面向航天器總裝的三維工藝數字樣機系統及其構建方法
【專利摘要】本發明公開了一種面向航天器總裝的三維工藝數字樣機系統及三維工藝數字樣機構建方法。該三維工藝數字樣機系統包括設計數據導入模塊，用于接收并轉換上游設計系統中的設計數據；工藝數字樣機管理模塊，用于生成工藝數字樣機視圖，重構轉換后的設計數據的產品結構并填寫結構化產品屬性；工藝數字樣機發布模塊，用于發布審核通過的工藝數字樣機。本發明的面向航天器總裝的三維工藝數字樣機系統及工藝數字樣機構建方法實現了工藝數據源統一，提高航天器設計信息傳遞效率，為實現航天器的三維結構化總裝打下了堅實基礎。
【專利說明】面向航天器總裝的三維工藝數字樣機系統及其構建方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及航天器總裝領域，尤其涉及一種面向航天器總裝的三維工藝數字樣機系統及三維工藝數字樣機構建方法。
【背景技術】
[0002]航天器從研制階段來說，一般分為設計階段、制造階段和總裝階段，其中，航天器總裝是航天器地面研制流程最后且關鍵的一環。
[0003]對航天器總裝工作來說，正確、高效地傳遞設計文件、圖紙中的設計意圖，既是其首要目標也是開展后續各項工作的基礎。在傳統模式下，總裝工藝人員需要查閱幾千頁的圖紙和技術文件，從中分揀出總裝信息，通過手動輸入的方式在計算機輔助工藝過程設計(Computer aided process planning,簡稱為CAPP)及看板系統中編制工藝文件及執行記錄表格，同時還要保證設計更改信息得到有效貫徹。在這種工作模式下，工藝人員只能被動接受設計信息，且表達設計意圖的手段非常簡單，主要表現形式以文字為主、圖片為輔。工藝人員無法或不便按照總裝的需求傳達產品模型、產品結構及其附屬屬性等信息，而且無法實現三者的關聯，因此也就無法實現基于三維模型的總裝工藝一體化、結構化管理，也不便于貫徹設計更改、形成產品數據包。
[0004]航天器研制模式由二維轉變為三維后，傳統的模式已經無法適應新的要求，航天器領域迫切需要能夠面向總裝工藝設計，包含產品結構、三維模型和結構化屬性的統一工藝數據源。

【發明內容】

[0005]本發明要解決的技術問題在于提供一種面向航天器總裝的三維工藝數字樣機系統及三維工藝數字樣機構建方法，以提供面向總裝工藝設計，包含產品結構、三維模型和結構化屬性的統一工藝數據源。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種面向航天器總裝的三維工藝數字樣機系統，該三維工藝數字樣機系統包括:設計數據導入模塊，用于接收并轉換上游設計系統中的設計數據；工藝數字樣機管理模塊，用于生成工藝數字樣機視圖，重構轉換后的設計數據的產品結構并填寫結構化產品屬性；工藝數字樣機發布模塊，用于發布審核通過的工藝數字樣機。
[0007]本發明還提供了一種三維工藝數字樣機的構建方法，該構建方法包括:接收并轉換上游設計系統中的設計數據；生成工藝數字樣機視圖，重構轉換后的設計數據的產品結構并填寫結構化產品屬性；發布審核通過的工藝數字樣機。
[0008]本發明提供的面向航天器總裝的三維工藝數字樣機系統及三維工藝數字樣機構建方法通過對設計系統中的設計數據(例如，三維設計模型及其附屬屬性)的接收、轉換，以及對設計產品結構的重構和屬性信息的補充，打通了三維設計與工藝數據傳遞鏈路，形成了面向工藝設計、按產品結構組織、包含產品結構、三維模型和結構化屬性的統一工藝數據源，確保設計數據、工藝數據、現場數據的結構化和關聯性，提高航天器設計信息傳遞效率，保證產品質量并降低人力資源投入。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需使用的附圖作簡單地介紹
