基于PRO/E软件与PDM系统集成的大型钢结构三维设计管理模式

在与传统大型钢结构生产设计的结合应用过程中，PRO/E作为设计软件，主要提供了更先进的设计平台和更好的信息载体，而三维设计价值的充分体现还有赖于整个设计管理体系的架构。鉴于此，采取了先将PRO/E软件与PDM系统集成，然后以PDM系统为信息管理中枢，实现三维设计信息对套料软件、CAPP系统以及生产管理系统有效控制的总体集成方案。通过系统集成，原有的三维设计组织工作模式得到了明显改善，三维设计信息也得到了有效管理、控制和延伸，三维设计流程还实现了系统管理。

1 系统集成前后的三维设计组织工作模式

在仅有PRO/E软件的环境下，大型钢结构产品的三维设计主要采用文件共享的工作模式。即在共享工程项目文件夹中建立框架模型总装配体、各节段和通用件子文件夹，各团队成员然后在共享文件夹上进行相应分/节段的三维设计。

而在PRO/E软件与PDM系统集成的环境下，团队三维设计主要采取本机建模与定期入库相结合的方式。即先将产品的框架模型入库到PDM系统，再通过PDM系统将分/节段设计任务分给设计人员，设计人员通过身份验证访问PDM系统，找到相应设计任务并提取相应的框架模型到本机，便可在本机进行三维建模，待建模到一定阶段再将设计数据送回PDM系统，实现数据更新。这种系统集成的三维设计工作模式更有助于提高团队三维设计整体效率和数据管理控制力度。

2 三维设计信息的有效管理、控制和延伸

2.1 三维设计信息的管理控制

在三维设计体系中，由PRO/E软件产生的三维设计信息包括三维实体模型、完善零件图、单元件图和节段总成图等，目前对这些设计信息的管理控制集中体现在保证信息的唯一性上，相应管理方式主要有三种：

(1) 数据检索，即通过搜索数据代码避免首次入库信息与数据库中已有信息的冲突。在三维实体建模过程中，对于在本机新建的零部件，通常需通过PRO/E插件(PRO/E与PDM数据交换接口)在PDM系统中对零件编码与工程编号的组合进行查找，仅当这种组合不存在时，新建的零部件在后续入库时才比较安全。

(2) 状态控制，即主要通过“检出”和“检入”两种状态避免设计信息同时存在于本机和数据库中。“检出” 状态表明设计信息处于本机而不在服务器中，同时PDM系统将显示设计信息的“检出”标识；而当设计信息检入(仅处于“检出” 状态的设计信息才能检入)时，PDM系统将先用本机最新设计信息覆盖数据库中相应信息，再删除本机信息，并取消设计信息中的“检出”标识。三维实体模型、单元件图和总成图数据的出入库均通过该方式实现。

(3) 版本控制，即通过新版本自动覆盖旧版本的方式来保证数据的唯一性，完善零件图数据的更新即采用此方式。

2.2 三维设计信息的延伸

作为三维设计的信息源，产品的三维模型不仅是生成图表的基本信息，而且还可作为信息载体，实现设计信息向管理系统和套料软件的延伸。

首先在进行三维模型中工艺路线参数的编辑时，可通过PRO/E插件连接CAPP系统的工艺资源管理器，直接调用工艺卡代码，实现对工艺信息的传载。在套料设计环节，套料任务的创建、套料零件清单的编辑以及套料零件装焊去向的记录均在EBOM文档上实现，而EBOM文档则是产品三维模型树与生产系统中批次信息的综合；套料任务中零件的筛选严格按照产品三维模型中定义的材质、规格(含板厚)、类型(套料件或自制件等)等参数进行；套料设计必备的完善零件图是由三维模型经零件分离得到，可见在套料设计环节，三维模型作为信息载体的价值得到了充分体现。

3 三维设计的系统管理流程

(1) 项目主管

在接到正式产品设计项目后，应先由项目主管直接依次完成以下工作内容：

<1> 项目立项，即在PDM系统上创建和启动产品三维设计项目，设定项目周期并指定负责人，并引入产品的任务流模板；

<2> 组建项目团队，即在新建项目上创建项目团队、指定项目成员并配置相应权限；

<3> 工艺任务和框架设计任务分派，即将专用工艺和焊接工艺任务分派给工艺主管，同时将框架设计任务分派给产品主管。

(2) 工艺主管

在接到工艺设计任务后，工艺主管应根据工艺设计内容组织工艺员在CAPP系统下进行工艺文档的编制，并保证在三维设计人员填写工艺信息之前完成所有工艺文档。

(3) 产品主管

按系统管理流程的顺序，产品主管需依次组织完成以下工作：

<1> 组织框架设计并完成框架模型入库。产品主管在收到框架设计任务后，依次进行产品板单元划分和详细编码制订等准备工作、框架模型的方案设计及详细设计，待框架模型设计完毕，通过PDM系统的产品BOM展开工具入库。

<2> 生成工程模型及EBOM文档对象。首先由生产管理人员根据框架模型和生产安排建立产品的批次信息，产品主管再通过PDM系统的工程BOM展开工具生成工程模型，并在工程模型上创建EBOM文档，以备套料设计所用。

<3> 组织完成三维实体建模。由产品主管在PDM系统上先以分/节段为单位将三维实体建模任务分给设计人员，待设计人员完成相应分/节段三维实体建模并按工艺要求完成工艺信息后，再对设计人员提交的三维模型进行审核，直至审核通过。

<4> 完善零件图的入库关联及EBOM文档属性计算。产品主管应根据套料设计优先原则，先组织三维设计人员完成完善零件图的设计审核及入库关联，然后对EBOM文档依次进行核算号、加工数量及可变属性计算。

<5> 组织完成二维工程图设计审核。

(4) 套料主管。

以产品主管完成完善零件图入库关联和EBOM文档属性计算为标志，套料主管可正式启动套料设计管理流程，首先在EBOM文档的生产批次节点上进行套料设计任务的创建、编辑及下达，待套料设计人员完成并提交套料设计任务后，再进行套料任务的审核，若审核通过，则进行任务的预发布，生成NC代码。

当完成一个批次的设计任务后，项目主管将协调工艺主管、产品主管以及套料主管进行设计信息的正式发布，数据将正式进入生产管理系统。

根据以上对大型钢结构三维设计主管角色和系统管理流程的叙述，项目主管借助PDM系统可进行项目的整体组织及关键设计节点的在线监控，起到对项目全局性把握的作用；工艺主管借助CAPP系统组织产品工艺信息的在线编制，可实现工艺信息的不断积累、沉淀以及对产品建造工艺的整体把握；产品主管通过PRO/E软件与PDM系统的结合应用，不但可实现由框架设计到图表生成整个三维设计流程自身的合理组织、管理和有效控制，而且还可实现对工艺信息和套料原始信息的全方位有效控制；套料主管借助PDM系统和套料软件，根据产品主管提供的初始信息，按生产的节奏组织套料任务的管理和设计，可实现对套料资源的最优化配置。通过以项目主管、产品主管、工艺主管和套料主管为主的设计管理层之间的明确分工和组织协作，大型钢结构三维设计逐步形成了组织严密、层次分明、流程紧凑和管理有序的管理系统。