927455-TOP Down自顶向下设计说明

齐齐哈尔PLM一期项目
TOP DOWN自顶向下设计说明
2008年1月V1.0
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文档历史：
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目录
1.0概述 (5)
1.1.编写目的 (5)
1.2.定义和缩写 (5)
1.3.参考文件 (5)
2.0软件环境 (6)
3.0TOP Down设计过程 (6)
3.1.阶段1：布局图设计 (6)
3.2.阶段2：定义产品结构 (7)
3.3.阶段3：骨架模型设计 (8)
3.4.阶段4：设计意图传递 (9)
3.5.阶段5：下层零件的详细设计 (9)
4.0Teamcenter的Pro/ENGINEER数据管理方案 (11)
4.1.Pro/ENGINEER 数据集类型 (11)
4.2.依赖关系管理 (12)
4.3.启动文件 (13)
4.4.属性映射 (15)
4.5.可视化数据 (17)
4.6.命名定义 (17)
4.6.1 Item ID (零组件ID) (17)
4.6.2 Item Name (零组件名称) (17)
4.6.3 Dataset Name（数据集名称） (18)
4.7.非精确BOM和精确BOM (18)
5.0基于Top-Down 的产品设计应用 (19)
5.1.设计团队的组建 (19)
5.2.并行设计开发环境 (19)
5.3.启动ProE Manager (20)
5.3.1从“开始”菜单 (20)
5.3.2从命令行窗口 (21)
5.3.3从TcEng中打开Pro/E Manager (21)
5.4.布局设计 (22)
5.5.骨架模型设计 (24)
5.6.数据调用 (27)
5.7.数据检入和检出 (28)
5.7.1数据检入 (28)
5.7.2数据检出 (29)
5.8.数据打开 (30)
5.9.数据保存 (32)
5.10.建立基线 (33)
5.11.数据更新 (35)
5.12.数据审批 (36)
5.12.1流程类型 (36)
5.12.2流程工作模型 (36)
6.0备注 (39)
1.0 概述
1.1. 编写目的
本报告是UGS向齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司（以下简称齐车）提交的本期数据库项目计划阶段的交付文档之一，用于明确Pro/E数据管理及Top-Down设计过程支持。

1.2. 定义和缩写
1.3. 参考文件
(1)项目工作说明书SOW
(2)齐车现行标准及规范
(3)ProE建模规范
2.0 软件环境
按照如下方式配置Pro/ENGINEER的集成设计环境。

3.0 T OP Down设计过程
3.1. 阶段1：布局图设计
Layout的作用好像中央控台, 操控着产品内的重要参数。

透过修改参数来驱动产品的外形, 结构以及装配关系之变化, 使产品变形能在很短时间内完成。

在使用Pro/ENGINEER进行任何工作之前，运用建立草绘、明细表、研究书等方式去定义项目的目的、功能与设计，把控制产品主要尺寸在layout中用参数表达并列出。

当总体任务书和骨架模型发生变化时，各部件的相关信息都会及时发生变化。

而各部件设计完成后，整个产品就自动装配起来。

下图是该敞车的总体规划图。

铁路货车总体设计参数
3.2. 阶段2：定义产品结构
产品设计负责人定义产品结构总成，分解下层系统的设计任务。

3.3. 阶段3：骨架模型设计
在设计项目的过程中的任何时刻，随时都会有使用者存取数据及在设计模型上工作。

假如所有的使用者都在项目的顶层工作，将可能因协调不足，而造成设计上的冲突，且设计过程也将变得更复杂。

使用骨架零件技巧，可在组件结构树中任意层的两模型间沟通。

借着在较上层的组件建立，而应用在模型的较下层；就像一座桥，将讯息由较上层组件往下传，或在组件结构树中的平行层之间传递。

敞车总体设计骨架
3.4. 阶段4：设计意图传递
可以使用复制几何、外部复制几何及发布几何特征或将Layout宣告到某一零件或组件，借由这个方式，可以将顶层的设计信息传递给下层的零组件以利于进行细节设计！它们都是的自顶向下的设计强有力的工具，允许互相之间沟通相关的设计标准。

