转辙机ZDJ9电动转辙机协同化研发

摘 要：本文讲述了使用PTC公司的CREO1.0软件，采用自顶向下的设计方法，在基于PTC公司的Pro/INTRALINK环境下协同化研发设计ZDJ9，电动转辙机的过程，并对协同化研发设计的优势进行了分析。
关键词：ZDJ9电动转辙机CREO

1.0 Pro/INTRALINK自顶向下 协同化

1672-3791（2013）01（b）-0036-02
西安铁路信号有限责任公司隶属于中国铁路通信信号集团公司，是1959年由铁道部直接规划和创建的、铁道部定点研发、生产铁路信号设备的专业重点企业。多年来，公司先后研制了多种型号的道岔转换设备产品，包括各种铁路道岔用的ZD6系列转辙机、ZD（J）9系列电动转辙机、外锁闭装置、安装装置等多种产品，图纸数量庞大。
随着铁路技术的进步，铁路系统对铁路信号产品的性能要求越来越高，设计和改型任务越来越多，设计和生产的时间要求也越来越紧，原始的图纸管理、设计管理凸显落后，存在的问题如下：（1）现有的产品研发模式设计周期长、难度大、效率低。（2）数据的安全性和准确性差。（3）数据积累和重用困难。（4）标准件、通用件、外购件缺乏有效管理。（5）无法开展有效的协同设计。
基于以上问题，公司引入了PTC公司的CREO1.0、Pro/INTRALINK软件来管理数据，它能对工程数据信息进行同时地传达交流操作，以及对复杂产品的相互关系进行

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管理。通过INTRALINK的数据管理功能，实现了ZDJ9电动转辙机的协同化设计，缩短了设计周期，为加工生产争取更多的时间成为可能。通过数字样机和仿真分析，减少了样机试制的费用，降低了研发成本。本文围绕ZDJ9电动转辙机对INTRALINK下的协同化设计实施进行介绍。

1 设计方法及步骤

使用Creo1.0、Pro/INTRALINK软件，采用自顶向下的设计方法，完成了ZDJ9电动转辙机的协同化设计，提高了设计效率和设计质量。其方法和步骤如以下几点。

1.1 确定设计师系统及产品功能划分

根据设计目的，在Pro/INTRALINK系统中确定产品的各个功能模块，形成产品结构树。并按照模块要求设定设计师的权限。如图1所示

1.2 总体设计师确定产品组成、布局和关键尺寸

ZDJ9转辙机总体设计师根据铁路道岔转换设备的总体要求、转辙机的相关技术要求和性能及可靠性要求，按优化设计原则，确定ZDJ9电动转辙机的功能模块、关键尺寸以及各模块之间的接口尺寸，形成了满足产品功能要求的总体设计方案；然后在此基础上，通过AutoCAD、word等软件构建ZDJ9转辙机整机草图，将关键尺寸、接口尺寸、约束条件、关键设计参数等设计信息进行汇总，以驱动整个产品的设计、修改；确定产品的装配关系；建立部件参数表，表中包括全局参数、关系和全局位置信息，以及组件、约束条件、需求、各部件的装配技术要求、整机装配技术要求。如图2所示

1.3 总体设计师创建ZDJ9转辙机整机骨架模型

总体设计师在CREO1.0中创建ZDJ9转辙机的整机骨架模型，将转辙机的真实结构，用线链、曲面、基准表达出来，建立转辙机的主要模块的主要结构、空间装配位置和各模块之间的接口。ZDJ9转辙机的整机骨架模型如图3所示。

1.4 骨架模型的检入及分发

总体设计师完成骨架模型的设计后，便可以通过CREO1.0的发布几何功能，自上而下地分解设计目标，将设计信息传递给各个模块的具体设计师。各模块的设计师从整机骨架模型中通过复制整机骨架模型中的发布几何来获取自己模块范围内的定位基准和关键的尺寸，而展开整个产品的设计过程是在上级模块所确定的边界内部，最后完成产品总体性能上的最优设计。各模块的设计人员和总体设计的人员通过采用INTRALINK软件就可以同时的开展设计，这两组工作人员还可以进行相互参考设计。主要是由总体设计人员先将骨架模型加入到INTRALINK软件的公用区内，然后，各模块的设计人员便可从公用区中得到自己模块所属的发布几何，完成骨架零件分发。因此，各设计人员在INTRALINK软件的公用区中可以得到自己需要的最新的设计资料。

