TeamCenter ADS在中小航空发动机设计中的应用 - 文章

TeamCenter ADS在中小航空发动机设计中的应用

作者：彭永革陈高阳

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一. 概述

中国航空动力机械研究所位于江南工业重镇湖南株洲市，是一所军民结合、专业配套的工程开发应用综合性研究所，是我国中小航空发动机产品的研究与发展基地。研究所一贯重视CAD、CAE、CAM等先进设计制造技术的开发与应用，取得了较好的应用效果。从无到有，从小到大，研究所的设计方式从原始的设计方式转变到先进的计算机辅助设计、分析、仿真等系统，随着企业、集团网络的建设，基于网络的协同也越来越多。但不可忽视的是，随着先进计算机辅助工具的大量应用，原来的一些基于手工的管理方式已经不能满足需要，比如图纸发放，配套厂图纸不能及时得到更新，造成信息不一致，存在着很大的隐患；电子数据个人管理，数据难以查询、共享，其安全性、可靠性尚未考虑等等，研究所必须需要有一个集成的信息化平台。

二. PDM技术应用研究

PDM的功能主要由两部分组成，一是面向用户的功能(User Functions)，二是用于PDM系统内部信息传递以及PDM系统与其它系统交互的实用管理功能(Utility&Admin Functions)。

用户功能主要包括数据仓库及文档管理、工作流及过程管理、产品结构及配置管理、工程更改管理以及项目管理5个方面，除此之外，PDM还是并行工程的使能器，是企业应用集成框架，支持协同设计、零件分类管理、变形设计管理、企业编码体系等。

PDM系统的测试、分析

A、测试目标

了解研究所在PDM环境下进行航空发动机与传动系统设计的产品数据管理的可行性，为发动机PDM选型提供重要依据。

B、时间节点

20个工作日：需求分析及准备阶段
8个工作日：软硬件平台的搭建及BOM表的建立、人员培训
20个工作日：完成测试、测试报告及汇报
5个工作日：补充测试需求分析及准备阶段
5个工作日：软硬件平台的搭建
2个工作日：完成补充测试, 测试纪录

C、测试系统环境

整个系统采用C/S和B/S体系结构，利用现有计算机和网络资源，具体配置如下：

服务器端配置：RS/6000 44P-170,1台服务器
操作系统：AIX 4.3.3 、IBM C++ 3.6.4、FORTRAN7.1.0.2
数据库管理系统：Oracle 8.1.7 SERVER
WEB服务器：APACHE 应用系统：TeamCenter ADS、D5U、CMI、CATIA V4\V5、UG18.0、Vis MockUp

客户端配置：

机型：PC台式机(INTEL/WindowsNT)：
操作系统：WindowsNT
数据库管理系统：Oracle 8.1.7 CLIENT
应用系统：MS InternetExplorer5.5

D、测试概述

1）、以发动机某部件设计作为测试对象
2）、以Super User登录，按需求分析报告创建用户
3）、角色与用户关联，并分配给某一项目
4）、创建型号
5）、创建零、部件
6）、把用户授权给某一型号
7）、建个人工作区
8）、由模板创建技术文档
9）、创建设计文档（3D模型）
10)、创建技术文档（2D图纸、说明书、试验、技术要求等）
11）、查询零组件、图纸
12）、创建更改请求

—提交ECR
察看流程进行状态
察看任务完成情况
进行更改项目管理

13）、技术状态管理

一图多页
批架次有效性管理
型号优选标准件
工程更改管理流程

14）、纯Web界面：可以查询、完成部分工作（图1）

图2 ADS的纯Web工作方式

15）、CATIAV4、V5集成
16）、UG18.0集成
17）、Vis Mockup集成
18）、并行工程支撑能力
19）、协同设计

E、Teamcenter ADS 3.0系统要求

Teamcenter ADS 3.0可以安装在Unix、Windows NT和Macintosh操作系统的核心服务器中，采用主服务器、工作组（局域）服务器、客户端（传统客户端、IE的纯客户端）三级结构。支持的网络协议包括TCP/IP,NetBIOS等，支持的数据库包括Oracle,Sybase,Informix,SQL Server等。