通过在模型之间复制参照几何，可以在零组件之间传播大量设计信息，且始终保持关联。

3.5. 阶段5：下层零件的详细设计
（1）零件设计是在总体的发布信息基础上实现的
（2）零件设计完成后，自动获得最终的总体装配
（3）装配图设计：参照装配模型自动生成装配视图，自动统计装配BOM，自动获得各零部件个重和总重，自动统计计算产品总重。

装配图纸随装配三维模型的变化而变化。

（4）零件图设计：参照零件模型自动生成零件图，自动标注尺寸，零件图纸随零件三维模型的变化而变化。

4.0 T eamcenter的Pro/ENGINEER数据管理方案
Teamcenter Engineering Pro/ENGINEERING Manager模块是与Pro/E的协同管理工具，通过他你可以在TCEng的数据库中创建、存储、获取您的Pro/E模型数据。

齐车公司目前采用Pro/E软件进行设计工作，因此采用本模块进行本次实施。

4.1. Pro/ENGINEER 数据集类型
P ro/ENGINEER Manager目前支持下列Pro/E数据类型:
►零部件(.prt)
►组件(.asm)
►二维图纸(.drw)
►布置图(.lay)
►图框(.frm)
►草图(.sec)
这些数据格式在Teamcenter Engineering中通过数据集（Dataset）的形式进行管理，下面就是在Teamcenter Engineering中用到的数据类型。

4.2. 依赖关系管理
齐车将采用统一的业务流程和Teamcenter配置来管理Pro/E数据，不同的数据间将产生许多对象关系，这些关系一定程度上反映了设计逻辑，下列数据关系将在Teamcenter Pro/ENGINEER Manager环境中支持。

►组件和零部件
►零件族表
►二维图和三维模型
►布置图和相关的三维模型
在Teamcenter Engineering中，通过使用GRM (General Relation Management)来管理以上的关系，如IPEM_dependency和IPEM_mandatory_dependency等。

当用户使用更新命令时，Teamcenter Engineering可以使用这些关系来更新相关的零部件。

从以下对话框可以看出，当用户打开一个零部件时，此零部件及零部件相应族表的对象。

零部件实例
零部件族表对象
以下对话框显示当用户打开一个零部件时，此零部件与其布局的关系。

驱动模型
布局文件
4.3. 启动文件
Pro/ENGINEER 的种子文件可以保存在Teamcenter中，以实现自顶向下的设计过程。

种子文件的格式可以是*.prt、* .asm 和* .drw 。

下图显示种子文件在Teamcenter中的定义。

种子文件可以在ipem.xml中进行配置。

种子文件设置后，当用户打开一个空的数据集，同时会自动加载一个模板文件。

如你可以在Teamcenter客户端创建一个组件以及其子部件，然后在PSE中创建产品结构，最后将BOM发送到Pro/ENGINEER中。

此时，用户可以在为这个装配中为每个对象创建相应的模型。

用户在
创建新模型或图纸前可以引用一个模板文件，如A0、A1图纸。

在模版文件中可以预设置一些信息。

建议使用如下方式来管理模版文件。

Teamcenter使用Item来管理模版文件，以便用户统一的进行访问。

为了方便用户使用，CAD系统管理员可以将这些文件设置为共享，然后在每个客户端的Pro/ENGINEER config.pro中定义路径。

这样，当用户完成图纸操作，并将其保存到Teamcenter中时，系统会将相关的关系也同时保存。

下图显示在Pro/ENGINEER中必须设置的参数。

当在Pro/ENGINEER中创建一张新图纸时，你就能看到设置为共享的存放模版文件的目录。

完成图纸操作后，执行保存当前图纸和模型的操作，图纸模版也会作为相关性的对象保存到系统。

4.4. 属性映射
当一个模型从Teamcenter中检出，并在Pro/ENGINEER中打开时，零组件、零组件修订版、数据集或属性表等属性可以自动地映射到
Pro/ENGINEER的模型中去。

