DMU檢查--簡介

1、DMU在整車開發(fā)中的解決方案字體大?。捍?中 小2009-05-26 14:45:22來源：汽車設(shè)計隨著產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，現(xiàn)有樣機的制造周期和制造成本已難以適應(yīng)產(chǎn)品開發(fā)的需求，使用計算機三維設(shè)計技術(shù)建立數(shù)字樣機，可實現(xiàn)實物樣機的作用，有效縮短周期、降低成本。數(shù)字樣車技術(shù)(DMU)指在計算機或工作站中利用CATIA V5軟件所具有的裝配、干涉檢查、功能部件校核、焊接及拆裝、人機工程學(xué)檢查以及4維空間漫游等功能對實車進行虛擬的模仿和再現(xiàn)，使其具有物理模型的特性，從而取代物理模型驗證產(chǎn)品的設(shè)計、功能（運動）、工藝、制造和維護等方面內(nèi)容的產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)，形成一輛模擬現(xiàn)實的數(shù)字樣車，對產(chǎn)品的真實化進

2、行計算機模擬。圖1 靜態(tài)干涉檢查的流程DMU的作用DMU的作用首先是提供各類、各種檔次的可視化功能，用不同方式對電子樣車的全部部位進行審視、評估，漫游和模擬真實的視覺效果。盡可能在數(shù)字化環(huán)境中看到產(chǎn)品在真實世界中相同的效果，實現(xiàn)低成本、高效率的產(chǎn)品可視化模擬。CATIA V5實現(xiàn)了可視化和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一進行，讓復(fù)雜區(qū)域的可視化變得非常容易，使可視化的應(yīng)用范圍得到擴展。其次是提供各類對車型或部件間進行功能性分析的手段，包括：機構(gòu)運動，干涉分析，拆裝分析，空間分析和管理等。盡可能在數(shù)字化環(huán)境中進行與真實世界中相同的分析，使設(shè)計師在設(shè)計早期就發(fā)現(xiàn)問題所在，在設(shè)計的各個階段，及時、大量地進行各種分析，

3、提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量。圖2 斷面分析界面三是應(yīng)用關(guān)聯(lián)設(shè)計，運用CATIA獨有的PUBLICATION技術(shù)，按照自頂向下的設(shè)計方式，實現(xiàn)裝配之間、零部件之間、一個模型文件中的多個幾何實體之間、曲面模型和實體模型之間、特征之間等多種層次的端到端的各類關(guān)聯(lián)?；诠羌艿腄MU設(shè)計分析方式，實現(xiàn)數(shù)字樣機的快速更改，降低成本，快速地進行多方案的評估與研討，通過建立關(guān)聯(lián)性的設(shè)計模板進行管理和重用，提高設(shè)計效率。以下通過整車實例中的部分案例來說明DMU的實際應(yīng)用。DMU靜態(tài)干涉檢查靜態(tài)干涉檢查是DMU中也是整車設(shè)計中最重要的部分，干涉檢查根據(jù)項目周期可以分為設(shè)計過程中干涉檢查、后期進行驗證干涉檢查，以及后期發(fā)生設(shè)

4、計變更后的干涉檢查。對于設(shè)計過程中的干涉檢查需要對分析的結(jié)果進行實時的跟蹤，并檢查所關(guān)注的干涉是否已經(jīng)消除，具體流程如圖1所示。干涉檢查從整車角度也可以分為系統(tǒng)內(nèi)部零件的干涉檢查，系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的干涉檢查。整車可以分為七大系統(tǒng)，如車身、底盤、內(nèi)飾、外飾、動力總成、開閉件以及線束等。也可以根據(jù)企業(yè)的設(shè)計情況情況來進行分類。對于零件更新后，零部件的干涉檢查又分為單個零件與系統(tǒng)之間的干涉檢查和一組零件與周圍零件的干涉檢查。在產(chǎn)品設(shè)計過程中，設(shè)計變更是不可避免的，在這種情況下，適合應(yīng)用單個零件或者一組零件更新后的干涉檢查。利用臨近查詢命令可以實現(xiàn)將周邊零件全部找到，再進行查找到的零件與當(dāng)前零件的干涉檢

5、查。干涉檢查后要出檢查報告，報告中包括：干涉件所屬位置、涉及干涉的零部件名稱、干涉量的大小、干涉過濾和干涉解決狀態(tài)。DMU在整車開發(fā)中的解決方案字體大?。捍?中 小2009-05-26 14:45:22來源：汽車設(shè)計圖3 運動分析流程在DMU環(huán)境下進行機構(gòu)運動分析時，首先根據(jù)機構(gòu)的實際運動狀態(tài)，運用相應(yīng)的機構(gòu)運動副來創(chuàng)建兩個零部件之間的相對運動關(guān)系，然后創(chuàng)建機構(gòu)運動的參照物和驅(qū)動機構(gòu)進行運動的驅(qū)動源(Command)。在定義完機構(gòu)運動所必需的條件之后，就可以對機構(gòu)運動進行仿真和分析，建立機構(gòu)運動的流程（如圖3所示）。在運動分析校核過程中，我們可以借助“傳感器”將運動過程中運動部件與其它部件之間