[0010]圖1為本發明的面向航天器總裝的三維工藝數字樣機系統結構圖；
[0011]圖2為本發明的三維工藝數字樣機的構建方法流程圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0013]本發明提供了一種面向航天器總裝的三維工藝數字樣機系統及三維工藝數字樣機構建方法，以克服航天器總裝領域沒有統一工藝設計數據源的問題。
[0014]圖1所示為本發明的面向航天器總裝的三維工藝數字樣機系統100的結構圖。三維工藝數字樣機系統100包括設計數據導入模塊101、工藝數字樣機管理模塊102、審批流程模塊110、工藝數字樣機發布模塊103。
[0015]設計數據導入模塊101進一步包括設計數據轉換模塊104和設計轉換數據審批模塊105。設計數據轉換模塊104負責接收上游設計系統中受控的三維設計模型及其附屬屬性，將其轉換為所需的模型格式(例如，JT格式)，并將附屬屬性(例如設計模型附屬靜態屬性、動態屬性)存儲對應產品的屬性表格中，一般包括:產品代號、產品名稱、版本、數量。設計轉換數據審批模塊105負責在設計轉換數據下發前，發起一個審批流程，將轉換后的設計數據發送至系統中預置的型號工藝人員進行審批，審批完成后將轉換后的設計數據存儲在對應型號的工作區下。具體地，在設計數據導入三維工藝數字樣機系統之前，會在設計部門的PDM系統中對設計數據(例如，產品結構、模型和屬性)進行審批，審批通過后即可以導入三維工藝數字樣機系統中，然后將導入的三維模型和屬性轉換為JT格式及其屬性，然后在設計轉換數據審批模塊105中發起審批流程，對轉換后的JT格式及其屬性進行審批，保證轉換后的數據正確性。
[0016]工藝數字樣機管理模塊102進一步包括工藝數字樣機產品結構管理模塊106、工藝數字樣機模型顯示模塊107、工藝數字樣機靜態屬性管理模塊108、工藝數字樣機動態屬性管理模塊109。工藝數字樣機產品結構管理模塊106負責根據總裝工作需要，以轉換后的設計數據中的產品結構為基礎生成工藝數字樣機視圖，在轉換后的設計數據中的產品設備下添加或移除零部件，以實現對轉換后的設計數據的產品結構的重構，從而形成工藝數字樣機對應的產品結構，并管理重構形成的工藝數字樣機產品結構。工藝數字樣機模型顯示模塊107負責顯示重構后的工藝數字樣機的三維模型，包括對設計模型、三維工藝標注、工裝模型和工具模型的顯示。工藝數字樣機靜態屬性管理模塊108負責工藝數字樣機中產品靜態屬性信息的管理(例如，添加靜態屬性)，靜態屬性信息一般包括:產品代號、產品名稱、版本、創建人和零件類型等基本屬性，所屬分系統、所屬艙段、安裝孔數量等靜態屬性。工藝數字樣機動態屬性管理模塊109負責工藝數字樣機中產品動態屬性信息的管理(例如，添加動態屬性)，動態屬性信息一般包括:防松措施、力矩要求、打保險要求等。在工藝數字樣機的靜態屬性和動態屬性管理過程中，可利用office集成模塊111在excel軟件中實時、交互編輯工藝數字樣機的屬性。
[0017]審批流程模塊110負責對工藝數字樣機產品結構、三維模型和產品屬性進行審查，其中，產品屬性包括靜態屬性和動態屬性。
[0018]工藝數字樣機發布模塊103負責將構建完成且審核通過的工藝數字樣機向型號工藝人員發布，并添加受控標識。