同样当一个模型从Pro/ENGINEER保存到Teamcenter中时，其属性也可以自动地映射到Teamcenter中去。

这些映射方式在Pro/ENGINEER Manager配制文件中进行设置，可以指定哪些属性能映射，以及通过何种方式映射。

一般而言，从Teamcenter映射到Pro/ENGINEER的属性有：
►Item ID
►Item Name
►Item Revision ID
在Pro/ENGINEER环境下，可以在参数中查看这些属性，也可以在装配导航树察看这些属性。

4.5. 可视化数据
用户可以通过选中辅助文件中的保存JT文件来创建JT文件。

二维图纸在
保存时也可以以CGM的格式来自动地创建。

4.6. 命名定义
4.6.1 Item ID (零组件ID)
所有零组件的ID在Teamcenter中都必须是唯一的。

当把Pro/ENGINEER 数据保存到Teamcenter时，用户可以为每个对象自动地赋予一个符合规则的
ID。

对于族表零部件，用户也可以为其分别赋予一个ID。

4.6.2 Item Name (零组件名称)
初始情况，零组件的名称的填写是不受限制的。

如当用户将一个Pro/ENGINEER保存到Teamcenter时，零组件的名称在缺省情况下是和数据集的名称保持一致的。

4.6.3 Dataset Name（数据集名称）
在Teamcenter Engineering Pro/ENGINEER Manager环境下，数据集名称不可以含有“/”。

当创建一个新的Pro/E数据时，用户可以注意到其命名方式都是以“ <item_id>_<item_rev_id>”的形式自动创建。

4.7. 非精确BOM和精确BOM
在Pro/ENGINEER Manager中用户也可以选择是否使用精确和非精确BOM。

5.0 基于Top-Down 的产品设计应用
5.1. 设计团队的组建
产品研发是一个自上而下的设计过程，对于铁路货车这样的复杂产品设计来说，总体根据产品性能及功能要求，定义各分系统的空间占位、连接关系、分配重量、定义重心，然后以总体任务书和骨架模型的形式检入到Teamcenter环境中，各部件设计工程师在Teamcenter Pro/E Manager环境中检出总体任务书和骨架模型，拷贝出与自己相关的设计参数，然后按照总体的意图进行设计，设计完成后将设计结果检入到Teamcenter 的环境中。

这样，当总体任务书和骨架模型发生变化时，各部件的相关信息都会及时发生变化。

而各部件设计完成后，整个产品就自动装配起来。

5.2. 并行设计开发环境
自顶向下设计方法主要应用于产品的设计部门，基于产品Teamcenter管理系统统一数据管理。

5.3. 启动ProE Manager
5.3.1从“开始”菜单
从Window菜单“开始”->所有程序->UGS Teamcenter 2007 ->Teamcenter Engineering 2005 for ProENGINEER，如图所示。

启动后，出现Pro/E界面，菜单栏上多了一个Teamcenter菜单列，如图所示。

5.3.2从命令行窗口
另外，也可以在DOS命令行窗口输入C:\ipem\startpro_sync来启动Pro/E Manager。

具体目录根据实际安装来定。

或者找到C:\ipem目录下的startpro_sync.bat文件，双击，也能打开Pro/E Manager。

5.3.3从TcEng中打开Pro/E Manager
如果用户已经工作在Teamcenter环境下，可以选中一个Pro/E的数据集，然后选择菜单文件->打开来启动Pro/E Manager并载入数据集文件。

或者选中一个或者多个Pro/E数据集，然后选中工具栏上的按钮，同样能够启动Pro/E Manager并且载入Pro/E文件。

用这种方法从TcEng启动Pro/E Manager后，首先会弹出一个登陆窗口，输入用户名和密码，然后出现一个打开对话框，所要打开的Pro/E的数据集会出现在一个叫做从Portal的文件夹下，如图所示。

