(高清版)GBT 42782-2023 數(shù)字化協(xié)同工程 協(xié)同設計要求

數(shù)字化協(xié)同工程協(xié)同設計要求國家標準化管理委員會I 12規(guī)范性引用文件 l3術語和定義 14縮略語 15協(xié)同設計分類 25.1概述 25.2設計階段的協(xié)同 25.3人員角色的協(xié)同 25.4專業(yè)的協(xié)同 25.5層級的協(xié)同 25.6域的協(xié)同 26通用要求 26.1協(xié)同環(huán)境要求 26.2數(shù)據(jù)協(xié)同要求 36.3流程協(xié)同要求 37不同設計階段的協(xié)同要求 37.1協(xié)同設計的主要階段 37.2各階段協(xié)同設計流程 57.3各階段設計任務與協(xié)同要求 87.4設計階段間基于成熟度的協(xié)同 7.5不同設計階段之間的協(xié)同要求 8不同人員角色的協(xié)同要求 8.1協(xié)同設計的角色定義 8.2人員角色的工作職責 9不同專業(yè)的協(xié)同要求 9.1通則 9.2三維幾何模型與仿真模型之間的協(xié)同 9.3仿真模型與仿真模型之間的協(xié)同 9.4三維幾何模型與工藝模型之間的協(xié)同 10不同層級的協(xié)同要求 10.1通用要求 10.2自頂向下的三維幾何模型構建 Ⅱ11不同域的協(xié)同要求 11.1跨域協(xié)同設計環(huán)境構建 11.2跨域數(shù)據(jù)同步 11.3跨域協(xié)同的安全管理 附錄A(資料性)協(xié)同環(huán)境下不同人員角色的主要工作任務 ⅢGB/T42782—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由全國技術產(chǎn)品文件標準化技術委員會(SAC/TC146)提出并歸口。本文件起草單位：西安電子科技大學、中機生產(chǎn)力促進中心有限公司、內(nèi)蒙古第一機械集團股份有限公司、藍思系統(tǒng)集成有限公司、亞龍智能裝備集團股份有限公司、深圳點鏈科技有限公司、中國電子科技集團公司第三十八研究所、北京宇航系統(tǒng)工程研究所、寶鋼工程技術集團有限公司、深圳市今天國際物流技術股份有限公司、中汽研汽車工業(yè)工程(天津)有限公司、北京廣宇大成數(shù)控機床有限公司、廈門卡倫特科技有限公司、上海輝策信息科技有限公司、北京衛(wèi)星制造廠有限公司、青島銳智智能裝備科技有限公司、中國五洲工程設計集團有限公司、杭州新迪數(shù)字工程系統(tǒng)有限公司、浙江鼎業(yè)機械設備有限公司、北京天拓四方科技有限公司、江蘇長虹智能裝備股份有限公司、臺州市東部數(shù)控設備有限公司、江蘇賽德力制藥機械制造有限公司、易道信安(北京)科技有限公司、廣州廣電計量檢測股份有限公司、濟南森峰激光科技股份有限公司、蘇州華興源創(chuàng)科技股份有限公司、橙色云互聯(lián)網(wǎng)設計有限公司。本文件主要起草人：邵曉東、王云鋒、林郁、張鵬、馬濤、陳運華、賀小鵬、劉海周、鄭巨上、張紅旗、1數(shù)字化協(xié)同工程協(xié)同設計要求本文件規(guī)定了機械產(chǎn)品數(shù)字化協(xié)同工程中協(xié)同設計的分類、通用要求，以及對不同設計階段、不同人員角色、不同專業(yè)、不同層級、不同域協(xié)同設計的詳細要求。本文件適用于機械產(chǎn)品數(shù)字化協(xié)同設計的應用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T24734.1技術產(chǎn)品文件數(shù)字化產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)通則第1部分：術語和定義3術語和定義GB/T24734.1界定的以及下列術語和定義適用于本文件。