6、的間隙動態(tài)顯出出來，也可以xls格式導(dǎo)出?？刹鹧b性分析產(chǎn)品拆裝分析是對產(chǎn)品拆裝過程的演示和在拆裝過程中動態(tài)的檢查產(chǎn)品同周圍零部件之間的關(guān)系，包括產(chǎn)品拆裝路徑的定義和優(yōu)化，拆裝過程中的動態(tài)干涉檢查和工具空間校核等。在進行產(chǎn)品拆裝分析時，首先要規(guī)劃產(chǎn)品拆裝方案，對產(chǎn)品的拆卸要有清晰的思路，然后需要定義產(chǎn)品拆裝路徑，最后通過定義拆裝路徑的序列，對整個產(chǎn)品的拆裝過程進行模擬和分析。按照這個思想，拆裝分析的流程如圖4所示。圖4 拆裝分析流程為了檢查產(chǎn)品在拆裝過程中是否符合產(chǎn)品預(yù)定的拆裝方案，是否為工具留下足夠的空間，以及拆裝過程中是否會同周圍產(chǎn)品存在著一定的干涉問題等，根據(jù)各個項目的實際需求，我們將會進

7、行如下的內(nèi)容檢查和校核：首先我們進行動態(tài)干涉檢查，動態(tài)干涉檢查就是校核物體在拆裝過程中是否同周圍的零部件存在著數(shù)據(jù)上的干涉情況。如果出現(xiàn)了干涉情況，拆裝模擬過程會有什么樣的動作。另外，可以通過模擬試驗來定量的檢查干涉出現(xiàn)的位置以及干涉大小的變化。通過這種方式可以定量的進行動態(tài)干涉檢查，并記錄干涉檢查的歷史。斷面分析也是靜態(tài)干涉檢查分析主要使用的工具，是利用一個平面去切割產(chǎn)品，從而實現(xiàn)對產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行分析。如查看鈑金焊接邊縫隙是否均勻等內(nèi)部干涉狀態(tài)（如圖2所示），斷面可以輸出成DWG、CATPart、CATDrawing等格式，可以更清晰地反映產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)。DMU運動分析機構(gòu)運動分析是在虛擬的

8、環(huán)境中模擬產(chǎn)品實際的運動狀況，在動態(tài)過程檢驗機構(gòu)設(shè)計是否符合概念設(shè)計階段對機構(gòu)所做的定義。同時，在動態(tài)過程中對產(chǎn)品的位置信息、運動特性信息進行檢查和分析。其次，進行工具空間檢查。工具干涉檢查是產(chǎn)品拆裝分析的一項重要內(nèi)容，通過檢查工具空間來檢查產(chǎn)品拆裝的方便性和可行性。有兩種方法來進行工具空間檢查：1. 使用工具的3D模型使用該方法需要提供工具的3D模型，通過模擬3D工具的工作過程，并生成3D工具工作空間包絡(luò)體，同時，還要生產(chǎn)產(chǎn)品拆裝過程包絡(luò)體，通過檢查這兩個包絡(luò)體之間的最小距離來進行工具空間檢查。圖5 駕駛室拆裝分析2. 通過模擬試驗?zāi)M試驗方法可以在不提供3D工具模型和生成包絡(luò)體的前提下來進

9、行工具空間的檢查，僅需要3D工具所占用的空間范圍值。最后，我們可以創(chuàng)建動態(tài)包絡(luò)體，動態(tài)包絡(luò)體是記錄零件在拆裝過程中所經(jīng)過的空間位置組成的一個包絡(luò)體，記錄產(chǎn)品拆裝過程中經(jīng)過的空間位置。通過記錄包絡(luò)體，可以將動態(tài)的干涉檢查轉(zhuǎn)化為靜態(tài)的干涉檢查。結(jié)語使用CATIA V5中的DMU功能可以幫助工程師快速解決整車設(shè)計中最為關(guān)鍵的靜態(tài)干涉、空間尺寸、運動干涉和可拆卸性分析等問題，大大提高了產(chǎn)品研發(fā)效率，縮短了產(chǎn)品研發(fā)時間，提高了產(chǎn)品研發(fā)質(zhì)量，降低了研發(fā)成本。電子樣機DMU技術(shù)的核心為3D三維數(shù)字化設(shè)計技術(shù)和 “上下關(guān)聯(lián)設(shè)計”Design in Context的設(shè)計環(huán)境，使不同崗位的開發(fā)人員能在更早期捕捉產(chǎn)