详细的打开对话框的操作，请参阅后面相应章节。

5.4. 布局设计
布局图起参数表的作用，在其中可以定义车辆主要技术参数。

布局图的控制作用，主要是通过将其参数声明到总布置骨架或各子系统的骨架或布局图，在相应骨架或布局中创建尺寸与上述参数的关系式来实现。

布局图设计过程如下：
（1）创建一个布局图。

（2）为布局文件增加参数。

也可以添加参数表格，以及为参数表格创建图面说明。

布局设计完成且检入系统后，Teamcenter会根据骨架与布局设计的参考关系，自动建立起布局与骨架的关联。

在Teamcenter中建立的数据依懒关系如下图所示。

骨架模型
与骨架模型相关的布局
5.5. 骨架模型设计
进行设计过程中，骨架模型可以通过修改布局图的参数来驱动，然后再驱动与其相关的装配和零件，以实现自顶向下的参数传递和驱动。

骨架模型设计过程如下：
（1）在装配件下创建元件，其中元件选择骨架。

（2）通过创建点、线和面来构建产品骨架。

（3）将骨架中的各个部分，分别通过发布几何进行发布。

（4）对发布了的几何声明参数，以实现由布局的驱动。

骨架设计完成且检入系统后，Teamcenter会自动建立起骨架与骨架、骨架与零件的关联关系，并可以在Teamcenter数据模型中体现。

在Teamcenter中建立的数据依懒关系如下图所示。

零部件模型
与零部件模型相关的骨架
尽管骨架模型也是以单独的零部件形式存在的，但在Teamcenter产品结构编辑器中可以不将骨架模型显示出来。

5.6. 数据调用
顶层骨架模型发布几何形状后，下层设计人员通过导入几何形状到下层骨架或者零件来执行上级设计师的设计意图。

数据调用过程如下：
（1）通过复制几何来选取要复制的骨架模型上的几何形状。

（2）各子组件和零件负责人根据上层骨架模型的特征定义完成相关关键尺寸的布置，对于没有特征限定的零件特征可以自行设计。

5.7. 数据检入和检出
5.7.1数据检入
当把数据保存到Teamcenter时即可实现数据的检入。

当把数据检入时可以选择将本地的数据保留或删除等。

数据检入完成后的动作，在对话框的下部，有如下选择：保存后删除文件
Check in模型，同时删除本地的临时文件。

保存后保留文件
Check in模型，同时保持本地临时文件。

保存后保留只读副本
Check in模型，同时本地保持只读的文件副本。

保存后保留签出
保存后，保持签出的状态。

5.7.2数据检出
当从Teamcenter打开数据时，在打开对话框中可以选择哪些数据需要被检出，以及检出到什么目录。

是否需要检出
检出目录
5.8. 数据打开
打开对话框显示了用户在Teamcenter中我的导航器Home下面的数据。

打开Teamcenter数据过程如下：
（1）浏览用户的Home下面的数据，或者通过搜索查询所需要的模型，搜索结果将会出现在搜索结果文件夹下。

（2） 在打开相关性中选择要同时打开或签出的数据。

如打开装配件时，在打开相关性
中可以选择是否将其相关的对象，如骨架和布局等同时打开或签出。

调取，导入Pro/E 模型到Destination Directory （工作目录）。

打开，在新的Pro/E 窗口打开模型。

签出，检出Pro/E 模型。

搜索栏
搜索结果
选择是否调取到
进程、打和签出
5.9. 数据保存
只有用户签出（Check out）了模型，那么他才可以保存Pro/E模型到Teamcenter中。