協(xié)同設計collaborativedesign為了完成同一個設計目標，由兩個或兩個以上的設計主體，應用同一個或不同的設計工具，在同一個或不同的域，通過約定的信息交互手段和協(xié)同機制，應用統(tǒng)一的流程和任務管理機制，分別執(zhí)行相同或不同的設計任務，共享設計數(shù)據(jù)和設計狀態(tài)，最終共同完成設計目標的設計方法。在兩個或兩個以上的域(網(wǎng)段、服務器或數(shù)據(jù)庫)進行的協(xié)同設計(3.1)。協(xié)同設計(3.1)過程中，用于反映三維模型從開始設計到最終受控發(fā)放技術狀態(tài)完善程度的量化指標。4縮略語下列縮略語適用于本文件。BOM:物料清單(BillofMaterial)CAD:計算機輔助設計(ComputerAidedDesign)CAE:計算機輔助工程(ComputerAidedEngineering)PCB:印制線路板(PrintedCircuitBoard)PMI:產(chǎn)品制造信息(ProductManufacturingInformation)25協(xié)同設計分類5.1概述按照階段、人員、專業(yè)、層級、域等五個維度，可以將協(xié)同設計劃分為不同設計階段、不同人員角色、不同專業(yè)、不同層級和不同域的協(xié)同。5.2設計階段的協(xié)同產(chǎn)品設計不同階段(包括概念設計、總體設計和詳細設計)之間的協(xié)同。5.3人員角色的協(xié)同產(chǎn)品設計過程中不同人員角色(包括但不限于設計人員、工藝人員、制造人員、管理人員)內(nèi)部或之間的協(xié)同。5.4專業(yè)的協(xié)同產(chǎn)品設計過程中不同專業(yè)(包括但不限于結構、電氣和液壓)內(nèi)部或之間的協(xié)同。5.5層級的協(xié)同產(chǎn)品設計過程中不同層級(例如：產(chǎn)品、分系統(tǒng)、零部件)內(nèi)部或之間的協(xié)同。5.6域的協(xié)同產(chǎn)品設計過程中不同域(包括網(wǎng)段、服務器或數(shù)據(jù)庫等)內(nèi)部或之間的協(xié)同。6通用要求6.1協(xié)同環(huán)境要求6.1.1應以產(chǎn)品的三維模型為基礎構建可視化協(xié)同環(huán)境，在產(chǎn)品設計全過程(包括概念設計、總體設計和詳細設計等)中，以所見所得的方式，對可能存在的問題進行多角色、多專業(yè)人員共同參與的討論交流，及時發(fā)現(xiàn)可能存在的設計缺陷。6.1.2當需要協(xié)同的人員不在同一個域時，應建立跨域的協(xié)同環(huán)境，通過遠程會議、數(shù)據(jù)同步、模型遠程互操作等技術，實現(xiàn)跨域設計協(xié)同，相關要求參見第11章。6.1.3協(xié)同環(huán)境中的文件的命名應采用統(tǒng)一規(guī)則，并符合以下要求：a)描述產(chǎn)品信息的所有文件名應唯一；b)文件名應體現(xiàn)協(xié)同元素(例如：零部件代號、層級、階段和版本),可采用分段方式分別代表一種協(xié)同元素，且同段應以規(guī)定的分隔符分開，并盡量簡短；c)文件名應符合計算機命名要求，不超過最大占位限制；d)協(xié)同過程中相同的物理產(chǎn)品如采用不同的模型，這些模型應通過不同命名進行區(qū)分。6.1.4協(xié)同環(huán)境中的產(chǎn)品信息應包括但不限于幾何特征、工藝特征、檢測特征、幾何元素、產(chǎn)品制造信a)產(chǎn)品信息采用統(tǒng)一規(guī)則進行命名，對外部引用的信息應加以區(qū)分；b)每個產(chǎn)品包含坐標系，并反映出在上一層級系統(tǒng)中的絕對位置；c)對特殊視角的視圖進行定義；3d)產(chǎn)品信息的表達遵循協(xié)同過程各方的引用參考約束；e)產(chǎn)品信息的產(chǎn)生遵循信息源統(tǒng)一、唯一的原則；f)協(xié)同過程中信息發(fā)布和接收以及產(chǎn)品信息的簡化有明確的規(guī)范或要求進行約定。