10、品的知識，把那些以往只能 在后期才能發(fā)現(xiàn)的錯誤減到最少。      實踐證明，唯有在電子樣機DMU開發(fā)環(huán)境下，才能順利支持協(xié)同作業(yè)流程，以真正實現(xiàn)同步工程。      CATIA是如今唯一的在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和集成功能上直接支持電子樣機DMU技術(shù)的CAD系統(tǒng)。CAITA的MML多種模型的關(guān)聯(lián)性設(shè)計，Design in Context - Digital Mock Up (DMU) - 電子樣機技術(shù)是歐共體的“先進信息技術(shù)項目AIT“的科研成果。該項目由歐洲主要的汽車企業(yè)，零部件廠家，學(xué)術(shù)界和軟件公司參與

11、，并決定建立在CATIA平臺進行研究。 AIT對DMU技術(shù)有以下的定義：      “DMU為一實用的對整個產(chǎn)品或產(chǎn)品的部分進行計算機電子模擬的技術(shù)。它需具有完整的功能，包括：集成的造型，可視化，功能性檢測，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和配置管理等功能，為數(shù)據(jù)管理， 信息轉(zhuǎn)遞和決策過程三大領(lǐng)域提供方案。最終能更快，更好地以最低成本開發(fā)和生產(chǎn)汽車和 其它產(chǎn)品。”      上下關(guān)聯(lián)設(shè)計， DMU Navigator - 電子樣機瀏覽器等功能都 是為支持電子樣機DMU而開發(fā)的先進技術(shù)。 結(jié)合ENOVIA vpm 的應(yīng)用

12、，在虛擬產(chǎn)品開法管理環(huán)境下的電子樣機DMU技術(shù)是當(dāng)今 最完善的數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。      繼波音、達索等航空企業(yè)率先應(yīng)用電子 樣機DMU技術(shù)后，許多世界先進企業(yè)如戴 姆斯-克萊斯勒、寶馬、雷諾、三菱、本田 等許多汽車公司先后實施該技術(shù)。更有一些在其它行業(yè)如汽車部件、模具、家電等工業(yè)的用戶也加入電子樣機DMU的行列， 利用先進技術(shù)來提高產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)和市場 競爭能力。      電子樣機DMU技術(shù)的誕生是工業(yè)發(fā)展 的產(chǎn)物和先進企業(yè)經(jīng)驗累積的結(jié)晶。實施該 技術(shù)成功的關(guān)鍵是正確推廣“最佳實踐方法”

13、Best Practice，使先進技術(shù)能發(fā)揮最大的作用。CATIA電子樣機CATIA電子樣機，是CATIA中的一個模塊。電子樣機（DMU：Digital Mock-Up）技術(shù)被很多人理解為就是通過三維模型將零件裝配在一起，其實，實現(xiàn)三維是實現(xiàn)電子樣機的最基本的一步。根據(jù)歐洲高級信息化技術(shù)組織的定義：“電子樣機DMU 是對產(chǎn)品的真實化計算機模擬，滿足各種各樣的功能，提供用于工程設(shè)計、加工制造、產(chǎn)品拆裝維護的模擬環(huán)境；是支持產(chǎn)品和流程、信息傳遞、決策制定的公共平臺；覆蓋產(chǎn)品從概念設(shè)計到維護服務(wù)的整個生命周期?！?由此可見，電子樣機技術(shù)主要是指在計算機平臺上，通過三維CAD/CAE/CAM軟件，建立

14、完整的產(chǎn)品數(shù)字化樣機，組成電子化樣機的每個部件除了準(zhǔn)確定義三維幾何圖形外，還賦有相互間的裝配關(guān)系、技術(shù)關(guān)聯(lián)、工藝、公差、人力資源、材料、制造資源、成本等信息，電子樣機應(yīng)具有從產(chǎn)品設(shè)計、制造到產(chǎn)品維護各階段所需的所有功能，為產(chǎn)品和流程開發(fā)以及從產(chǎn)品概念設(shè)計到產(chǎn)品維護整個產(chǎn)品生命周期的信息交流和決策提供一個平臺。 電子樣機技術(shù)，不只是單純的3D裝配，具有以下的功能和特點。 （1）與CAX系統(tǒng)完全集成，并以“上下關(guān)聯(lián)的設(shè)計”方式作業(yè)。 （2）提供強大的可視化手段，除了虛擬顯示和多種瀏覽功能，還集成了DMU漫游和截面透視等先進手段。 （3）具備各種功能性檢測手段，如安裝/拆卸、機構(gòu)運動、干涉檢查、截面