[0019]本發明的工藝數字樣機的基本架構包括:產品結構、物料清單(Bill ofMaterial,簡稱BOM)視圖版本、三維模型、靜態屬性和動態屬性。產品結構，描述產品對象組成及其父子關系、裝配關系；工藝數字樣機視圖版本，管理產品對象對應數字樣機的產品結構，一般包括設計物料清單(Enigneering Bill of Material,簡稱EBOM),工藝物料清單(Process Bill of Material,簡稱I3BOM);三維模型，包括設計模型、三維工藝標注、工裝模型和工具模型；靜態屬性，存儲在產品對象對應的屬性表格中，繼承自產品的設計屬性，或各數字樣機共同的屬性，且隨著航天器研制不發生變化的結構化屬性信息；動態屬性，存儲在產品對象對應的物料清單行中，隨著航天器研制可能發生變化的結構化屬性信息或各數字樣機不同的結構化屬性信息。
[0020]本發明工作時，各模塊間是相互配合、關聯的:設計數據轉換模塊104實現了設計數據轉化，是后續各項工作的數據源頭；設計轉換數據審批模塊105保證了設計數據源頭的正確性；工藝數字樣機產品結構管理模塊106、工藝數字樣機模型顯示模塊107、工藝數字樣機靜態屬性管理模塊108和工藝數字樣機動態屬性管理模塊109共同實現了設計產品結構向工藝數字樣機產品結構轉換、設計模型向工藝數字樣機模型轉移、產品屬性結構化轉化和補充，工藝數字樣機發布模塊103則確認了上述轉化的合法性。
[0021]圖2所示為本發明的三維工藝數字樣機的構建方法流程圖200。圖2將結合圖1進行描述。本領域技術人員可以理解的是，雖然圖2中公開了具體的步驟，但是這些步驟僅作為示例用于說明，也就是說，本發明實施例的三維工藝數字樣機的構建方法還可以執行多個其它的步驟或執行圖2中步驟的變換步驟。具體地，本發明實施例包括如下步驟:
[0022]在步驟201中，接收并轉換上游設計系統中的設計數據。更具體地，接收上游設計系統中受控的三維設計模型及附屬屬性，將其轉換為所需的設計模型格式，并將附屬屬性存儲在對應產品的屬性表格中。接著審批轉換后的設計數據，并將審批通過的設計數據存儲在對應型號的工作區。具體來說，在設計轉換數據審批模塊105中發起審批流程，按照系統中預置的型號主管工藝名單，向型號主管工藝發起審批任務并郵件通知型號主管工藝，型號主管工藝在數字樣機產品結構管理模塊、工藝數字樣機模型顯示模塊、工藝數字樣機靜態屬性管理模塊和工藝數字樣機動態屬性管理模塊中分別對轉換后的設計產品結構、模型、靜態屬性和動態屬性進行審查，審查通過后在審批任務中確認，系統將轉換后的設計數據存儲至對應型號工作區，并向該型號所有參與工藝人員發送設計數據導入通知。
[0023]在步驟202中，生成工藝數字樣機視圖，重構轉換后的設計數據的產品結構并填寫結構化產品屬性。具體而言，在工藝數字樣機產品結構管理模塊106中，根據總裝工作需要，以轉換后的設計數據中的產品結構為基礎生成工藝數字樣機視圖，在轉換后的設計數據中的產品設備下添加或移除零部件，以實現對轉換后的設計數據的產品結構的重構，從而形成工藝數字樣機對應的產品結構，并管理重構形成的工藝數字樣機產品結構。在工藝數字樣機模型顯示模塊107中，顯示重構后的工藝數字樣機的三維模型。在工藝數字樣機靜態屬性管理模塊108和工藝數字樣機動態屬性管理模塊109中，根據技術文件和工藝要求分別為工藝數字樣機添加靜態屬性和動態屬性。
[0024]在步驟203中，發布審核通過的工藝數字樣機。具體而言，在工藝數字樣機發布模塊103中，將構建完成且審核通過的工藝數字樣機向型號工藝人員發布，并添加受控標識。在發布工藝數字樣機之前，由型號主管工藝發起審批流程，指定相關人員審查工藝數字樣機的產品結構、三維模型和產品屬性，并通知相關人員。
【權利要求】
1.一種面向航天器總裝的三維工藝數字樣機系統，其特征在于，所述三維工藝數字樣機系統包括: 設計數據導入模塊，用于接收并轉換上游設計系統中的設計數據； 工藝數字樣機管理模塊，用于生成工藝數字樣機視圖，重構轉換后的設計數據的產品結構并填寫結構化產品屬性； 工藝數字樣機發布模塊，用于發布審核通過的工藝數字樣機。
