guī)則及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)IT化，形成單獨(dú)可以重復(fù)調(diào)用的使用庫(kù)或模塊文件?；?/SPAN>CATIA V5軟件的模板技術(shù)通常使用CATIA V5軟件中知識(shí)工程模塊提供的KBE（Knowledge Based Engineering）技術(shù)。KBE即基于知識(shí)的工程系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)過(guò)程中的知識(shí)進(jìn)行捕捉，從而定義產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)過(guò)程，采用知識(shí)的驅(qū)動(dòng)形成交互界面，對(duì)設(shè)計(jì)者提供合理設(shè)計(jì)解決方案的計(jì)算機(jī)集成處理技術(shù)。因此，通過(guò)KBE技術(shù)，知識(shí)被捕捉及正式化，設(shè)計(jì)者在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)充分使用專(zhuān)家和企業(yè)已有的知識(shí)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及國(guó)際法規(guī)，從而達(dá)到最佳設(shè)計(jì)效果。
模板根據(jù)IT化內(nèi)容的不同分為特征模板、零件模板、總成模板及流程模板。總成模板及流程模板對(duì)企業(yè)的開(kāi)發(fā)能力要求較高，企業(yè)本身必須具備獨(dú)立自主開(kāi)發(fā)的能力，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程化、規(guī)?；?biāo)準(zhǔn)化及規(guī)范化。一汽技術(shù)中心車(chē)身部目前定義部分特征模板見(jiàn)圖2。
圖2 一汽技術(shù)中心車(chē)身部目前定義部分特征模板
國(guó)外各大汽車(chē)廠商早已開(kāi)發(fā)自己的模板，各種模板的數(shù)量從100多個(gè)到上千個(gè)不等，并且應(yīng)用到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中，取得了良好的效果。從2005起，一汽技術(shù)中心與達(dá)索公司及迅利公司合作，借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本部門(mén)車(chē)身產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)特點(diǎn)，開(kāi)始定義和開(kāi)發(fā)車(chē)身設(shè)計(jì)模板的工作，目前已經(jīng)完成特征模板、零件模板及流程模板的定制，并應(yīng)用到商用車(chē)車(chē)身產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中。
流程模板的開(kāi)發(fā)與使用
技術(shù)中心車(chē)身部基于CATIA V5 R15版本開(kāi)發(fā)了人機(jī)工程設(shè)計(jì)流程模板和雨刮系統(tǒng)校核流程模板。這兩個(gè)流程模板將SAE標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及專(zhuān)家知識(shí)IT化，為人機(jī)工程設(shè)計(jì)和校核提供了有利幫助。人機(jī)工程設(shè)計(jì)流程模板及輸出報(bào)告見(jiàn)圖3。
圖3 人機(jī)工程設(shè)計(jì)流程模板輸出報(bào)告
下面筆者以雨刮系統(tǒng)校核流程模板為例介紹一下流程模板的開(kāi)發(fā)與使用。
雨刮系統(tǒng)校核是指在車(chē)身前期方案布置開(kāi)發(fā)階段或產(chǎn)品其他開(kāi)發(fā)階段根據(jù)已知的人機(jī)工程參數(shù)、幾何元素及法規(guī)，求出理論風(fēng)窗A、B、C區(qū)和實(shí)際風(fēng)窗A、B、C區(qū)，然后確定刮凈率（刮凈率為實(shí)際的A、B、C刮掃區(qū)面積與相對(duì)應(yīng)的理論A、B、C刮掃區(qū)面積之比）并校核的過(guò)程。目前技術(shù)中心車(chē)身部主要使用的法規(guī)是SAE J198《WINDSHIELD WIPER SYSTEMS — TRUCKS, BUSES, AND MULTIPURPOSE VEHICLES》。雨刮系統(tǒng)校核流程模板將上述過(guò)程IT化，形成專(zhuān)有設(shè)計(jì)模塊。