主服务器可以是 Hewlett-Packard HP-UX, IBM AIX和Sun Solaris 等（图2）。

图2 ADS系统连接

F、TeamCenter ADS 分析

功能分析

(1) 型号驱动
(2) 产品结构与配置管理

用户不仅可以利用产品结构管理来定义和维护产品结构树，而且还可以将描述产品和零件的各种信息关联到产品结构树上，生成一个增强的产品BOM表。在产品结构的基础上，Teamcenter ADS可以生成不同类型的BOM表以代表产品结构配置，包括可替换的、二者选一的、可选的组件零件等。提供多视图功能，为设计或维护提供产品结构的不同视图。

(3) 型号审计
(4) 工程更改管理
(5) 支持国、军标
(6) 支持型号优选标准件
(7) 合同数据管理
(8) 基于Web的结构
(9) 系统安全

系统安全划分为四个层次

物理层：企业内部网、防火墙
协议层：网络传输，https 128位加密
应用层：基于角色的权限控制规则、ACL
业务逻辑层：跨系统数据关联，Single log on的处理，LDAP认证、业务逻辑决定客户页面的显示、IT管制

2．集成能力

目前，Teamcenter已经提供了与主流MCAD如Unigraphics、Catia Pro/Engineer、I-DEAS、SolidEdge、SolidWorks、AutoCAD/Mechanical Desktop以及ECAD如Mentor Graphics、CADENCE、Protel、OrCAD等多种设计系统直接的集成接口。

3．二次开发

TeamCenter ADS有较强的二次开发能力和方便的二次开发工具。允许用户进行的开发工作包括：用户模型的扩展、用户化操作的定义与实现以及用户界面的定义等。它提供的用户开发工具包括：MODeL语言与API。此外，TeamCenter ADS还提供有图形化的二次开发工具—ICE，使用户进行二次开发变得直观、简单。

4．技术服务

TeamCenter ADS技术服务属于UGS公司PLM事业部，UGS公司PLM工程师大多具有博士学位，多出身于高校教师或CAD工程师。从与UGS公司的PLM工程师咨询情况，他们对企业业务流程了解非常深入，能够提供很好的咨询，对系统集成能够提供合理的方案。

5．开放性

TeamCenter ADS提供了多种产品结构和文档的输出方式，既支持基于PLM XML标准的数据交换，也支持直接将产品结构/零件列表输出为TXT文档。供其他类型的PDM系统或文档浏览器浏览。

普通发布能力和产品结构发布，提供三种模式：位图、Applet、XML报表。已发布的页面可通过任意浏览器进行访问。

TeamcenterADS提供了和一些主要应用系统的集成接口，而且通过集成器的XML信息映射机制能够为企业从异构的系统提取商务数据处理，建立一个统一的结构，也包括从供应商和商务伙伴的应用系统那里获取数据，能将价值链上相互独立的应用系统产生的异构数据集成到单一的产品知识源。

6、结论

从当时分析可以看出，TeamCenter ADS 3.0是一种功能强大的传统PDM管理系统，并针对航空与国防行业进行了一定的定制，具有较强的行业特色，同时一直在美国JSF等重大项目实践中得以发展，现在已经发布了TeamCenter ADS 2005并在JSF项目中开始部署，具有其他PDM产品无法比拟的航空国防行业优势。

三. PDM系统的实施

我们曾经测试了多个PDM系统，其中包括TeamCenter ADS、Iman，ENOVIA等。在实施方面我们遇到了不少问题也总结了不少经验。

为了降低PDM实施的风险，需要对实施过程加以可视化、定量化，提高实施结果的可预见性。PDM系统的实施应该作为一个系统工程项目进行，必须制定详细的实施计划，包括：需求分析与系统设计、核心部门的试点运行、企业范围内推广应用，步骤如下：

(1) 组建队伍实施PDM系统少则半年，多则l到2年。在整个实施过程中，要有专人负责，协调各职能部门之间的信息联系，随时掌握项目实施的进度、项目的最后验收以及日常维护工作。

(2) 需求分析不同企业对产品数据管理要求的宽度和深度不一样。因此，对于具体的某一企业的PDM系统，需要管理哪些产品数据、涉及到那些部门之间有哪些信息交换的要求、实施PDM系统的最终目的及各阶段的要求都不同，这在一开始就必须有详细的分析。