15、掃描等。 （4）具有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的配置和信息交流功能。由于電子樣機（DMU）技術(shù)加強了設(shè)計過程中最為關(guān)鍵的空間和尺寸控制之間的集成，在產(chǎn)品開發(fā)過程中不斷對電子樣機進行驗證，大部分的設(shè)計錯誤都能被發(fā)現(xiàn)或避免，從而大大減少實物樣機的制作與驗證。 CATIA V5電子樣機(DMU)功能由專門的模塊完成，從產(chǎn)品的造型、上下關(guān)聯(lián)的并行設(shè)計環(huán)境、產(chǎn)品的功能分析、產(chǎn)品瀏覽和干涉檢查、信息交流、產(chǎn)品可維護性分析、產(chǎn)品易用性分析、支持虛擬實現(xiàn)技術(shù)的實時仿真、多CAX支持、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理等各方面提供了完整的電子樣機功能，能夠完成與物理樣機同樣的分析、模擬功能，從而減少制作物理樣機的費用，并能進行更多的設(shè)計方案驗證。 (

16、1) 電子樣機漫游設(shè)計 CATIA V5電子樣機漫游設(shè)計（DMN：CATIA DMU Navigator）使設(shè)計人員可以通過最優(yōu)化的觀察、漫游和交流功能實現(xiàn)高級協(xié)同的DMU檢查、打包和預(yù)裝配等。提供的大量工具（如添加注釋、超級鏈接、制作動畫、發(fā)布及網(wǎng)絡(luò)會議功能）使得所有涉及DMU檢查的團隊成員可以很容易地進行協(xié)同工作。高效的3D漫游功能保證了在整個團隊中進行管理和選擇DMU的能力。DMN指令自動執(zhí)行和用可視化文件快速加載數(shù)據(jù)的功能大大提高設(shè)計效率。批處理模式的運用進一步改善了存儲管理。借助與其它DMU產(chǎn)品的本質(zhì)集成，使完整的電子樣機審核及仿真成為可能，滿足設(shè)計人員處理任何規(guī)模電子樣機（如轎車等

17、大型裝配體）的需求。 (2) 電子樣機優(yōu)化設(shè)計 CATIA V5電子樣機優(yōu)化設(shè)計（DMO：CATIA DMU Optimizer）能夠生成零件或裝配件的幾何描述替代體，以減少模型數(shù)據(jù)量，或更好地滿足特定應(yīng)用的特殊要求。通過只保留外部描述的方式，生成數(shù)據(jù)量少而表達精確的零件或裝配件。在與供應(yīng)商交流時僅提供零件簡單的外形信息，保護商業(yè)技術(shù)機密。零件外形信息還可以轉(zhuǎn)換成體積信息來做DMU仿真分析。通過運動包絡(luò)體或計算剩余空間大小的方法可以很方便地得到下一步設(shè)計的可用空間。對這樣生成的模型很容易進行管理，設(shè)計人員可以保存，并在對DMU進行檢查和分析時重新調(diào)用。 (3) 電子樣機裝配模擬設(shè)計 CATIA

18、 V5電子樣機裝配模擬設(shè)計（FIT：CATIA DMU Fitting Simulator）用來定義、模擬和分析裝配過程和拆卸過程，通過模擬維護修理過程的可行性（安裝/拆卸）來校驗原始設(shè)計的合理性。FIT可以產(chǎn)生拆卸預(yù)留空間等信息以便于將來的設(shè)計修改，還可以幫助標(biāo)識和確定裝配件的拆卸路徑。FIT所提供的的模擬和分析工具可以滿足產(chǎn)品設(shè)計、再生利用、服務(wù)和維護等各部門的具體要求，直觀顯示、仿真和動畫制作等功能為銷售、市場和培訓(xùn)等部門提供了有益的幫助。 (4)電子樣機運動機構(gòu)模擬設(shè)計 CATIA V5電子樣機運動機構(gòu)模擬設(shè)計（KIN：CATIA DMU Kinematics Simulator）通過調(diào)用大量已有的多個種類的運動副或者通過自動轉(zhuǎn)換機械裝配約束條件而產(chǎn)生的運動副，對任何規(guī)模的電子樣機進行運動機構(gòu)定義。通過運動干涉檢驗和校核最小間隙來進行機構(gòu)運動分析。KIN可以生成運動零件的軌跡、掃掠體和包絡(luò)體以指導(dǎo)未來的設(shè)計。它還可以通過與其它DMU產(chǎn)品的集成做更多復(fù)雜組合的運動仿真分析，能夠滿足從機械設(shè)計到功能評估的各類工程設(shè)計人員的需要。 (5) 電子樣機空間分析設(shè)計 CATIA V5電子樣機空間分析設(shè)計（SPA：CATIA DMU Space Analysis）使用先進的干涉檢查與分析工具、