6.2數(shù)據(jù)協(xié)同要求6.2.1產(chǎn)品數(shù)據(jù)與模型在不同設計階段、不同人員角色、不同專業(yè)、不同層級、不同域之間應保持協(xié)6.2.2應實現(xiàn)設計數(shù)據(jù)的結構化管理，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)定義和數(shù)據(jù)關聯(lián)關系，通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的共享和協(xié)同。6.2.3應建立數(shù)據(jù)流管理機制，合理定義數(shù)據(jù)流程，實現(xiàn)設計數(shù)據(jù)在協(xié)同人員角色之間的有序流動。6.2.4設計數(shù)據(jù)應在簽審合格后，才能被發(fā)布使用，或者被其他設計引用。6.2.5應以產(chǎn)品的三維模型和設計物料清單(設計BOM)為基礎，構建產(chǎn)品的主數(shù)據(jù)模型，以實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的集成與聯(lián)動。6.2.6應基于統(tǒng)一標準，對產(chǎn)品設計中涉及的文件、模型、數(shù)據(jù)、參數(shù)等的表達方式、格式和命名等進行規(guī)范。6.2.7應基于統(tǒng)一的設計模板進行產(chǎn)品設計主模型的構建，并統(tǒng)一產(chǎn)品設計中的單位制、公差、精度、6.3流程協(xié)同要求6.3.1宜基于統(tǒng)一的協(xié)同設計平臺對產(chǎn)品數(shù)據(jù)、模型、流程和設計團隊等進行管理。管理對象包括但設計模板、工作流程和數(shù)據(jù)流程等。6.3.2在不能建立統(tǒng)一的協(xié)同設計平臺進行設計協(xié)同的情況下，應實現(xiàn)異構平臺之間的集成與聯(lián)動。應在不同的設計系統(tǒng)之間實現(xiàn)對產(chǎn)品設計技術狀態(tài)的統(tǒng)一控制機制，以及對設計數(shù)據(jù)的共享機制。6.3.3參與產(chǎn)品設計的各類人員和組織機構應有明確的分工、操作權限和管理制度，并通過協(xié)同設計平臺進行統(tǒng)一分配和管理。6.3.4應基于統(tǒng)一的工作流程對產(chǎn)品設計全過程中的設計任務進行管理，包括但不限于設計任務創(chuàng)建、設計任務分配、設計任務狀態(tài)管理、設計任務權限管理、設計任務進度提醒與統(tǒng)計、設計任務完成與6.3.5應在設計任務分解時，確定任務之間的關聯(lián)和依賴關系，實現(xiàn)設計任務的并行執(zhí)行和管理；協(xié)同設計平臺應監(jiān)控任務完成情況，及時啟動相關設計任務；某項設計工作完成后，應由協(xié)同設計平臺將該任務的狀態(tài)和數(shù)據(jù)推送到與該任務相關的后續(xù)任務節(jié)點。6.3.6應對產(chǎn)品設計數(shù)據(jù)進行結構化錄入與管理，在此基礎上，基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)流程對產(chǎn)品設計過程中數(shù)據(jù)的流動和傳遞進行管理。6.3.7應建立自頂向下與自底向上相結合的協(xié)同工作流程，以及支持多次迭代的產(chǎn)品設計管理模式。7不同設計階段的協(xié)同要求7.1協(xié)同設計的主要階段產(chǎn)品設計的主要包括概念設計、總體設計和詳細設計三個階段，各設計階段應有明確的任務、輸入47.1.2概念設計階段概念設計階段的主要工作包括完成產(chǎn)品功能定義(市場調(diào)研和需求分析、提出產(chǎn)品性能指標、確定主要設計參數(shù))和產(chǎn)品外形設計(設計產(chǎn)品的基本外形、建立骨架模型和概念模型等)等。概念設計階段的主要輸入文件應包括但不限于機械產(chǎn)品的功能需求、市場定位、銷售群體、消費習概念設計階段的主要輸出文件應包括但不限于功能和性能概念模型、機械產(chǎn)品的外形形狀、主體結7.1.3總體設計階段總體設計階段的主要工作包括產(chǎn)品結構分解與布局、產(chǎn)品性能初步仿真、產(chǎn)品工藝性分析、產(chǎn)品指標分解與任務分派、產(chǎn)品設計綜合、產(chǎn)品性能精確仿真、設計評價、設計結果發(fā)布等。