1.5 各模块设计师开展自己的设计工作

各个功能模块的设计师根据上一级设计师给出的骨架文件在本地具体化后开始设计工作，创建方法有如下两种，可按实际情况选择。
（1）在装配中，建立零部件，然后利用复制几何功能复制属于本功能模块的发布几何，做为生成实体的基础。
（2）简单零件直接根据需要设计。如图4所示

1.6 ZDJ9电动转辙机整机的装配

各级设计师根据骨架信息，自下往上，逐级构造装配件，直至完成最终产品的装配。如图5所示

2 自顶向下进行协同化研发的优势

2.1 有效的协同化开发团队

在没有INTRALINK之前，团队之间的协同只能通过开会，面对面地交流，以及数据的拷贝，进行信息共享。INTRALINK通过提供单一的数据存储空间，不但将不同的设计人员组织在一起，共同完成一个项目的设计任务，还实现了设计数据的及时共享。每个设计人员不仅是数据的提交者，也是数据的使用者。设计团队在INTRALINK提供的虚拟空间中协同工作，减少因沟通不便带来的设计延误。在Pro/INTRALINK中，团队是按角色进行管理，每个人可以在一个团队中承当不同的角色，每个角色被赋予不同的权限。

2.2 信息共享和安全控制

在某些方面，信息的共享和安全是相互排斥的，但是它们在INTRALINK中得到很好的统一。INTRALINK不仅通过公共区实现了数据的共享，还通过状态以及权限策略保证数据的安全性。它通过基于文件夹的权限设计，为数据提供安全访问。系统可以定义，谁可以访问什么状态的数据。为了防止两个以上人员同时修改同一个数据的情况，INTRALINK提供了检出/检入机制，保证在一个人员修改数据的时候，其他人员只能查看而不能修改该数据。所有修改的数据都保存在INTRALINK中，便于查询和使用历史数据。

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2.3 设计人员可集中精力进行设计，无须做数据管理工作

数据管理工作完全由INTRALINK系统实现，各设计师不必花费精力去考虑数据文件的存储、版本、更新以及设计变更后通知相关人员的问题。INTRALINK系统是控制数据相关性和变更在所有设计部门间传递的极佳工具。

2.4 转阶段管理

通过阶段基线，对特定时间点的技术状态进行标识和记录，获得特定状态唯一的模型结构树。通过批量转换阶段标识和调整模型结构树，简化新阶段的初始化工作。通过转阶段管理不仅保证数据的齐套性，方便设计评审，还可以对设计历史进行追溯，提高设计质量，缩短设计复查时间。

2.5 可有效提高设计效率

使用INTRALINK系统，采用自顶向下的协同化设计方法，可保证产品的关键信息始终处于整个设计的核心，而设计过程则是通过捕捉核心设计信息的修改将自动更新整个产品系统。总体设计师对于总体结构、尺寸和分系统接口尺寸的更改能迅速自顶向下传递到各个子系统并自动更改，分系统设计工程师无需进行更改工作。增加了设计的灵活性，极大提高了设计效率。

2.6 可有效避免人为错误

在设计过程中可有效避免接口不一致、零部件干涉等人为错误；若要求生成二维图，则可完全避免视图错误和画法几何错误。

2.7 可有效避免重复工作

在INTRALINK环境中建立标准件库、常用件库，在设计师需要时直接插入模型即可。由于INTRALINK采用开放的产品模型信息访问环境，因而在进行设计工作时，对于INTRALINK系统中已存在的数据均可方便的直接使用或借用，避免了重复工作，提高设计效率。
3 结论
通过使用CREO1.0、Pro/INTRALINK软件，并使用自顶向下的设计方法，圆满完成了ZDJ9电动转辙机的协同化研发设计。ZDJ9电动转辙机协同化设计小组第一次近距离的在工作中接触到和使用到了先进的产品数据管理方法，提高了工作效率，加强了团队设计协同。借此契机，以企业信息化带动整个工作效率和管理效率的提高成为今后工作的一个方向。同时，企业级的信息化工作还要面临更多的挑战，将先进的解决方案引入的同时，更多的工作是将其与企业实际相结合并发挥作用。
参考文献
李凯.宇航火箭发动机自顶向下的并行设计[D].PTC技术论文精选，2003.
侯立芸.应用Pro/INTRALINK建立产品开发数据共享平台[D].PTC技术论文精选，2003.
[3]羊玢.制造业PDM技术的分析与思考[D].PTC技术论文精选，2003.