基于CREO和Windchill的TopDown协同设计

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基于CREO和Windchill的TopDown协同设计

作者：黄忠伟

来源：《工业技术创新》2024年第02期

摘; ;要： 为达到异地协同设计、减少设计成本、缩短设计周期的目标，提出了一种基于CREO设计工具和Windchill设计平台的TopDown协同设计方法论。借助总体和系统、系统和系统间的协同设计，以及构建的设计数据更新流程，实现了本地和异地资源的充分利用，提高了产品设计效率和一次性成功率，使设计人员可以将更多的精力投入到产品创新设计中。基于CREO和Windchill的TopDown协同设计理念，为其他相关行业树立了典范。 关键词： CREO;Windchill;TopDown;协同设计;产品创新设计

中图分类号：TH126.2， TP399; ; ; 文献标识码：A; ; ; 文章编号：2095-8412 （2024） 01-103-04

工业技术创新 URL： http： //www.china-iti.com; ; DOI： 10.14103/j.issn.2095-8412.2024.01.017 引言

国内某工程机械行业企业的工程机械产品技术不断进步，获得全球市场认可。面对数量猛增的国内外订单和日益增长的全球化市场需求，该企业仅依靠本地集中式的技术研发、产品试验和应用等已经无法满足市场需要。因此，企业从战略角度出发，在国内外不同区域规划建立研发中心，期待能够充分利用各区域的人力资源，通过研发中心间的异地协同设计，实现减少设计成本、缩短设计周期的目的。这一规划同时有利于与客户实现快速充分的沟通，有助于研发出符合客户要求的产品[1]。

随着客户对产品质量的要求不断提高，设计人员需要利用更有效的设计手段，准确、快速地完成产品的设计[2]。为实现这一目标，企业提出了基于CREO设计工具和Windchill设计平台的TopDown协同设计方法论。 1 CREO、Windchill及两者的集成 1.1; CREO

CREO是参数技术公司（PTC）的主要产品，是大多数工程机械企业使用的产品三维设计工具，是新一代参数化建模软件，不仅功能强大、可靠耐用，而且具有丰富的集成功能、友好的界面，使得设计更灵活、效率更高[3]。

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1.2; Windchill

Windchill也是PTC的主要产品，是一种产品生命周期管理平台。充分利用Windchill的优势，可以为产品的整个生命周期提供协同设计工作环境[4]。 1.3; CREO与Windchill的集成

将CREO与Windchill无缝集成，能够实现产品设计、模型图纸管理审批发布等一系列活动。Windchill中提供了良好的应用集成接口，能够有效地与CREO集成，使得设计数据在最大程度上共享，真正实现产品设计的协同[5]。主要实现功能有： （1）CREO数据的检入和管理，彼此关联关系的保持;

（2）CREO数据的检出、下载、修改和查看，以及图纸修改权限的有效控制。 2; TopDown设计

2.1; TopDown设计的原理和意义

TopDown设计，顾名思义，是以建立顶级设计规划，并将规划逐级向下传递作为设计准则的一种设计方法[6]。通过CREO的相关性功能，设计意图及其变更可以自顶层向诸如零件和图纸的底层传递，从而使产品的可修改性大大提高，修改的工作量也大大降低，同时还能保证各部件设计的一致性。TopDown设计方法符合产品设计流程和设计人员的思维过程，便于实现多个子系统的协同设计[7]。 2.2; TopDown设计的基本流程

在Windchill平台下，熟练灵活地运用CREO软件，采用TopDown的设计方法，可以大大提高产品的设计效率和质量，为实现协同设计创造条件。图1所示为典型的TopDown设计流程。

（1）确定设计意图。产品经理列出产品的主要关键参数，建立总体布置图，在CREO的Layout中表达设计意图。

（2）建立大模块包络。在总体骨架布置前准备一些相对独立的大模块包络零件，以便在總体骨架模型中布置空间占位，如发动机、变速箱等。

（3）建立装配结构。由产品总体设计师建立产品装配结构，即产品分系统装配模型。分系统装配模型是空的装配，用于分发给各专业组进行协同设计。

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（4）建立总体骨架及发布骨架。总体设计师建立产品总体骨架模型，确定整个设计方案的几何布置，提供位置定义和控制整个设计结构。总体设计师在分系统装配模型中创建发布骨架模型，将设计信息、总体布局信息复制到发布骨架中，以传递给分系统。

（5）建立子系统装配结构。由子系统设计师在总体给定的分系统装配下，建立本子系统装配结构。

（6）建立子系统骨架。子系统设计师创建子系统骨架模型，并从发布骨架模型中复制相关几何过来，然后进一步细化骨架模型。

（7）子系统详细设计。通过外部复制几何把骨架复制到零件后，参照骨架设计出零件模型。

（8）CREO出工程图。零部件建立完成后，按照标准在CREO中进行出图，并检入到Windchill平台。 3; 协同设计实现过程

协同设计就是多个设计师同时开发同一个产品。这种协同甚至可以是企业级的协同或者异地协同。协同设计是将来产品设计平台建设的一个主流方向。 3.1; 协同设计环境的构建

首先，产品设计采用TopDown的设计方法。通过CREO的TopDown设计工具及其与Windchill的无缝集成，构建产品协同设计环境，设计条件自顶向下在系统间传递，保证设计条件的一致性。

其次，构建Windchill副站群，分布在异地。副站群的作用是保存异地设计数据，并定期同步到主站，实现数据快速下载和共享，保证整个项目组能够协同并行、快速地完成产品设计[8]。

最后，构建分布式图纸可视化服务，使图纸在异地服务器上快速生成轻量化图纸，方便图纸查阅、审签发布。 3.2; 协同设计过程的实现

实现总体和系统、系统和系统间的协同设计过程，如图2所示。在产品开发过程中，总体设计师使用CREO把设计条件和控制参数发布在发布骨架模型里，并检入到Windchill平台。系统设计师首先把安装有发布骨架模型的子系统装配模型检出到自己的工作区并打开，在其中创建子系统骨架模型，并从发布骨架模型中复制相关几何信息到子系统骨架模型中，以继承设计条件，然后开展系统详细设计工作。同时在设计过程中，子系统创建子系统发布骨架，发布