總體設計階段的主要輸入文件應包括但不限于項目設計任務書等。總體設計階段的主要輸出文件應包括但不限于標準化大綱、質(zhì)量大綱、研制計劃大綱、總體設計方案報告、分系統(tǒng)設計任務書、分系統(tǒng)接口要求、結構布局文件(骨架模型或布局模型)、初步的產(chǎn)品性能仿真模型和結果、工藝性分析報告等。詳細設計階段的主要工作包括按照設計任務書的要求，完成符合功能和指標需求的零部件、分系統(tǒng)和產(chǎn)品的設計等。詳細設計按照工作內(nèi)容可以劃分為零部件詳細設計、分系統(tǒng)詳細設計和產(chǎn)品詳細設計。零部件詳細設計階段的主要輸入文件應包括但不限于零部件設計任務書、零部件清單和結構布局文件等。零部件詳細設計階段的主要輸出文件應包括但不限于零件模型、裝配模型、性能仿真模型、工藝性分系統(tǒng)詳細設計階段的主要輸入文件應包括但不限于分系統(tǒng)設計任務書、分系統(tǒng)接口要求、結構布局文件等。分系統(tǒng)詳細設計階段的主要輸出文件應包括但不限于分系統(tǒng)三維模型、工程圖樣、性能仿真模型、工藝性分析模型、設計評價結果等。產(chǎn)品詳細設計階段的主要輸入文件應包括但不限于產(chǎn)品設計任務書、零部件清單和結構布局文件等。產(chǎn)品詳細設計階段的主要輸出文件應包括但不限于產(chǎn)品三維模型、工程圖樣、性能仿真模型、工藝性分析模型、設計評價結果等。57.2各階段協(xié)同設計流程7.2.1設計流程和要求產(chǎn)品產(chǎn)品外形設計不通過分解與布局不通過性能仿真不遙過零部件設計零部件設計師(零部件詳細設計)產(chǎn)品設指標分分系解與分統(tǒng)分析產(chǎn)品性能初步能精確分系統(tǒng)設計評價分系統(tǒng)主任設計師(分系統(tǒng)詳細設計)分系統(tǒng)分系統(tǒng)確仿真工藝性產(chǎn)品定義零部件設計評價計綜合產(chǎn)品設計評價產(chǎn)品指項目總師項H總師/專業(yè)劑總師分派產(chǎn)品結構通過系工圖1協(xié)同設計工作流程示意圖協(xié)同設計宜遵循自頂向下的并行設計流程(如圖1所示),并符合以下要求：a)應按照圖1所示的“V”字形流程開展產(chǎn)品設計，其主要過程包括但不限于概念設計、總體設計、分系統(tǒng)詳細設計和零部件詳細設計等；b)概念設計階段的工作應包括但不限于產(chǎn)品功能定義和產(chǎn)品外形設計；c)總體設計階段的工作應包括但不限于產(chǎn)品結構分解與布局、產(chǎn)品性能初步仿真、產(chǎn)品工藝性分析、產(chǎn)品指標分解與任務分派、產(chǎn)品設計綜合、產(chǎn)品性能精確仿真、產(chǎn)品設計評價、產(chǎn)品設計結果發(fā)布等；d)分系統(tǒng)詳細設計階段的工作應包括但不限于分系統(tǒng)結構分解與布局、分系統(tǒng)性能初步仿真、分系統(tǒng)工藝性分析、分系統(tǒng)指標分解與任務分派、分系統(tǒng)設計綜合、分系統(tǒng)性能精確仿真、分系統(tǒng)設計評價等；e)零部件詳細設計階段的工作應包括但不限于零部件設計和零部件設計評價等；f)協(xié)同設計過程中應遵循并行設計的原則，應對設計任務進行合理的分解和依賴性分析，在設計過程中應及時啟動具備條件的設計任務，應及時向啟動的設計任務傳遞其所需的設計輸入；g)在協(xié)同設計過程中，宜采用基于成熟度的協(xié)同設計方法，具體要求參見7.4。7.2.2產(chǎn)品功能定義在概念設計階段，項目總師應根據(jù)設計任務書，進行初步系統(tǒng)分析，并根據(jù)產(chǎn)品形成的全部要素(包括用戶指標實現(xiàn)情況、可制造性和可裝配性等),形成功能實現(xiàn)方案。7.2.3產(chǎn)品外形設計在概念設計階段，項目總師應組織相關人員，對產(chǎn)品的幾何外形、顏色、材質(zhì)等進行定義，形成產(chǎn)品6的整體外觀設計模型。