2.根據權利要求1所述的三維工藝數字樣機系統，其特征在于，所述設計數據導入模塊包括設計數據轉換模塊，用于接收上游設計系統中受控的三維設計模型及附屬屬性，將其轉換為所需的設計數據，并將附屬屬性存儲在對應產品的屬性表格中。
3.根據權利要求2所述的三維工藝數字樣機系統，其特征在于，所述設計數據導入模塊還包括設計轉換數據審批模塊，用于將所述轉換后的設計數據發送至所述三維工藝數字樣機系統中預置的型號工藝人員進行審批，并將審批通過的設計數據存儲在對應型號的工作區。
4.根據權利要求1所述的三維工藝數字樣機系統，其特征在于，所述工藝數字樣機管理模塊包括工藝數字樣機產品結構管理模塊，用于根據總裝工作需要，以轉換后的設計數據中的產品結構為基礎生成工藝數字樣機視圖，在轉換后的設計數據中的產品設備下添加或移除零部件，以實現對轉換后的設計數據的產品結構的重構。
5.根據權利要求4所述的三維工藝數字樣機系統，其特征在于，所述工藝數字樣機管理模塊還包括工藝數字樣機模型顯示模塊，用于顯示重構后的工藝數字樣機的三維模型。
6.根據權利要求1所述的三維工藝數字樣機系統，其特征在于，所述工藝數字樣機管理模塊還包括工藝數 字樣機靜態屬性管理模塊和工藝數字樣機動態屬性管理模塊，用于根據技術文件和工藝要求分別為工藝數字樣機添加靜態屬性和動態屬性。
7.根據權利要求1所述的三維工藝數字樣機系統，其特征在于，所述三維工藝數字樣機系統還包括審批流程模塊，用于審查工藝數字樣機的產品結構、三維模型和產品屬性。
8.—種三維工藝數字樣機的構建方法，其特征在于，所述構建方法包括: 步驟1:接收并轉換上游設計系統中的設計數據； 步驟2:生成工藝數字樣機視圖，重構轉換后的設計數據的產品結構并填寫結構化產品屬性； 步驟3:發布審核通過的工藝數字樣機。
9.根據權利要求8所述的三維工藝數字樣機構建方法，其特征在于， 步驟I進一步包括:接收上游設計系統中受控的三維設計模型及附屬屬性，將其轉換為所需的設計數據，并將附屬屬性存儲在對應產品的屬性表格中。
10.根據權利要求9所述的三維工藝數字樣機構建方法，其特征在于，步驟I進一步包括:將所述轉換后的設計數據發送至所述三維工藝數字樣機系統中預置的型號工藝人員進行審批，并將審批通過的設計數據存儲在對應型號的工作區。
11.根據權利要求8所述的三維工藝數字樣機構建方法，其特征在于，步驟2進一步包括:根據總裝工作需要，以轉換后的設計數據中的產品結構為基礎生成工藝數字樣機視圖，在轉換后的設計數據中的產品設備下添加或移除零部件，以實現對轉換后的設計數據的產品結構的重構。
12.根據權利要求11所述的三維工藝數字樣機構建方法，其特征在于，步驟2進一步包括:顯示重構后的工藝數字樣機的三維模型。
13.根據權利要求8所述的三維工藝數字樣機構建方法，其特征在于，步驟2進一步包括:根據技術文件和工藝要求分別為工藝數字樣機添加靜態屬性和動態屬性。
14.根據權利要求8所述的三維工藝數字樣機構建方法，其特征在于，所述構建方法進一步包括:審查工藝數字樣機的`產品結構、三維模型和產品屬性。
【文檔編號】G06F17/50GK103632002SQ201310616219
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月27日 優先權日:2013年11月27日
【發明者】萬畢樂, 賀文興, 張彬, 黃壘, 馬強, 杜瑞兆, 邢帥, 徐波濤, 張強, 李鵬, 劉孟周, 劉智斌, 許凱, 肖正懿, 鄭圣余, 韓興龍 申請人:北京衛星環境工程研究所