可以使用几种不同的命令来完成保存，这几个命令的适用情况也不太一样。

保存把Pro/E当前的模型保存到Teamcenter。

对于一个从操作系
统打开的新的模型，将会弹出一个保存对话框。

如果用户打
开的是一个Teamcenter中的模型，那么再次Save自动地保
存被Check-out的模型。

另存为把当前的模型另存为Teamcenter中的一个新对象，可以是一
个新Item Revision或者新的Item。

将会弹出一个Save as对
话框。

保存所有签出保存所有当前Pro/E进程中被当前用户Check-out的模型到
Teamcenter。

将会弹出一个Save对话框。

全部保存保存所有模型到Teamcenter。

将会弹出一个Save对话框。

一般情况下，无论使用哪条保存命令，都会弹出一个保存对话框。

（1） 选择模型前面
保存列的复选框，选中表示将被保存。

（2） 在零组件ID 列，可以手工输入一个ID ，或者通过新建按钮，自动生成一个零组
件ID 。

也可以通过替换功能，添加/替换得到新的零组件ID 。

（3） 如果是新模型，可以选择保存成Teamcenter 中的Item 类型。

（4） 选择保存完成后的动作，在对话框的下部，有如下选择： 保存后删除文件
Check in 模型，同时删除本地的临时文件。

保存后保留文件
Check in 模型，同时保持本地临时文件。

保存后保留只读副本
Check in 模型，同时本地保持只读的文件副本。

保存后保留签出
保存后，保持Check-out 的状态。

5.10. 建立基线
建立基线可以将某一时刻的设计状态进行保存，继续进行新方案的设计。

在Teamcenter 中可以通过创建快照的方式来保存某一时刻的设计状态。

创建快照过程如下：
（1） 在PSE 中为产品创建快照，并输入快照名称。

选择是否保存
零组件类型
新建和更改ID
保存选项
（2） 新建的快照默认保存在我的导航器中的Newstuff 下，其产品结构和保存的产品结
构完全保持一致。

5.11. 数据更新
当TcEng中有新的零件版本生成，使用更新命令更新在Pro/E Manager的模型。

更新命令有：
更新目录更新所选的目录的模型。

更新当前模型更新当前的模型。

更新签出的模型更新签出的模型。

全部更新更新所有的模型。

若零部件过时，会在更新对话框显出出来。

数据库对
象已更新
5.12. 数据审批
数据的审批可以通过Teamcenter中电子化的流程来实现。

具体依照后期项目需求访谈以及方案而定。

5.12.1流程类型
不同的流程对应不同的工作。

审批流程对应各类设计任务的校对、审核、标检和批准。

阶段工作流程对应研制工作的不同阶段之间的转换。

5.12.2流程工作模型
项目进行过程中资源的评审实现基于网络的电子化，保证评审过程中的有效性，缩短设计周期。

评审人员可以在系统中自动收到相关的评审任务和相关数据，利用可视化的工具对其实现评审（浏览、批注、签阅等）。

下面对常用到的一些术语进行简单的
节点 Node ：流程中的某个阶段。

工作 Job：每次工作流程的执行称之为工作 Job 。

可以是新的销售订单，设计任务或是更改申请。

下图是一个典型的简单审批流程，设计数据将逐级自动传递，相应的审批者可以在直观的界面上发表意见（同意、不同意、拒绝等）。

审批通过后，数据自动被设定为归档状态（数据权限被锁定为只读）：
每个流程必须定义如下内容:
工作阶段：阶段数量及名称
负责人员：小组名称及角色(具体人员可在流程启动后再指定)
表决方式：每个阶段的负责人员多于一个人时,必须指定任务通过的准则
完成状态：每个流程结束后, 该项任务所处的状态
工作流程的设置与企业的管理过程密切相关，它涉及到的部门和人员比较多，远没有数据结构的稳定性强。

随着管理的改进，工作流程也应该不断进行修订或增删。

在PLM 系统中，工作流程的模板是可以随时设置的，一般企业实施工作流程的方法是：先设置少量的、较简单的流程在较小范围内试用，使相关人员了解工作流程应用的环境和可以达到的效果，一段时间以后，再逐步扩大流程的应用范围并设置比较复杂的流程。

6.0备注。