(3)系统设计根据上述需求分析得出结论，在明确目标以后，便需要制定具体的实施方案。在实施方案中，既要包括硬件和软件的配置，又要包括各职能部门在PDM系统中的地位和任务，还要包括各类人员的分工和权限及各阶段完成的标志。

(4)详细设计按照系统设计的任务和目标，详细制订PDM系统人员、产品和工作三类模型，明确PDM系统目标的实现途径和输入／输出的要求。

(5)二次开发结合每个企业的具体要求，利用PDM系统提供的开发工具，通过二次开发，建立具有该企业特色的PDM系统，例如专用的各类标准件、通用件库、企业零件编码、特殊工作流程管理、产品信息输入界面、各类统计汇总表与各种应用软件的接口，以及在信息集成系统中的集成平台本地化的工作。

(6)安装与设置 PDM系统的安装需要分二次完成。第一次安装是在需求分析阶段，为用户设置一个PDM系统的基本软件环境，主要目的在于开展需求分析；第二次安装是在二次开发结束后，不仅为用户设置基本软件环境，同时还要包括用户化的二次开发程序，通过对硬件和软件的安装调试，建立起一个真正的能够满足用户需求的PDM系统。

(7)人员培训在需求分析、系统设计、详细设计和二次开发等阶段，都要对不同范围的人员进行不同程度的培训，这些培训称为“前期培训”。前期培训的目标是为了建立起PDM的环境，当环境建立起来以后，就要进行后期培训。后期培训主要针对系统管理、中层干部和一般用户等三类使用人员，目标是保证正确使用PDM系统。通过后期培训，使一般用户掌握PDM系统的基本操作，及掌握对文件的存、取、删、改、查等命令的操作；使中层干部在掌握PDM系统的基本操作后，还要掌握文件管理的命令，使系统管理员掌握日常的系统维护，包括日常的开关机、系统和数据的备份与恢复、PDM系统的设置和必要的开发等任务。

(8)试运行 PDM系统管理的产品数据是企业最核心的信息，在正式运行前，对PDM系统所涉及到的企业管理工作，必须经过严格的试验。在初始阶段先以某一个产品为试点，和原来的管理体系平行开展工作，在取得试点经验后，再推广到一个系列的产品，乃至整个企业的全部产品信息的管理。无论在那个阶段，都需要有一个试验的过程，一旦技术成熟，取得经验以后，才能用PDM系统管理来取代原来的管理系统。产品数据管理软件是一种管理软件，它的实施势必会导致企业管理模式的变动，所以要谨慎行事，可以先在某一两个部门运行，然后再深入推广。

(9)企业范围内推广

等到试点系统运行良好时，就可以向其它部门推广应用了，这样整个企业才能围绕在单源产品数据信息库的周围，全面发挥PDM的作用，使开发制造过程的每一个环节的效率都提高上去，实现企业的T、Q、C、S目标。

作为一项系统工程，实施PDM系统的上述9个步骤，并不是绝对孤立的，在每一阶段的实施过程中，都会有相应的培训、分析、设计和开发任务。因此，做好实施PDM系统的组织管理工作是成功的必要保障之一。

四. 结束语

PDM的实施可能会撼动企业文化，导致企业管理模式的调整等。PDM管理模式的建立过程，实质上就是管理制度科学化的过程。将原有资料管理的方式转变为PDM的管理模式，既要兼顾原有的管理习惯，又要考虑信息集成的要求。如果没有企业级的统一规划和指挥，就不可能实现管理模式的调整，也就不可能真正的实施PDM系统。PDM的实施中必须根据企业需求进行二次开发，因为商用的系统是根据大多数企业的需求开发的，然而企业多种多样，各自的需求也有诸多差别，某些企业可能会需要一些特定的模块，而系统本身没有提供。

PDM的实施是一项长期而艰巨的任务，技术服务的投资远远大于软件的投资。研究所涉及的部门广而且信息杂，故要从企业的一两个核心部门开始，逐步铺展开来，在这个过程中将会碰到许多开始时难以预料的问题，所以要做好心理准备，打持久战。决非是少数几个人经过几天或几周的培训就可以投入使用的，无论是设备的投资，还是人员的培训，都远远超过一般应用程序的推广应用。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (8/2/2006)


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