雨刮系統(tǒng)校核流程模板開(kāi)發(fā)過(guò)程是首先使用CATIA V5 R15軟件中Part Design和Generative Shape Design模塊建立雨刮系統(tǒng)幾何建模，A、B、C三個(gè)理論刮掃區(qū)是按照SAE J198法規(guī)中給定的角度值（見(jiàn)圖4），分別作95百分位的SAE眼橢圓上下切平面（在側(cè)視圖上為直線）和左右切平面（在俯視圖上為直線），這4個(gè)切平面與前風(fēng)窗相交得到4條交線，交線所圍成的玻璃上的那部分曲面，即為理論刮掃區(qū)。如果交線超出玻璃邊界線，或者與玻璃的交線距玻璃邊界（DLO）不足25mm，以距玻璃邊界（DLO）向內(nèi)25mm處的區(qū)域?yàn)闇?zhǔn)；實(shí)際刮掃區(qū)是根據(jù)已知刮掃器的尺寸、刮臂中心位置、前風(fēng)窗、刮掃軸的方向等參數(shù)，確定風(fēng)窗實(shí)際刮掃區(qū)域。
圖4 SAE J198規(guī)定分類(lèi)車(chē)型
以上建立的幾何模型必須使用知識(shí)工程模塊（參數(shù)、公式、VBSCRIPT等），模型必須具備相關(guān)性和參數(shù)化特性。
根據(jù)已經(jīng)建立的幾何模型使用POWERCOPY或UDF技術(shù)建立小模板，模板數(shù)量由模型的幾何復(fù)雜程度和具體設(shè)計(jì)過(guò)程決定，雨刮系統(tǒng)校核流程模板共建立5個(gè)小模板。
根據(jù)已經(jīng)創(chuàng)建的小模板，設(shè)計(jì)者在BKT模塊中提供的環(huán)境下，構(gòu)建知識(shí)的驅(qū)動(dòng)形成交互界面，最終完成流程模板創(chuàng)建工作。
雨刮器系統(tǒng)流程模板的使用流程分7個(gè)步驟，主要包括導(dǎo)入建模所需幾何條件，建立空的設(shè)計(jì)零件文檔，創(chuàng)建理論風(fēng)窗A、B、C區(qū)，創(chuàng)建實(shí)際風(fēng)窗A、B、C區(qū)，校核分析、優(yōu)化參數(shù)及輸出結(jié)果報(bào)告。雨刮系統(tǒng)校核流程模板優(yōu)化分析及校核流程模板程序提示見(jiàn)圖5、6。
圖5 雨刮系統(tǒng)校核流程模板優(yōu)化分析
圖6 雨刮系統(tǒng)校核流程模板程序提示
其中雨刮系統(tǒng)校核流程模板創(chuàng)建理論A、B、C區(qū)時(shí)，輸入條件有風(fēng)窗玻璃面、眼橢圓中心點(diǎn)、車(chē)身絕對(duì)坐標(biāo)平面、按用途分類(lèi)的車(chē)型（SAE J198）等。雨刮器系統(tǒng)流程模板包含所有SAE規(guī)定分類(lèi)車(chē)型；創(chuàng)建實(shí)際A、B、C區(qū)時(shí)輸入條件雨刮器固定點(diǎn)、風(fēng)窗玻璃面、雨刮器刮片初始位置、雨刮器刮片的長(zhǎng)度及雨刮器刮臂旋轉(zhuǎn)方式，本模型可以校核雨刮系統(tǒng)順擺和對(duì)擺兩種方式。
雨刮系統(tǒng)校核流程模板分析結(jié)果如果不能滿足要求，模板將提供兩種方式優(yōu)化分析，一種是更改刮臂長(zhǎng)度優(yōu)化實(shí)際刮掃區(qū)域；一種是更改雨刮布置點(diǎn)位置優(yōu)化實(shí)際刮掃區(qū)域。通過(guò)這兩種方式為設(shè)計(jì)師提供解決方案。因此，該模板不僅可以用于后期產(chǎn)品的校核，也可以用于前期的方案設(shè)計(jì)。
在優(yōu)化結(jié)束之后，如果A、B、C區(qū)刮掃面積符合SAE標(biāo)準(zhǔn)，則程序提示設(shè)計(jì)者可以進(jìn)行校核報(bào)告的生成。生成報(bào)告結(jié)果見(jiàn)圖7。
圖7 雨刮系統(tǒng)校核流程模板輸出報(bào)告
結(jié)束語(yǔ)
一汽技術(shù)中心通過(guò)與達(dá)索公司及迅利公司合作，定制2個(gè)流程模板，設(shè)計(jì)人員此后在人機(jī)工程設(shè)計(jì)分析方面不必再進(jìn)行重復(fù)性工作，提高了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的效率，縮短了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。流程模板使用也促進(jìn)和深化了本企業(yè)車(chē)身設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的流程化、標(biāo)準(zhǔn)化及規(guī)范化工作，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的知識(shí)積累。
（轉(zhuǎn)載）
