產品研發設計服務數據質量驗證系統應用方法的研究

潘康華，王云鋒，肖承翔

（機械科學研究總院中機生產力促進中心，北京　100044）

產品研發設計服務數據質量驗證系統應用方法的研究

潘康華，王云鋒，肖承翔

（機械科學研究總院中機生產力促進中心，北京100044）

論文對產品研發設計服務數據質量的驗證要求進行了分析，提出了產品研發設計服務數據質量驗證系統的基本規則、基本流程，并以Pro/E Wildfire 4.0平臺為例，介紹了產品研發設計服務數據質量驗證系統的檢查內容和應用方法。

產品研發設計；數據質量；基本規則；基本流程；應用方法

0　引言

隨著三維CAD數字化定義等新的設計方法和模式在產品研發設計中的大規模應用，大大提高了設計效率。同時，由于不規范的設計及數據轉換，也帶來了大量的數據規范性和質量問題，造成產品研發設計服務數據文件中存在各種各樣的缺陷。這些缺陷往往不可避免的存在，而且大部分是不能被設計人員察覺的，因此需要一個工具能夠迅速檢測出數據文件中存在哪些問題、知道它們在什么地方，并快速消除掉這些缺陷。

我們深入兵器、工程機械、航天、航天等國內信息化水平較高的行業重點企業進行調研，并根據調研收集的產品設計研發服務數據質量的相關標準和規范要求，借助信息技術的自動化手段，進行產品設計研發服務數據質量驗證要求分析，并形成軟件產品——產品研發設計服務數據質量驗證系統，從而保證產品研發設計的質量和效率，提高設計研發的復用性，縮短開發周期，加快產品的創新速度。同時，也為后期的CAM、CAE等系統提供可靠的模型數據。

1　產品研發設計服務數據質量驗證要求分析

隨著計算機技術的發展和三維CAD技術的成熟、普及，目前絕大多數企業都已經實現了工程圖從手工繪制到計算機繪制的轉變。更有甚者，部分信息化程度較高的企業已經實現將三維數模作為產品研發設計的唯一依據。產品數字化定義模型作為產品信息的重要源頭，已成為進行工程分析、模擬裝配、數控編程等后續工作的主要數據基礎。這種產品定義數據載體的變化，對新的設計環境下的產品研發設計服務數據質量驗證提出了新的要求。

1.1基本原則

為保證產品數字化定義數據沒有質量問題，所有數據文件可以穩定、快速、正確的打開、審查和再定義，進行產品研發設計服務數據質量驗證時需遵循以下原則：①必須將企業內部的產品設計規范、建模標準、管理標準等相關質量控制標準及規范進行積累、提煉和固化，將檢測實例抽象成可描述的對象，封裝了待檢測的元素對象、判斷檢測是否通過的判斷條件、檢測函數，從而實現將相關質量標準、質量規范融到系統中，作為檢測的依據；②以產品定義數據文件的有效性、規范性和可制造性為重點，對產品全生命周期過程中涉及的數據文件本身缺陷和規范化要求進行提煉，在設計端提前進行控制；③結合產品設計過程，在設計的各個環節及不同成熟度期間進行產品研發設計服務數據質量驗證檢測，并在數據交換、數據發布或者上載到相應PDM等管理系統前完成。

1.2基本流程

為了提高產品研發設計服務數據質量驗證的效率，確?？梢匀毕菁磿r發現，即時修改，將產品研發設計服務數據質量驗證系統以二次開發插件的形式集成到相應的CAD設計軟件中。在產品數字化定義過程中，進行產品研發設計服務數據質量驗證的基本流程如圖1所示。

圖1　基本流程

1.3要求劃分

每個企業都有自己的產品研發設計服務數據質量驗證要求，這些要求有的是定量的，有的是定性的，有的是強制性的，有的是參考性的。為了對這些龐雜的要求進行有效管理，需要將這些約束和規范準確、有效的提煉、總結，轉化為計算機可以識別的規則。

首先設定這些要求的判斷依據，我們把它定義為判定值，判定值一般分為兩類：①定性類判定值：即是非類判定值；②定量類判定值：即可以定量描述的判斷值，如線型、字體高度、最小曲線半徑等。

其次可以按缺陷對設計的影響程度，對這些要求進行歸類劃分。我們把它定義為錯誤級別，一般分為3級：

第一級為嚴重錯誤：嚴重影響后續產品設計或分析，驗證檢查不通過；第二級為一般錯誤：對后續產品設計或分析影響較小，但在一定時間內允許存在此類錯誤，該類錯誤數量不超過5個時，驗證檢查不通過；第三級為輕微錯誤：對后續產品設計或分析影響輕微，可以不進行修改，驗證檢查通過。

2　產品研發設計服務數據質量驗證系統應用

目前CAD設計軟件的種類很多，版本也不相同，主流的二維CAD軟件有AutoCAD，三維CAD軟件有UG NX、Pro/E、CATIA等。以Pro/E Wildfire 4.0平臺為例，通過開發，實現產品研發設計服務數據質量驗證系統客戶端程序與Pro/E平臺無縫集成。這樣，Pro/E環境下，對當前打開的三維模型或二維工程圖就可以進行產品研發設計服務數據質量驗證檢測，功能界面如圖2、圖3所示。

圖2　執行程序的初始界面

圖3　執行程序的檢測結果界面

其中，界面上顯示的檢測項可以根據企業自定義的質量可靠性要求、標準化要求進行配置，并按照Pro/E文件格式（零件.prt、組件. asm、工程圖.drw）的不同，將檢測項劃分為模型檢查、組件檢查和工程圖檢查三類，主要檢查項內容見表1。

表1　主要檢查項

3　結論

產品研發設計模式將逐漸從傳統手工設計轉變為數字化產品設計，數字化產品數據質量會顯得越來越重要，產品研發設計服務數據質量驗證系統可以根據企業要求進行定制，是控制數字化產品數據質量的有效工具，借助系統提供的人機交互和自動修復功能，可以保障企業中產品數字化定義數據文件的穩定性、優質性，提高企業產品數字化設計質量控制和標準化審查的工作效率。

Research on Application Method for the Quality Verification System of Product Development and Design Service Data

PAN Kang-Hua，WANG Yun-Feng，XIAO Cheng-Xiang
（China Productivity Center for Machinery，China Academy of Machinery Science&Technology，Beijing 100044，China）

In this paper，product design service data quality validation requirements were analyzed，and the basic rules and the basic flow of the quality verification system of product development and design service data were presented.With the Pro/E Wildfire 4.0 platform as an example，describes the checking content an application method of the quality verification system of product development and design service data.

product design；data quality；basic rule；basic flow；application method

TP39

A

10.3969/j.issn.1002-6673.2015.01.006

1002-6673（2015）01-017-02

2014-11-27

項目來源：2012年國家科技支撐計劃課題資助（高技術服務業關鍵技術標準研究及應用示范-2012BAH35F03）

潘康華（1987-），男。研究方向：企業產品設計信息化技術與開發；王云鋒（1981-），男。研究方向：企業產品設計信息化技術與開發。