7.2.4產(chǎn)品結構分解與布局在產(chǎn)品總體設計前期，項目總師、專業(yè)副總師應根據(jù)設計方案對產(chǎn)品進行結構分解與布局，主要工作應包括但不限于：a)對產(chǎn)品進行逐級分解，確定產(chǎn)品的結構層次，形成產(chǎn)品結構樹；b)確定分系統(tǒng)的空間布局和尺寸；c)確定產(chǎn)品各分系統(tǒng)的設計團隊和存儲空間。7.2.5產(chǎn)品性能初步仿真在產(chǎn)品總體設計前期，項目總師、專業(yè)副總師應對產(chǎn)品的各項性能進行初步仿真分析，主要工作應結構布局和設計參數(shù)進行優(yōu)化。構建產(chǎn)品仿真模型時，對于不能精確給定的設計參數(shù)，可采用經(jīng)驗公式或相似的歷史數(shù)據(jù)進行替代。7.2.6產(chǎn)品工藝性分析在產(chǎn)品總體設計前期，項目總師、專業(yè)副總師應對產(chǎn)品進行可制造性分析，主要工作應包括但不限于：a)確定產(chǎn)品結構和關重件加工和裝配的工藝可實現(xiàn)性和實現(xiàn)經(jīng)濟性；b)確定基本的工藝方案，提前預見并研究關鍵工藝方法和所需關鍵工藝設備。7.2.7產(chǎn)品指標分解與任務分派在產(chǎn)品總體設計前期，項目總師、專業(yè)副總師應完成產(chǎn)品性能指標、設計參數(shù)的分解，以及相關設計任務的分派工作，主要工作應包括但不限于：a)通過功能設計、運動學、靜力學及動力學分析，根據(jù)優(yōu)化原則，確定影響產(chǎn)品性能的關鍵指標和參數(shù)，形成滿足功能要求的方案；b)按照自頂向下的原則，逐級向下傳遞產(chǎn)品的設計邊界和設計參數(shù)，并進行設計任務的分解和逐級分派。7.2.8分系統(tǒng)結構分解與布局在分系統(tǒng)結構詳細設計前期，分系統(tǒng)主任設計師應根據(jù)設計方案，對分系統(tǒng)進行結構分解與布局，主要工作應包括但不限于：a)對分系統(tǒng)進行逐級分解，確定分系統(tǒng)的結構層次，形成分系統(tǒng)結構樹；b)確定零部件的空間布局和尺寸；c)確定分系統(tǒng)各零部件的設計團隊和存儲空間。7.2.9分系統(tǒng)性能初步仿真在分系統(tǒng)結構詳細設計前期，分系統(tǒng)主任設計師應對分系統(tǒng)的各項性能進行初步仿真分析，主要工系統(tǒng)結構布局和設計參數(shù)進行優(yōu)化。構建分系統(tǒng)仿真模型時，對于不能精確給定的設計參數(shù)，可采用經(jīng)驗公式或相似的歷史數(shù)據(jù)進行7替代。7.2.10分系統(tǒng)工藝性分析在分系統(tǒng)結構詳細設計前期，分系統(tǒng)主任設計師應對分系統(tǒng)進行可制造性分析，主要工作應包括但不限于：a)確定分系統(tǒng)結構和關重件加工和裝配的工藝可實現(xiàn)性和實現(xiàn)經(jīng)濟性；b)確定基本的工藝方案，提前預見并研究關鍵工藝方法和所需關鍵工藝設備。7.2.11分系統(tǒng)指標分解與任務分派在分系統(tǒng)結構詳細設計前期，分系統(tǒng)主任設計師應完成分系統(tǒng)性能指標、設計參數(shù)的分解，以及相關設計任務的分派工作，主要工作應包括但不限于：a)通過功能設計、運動學、靜力學及動力學分析，根據(jù)優(yōu)化原則，確定影響分系統(tǒng)性能的關鍵指標和參數(shù)，形成滿足功能要求的方案；b)按照自頂向下的原則，逐級向下傳遞分系統(tǒng)的設計邊界和設計參數(shù)，并進行設計任務的分解和逐級分派。在零部件設計階段，零部件設計師應在上級要求的功能和性能指標(例如尺寸、空間、重量等)范圍內(nèi)，完成零部件的詳細設計，形成支持加工和裝配的零部件設計模型。7.2.13零部件設計評價零部件設計完成后，應對設計指標符合性(包括但不限于：關鍵尺寸、配合尺寸、重量控制、功能指標、性能指標、六性指標)、設計資料完整性、設計流程7.2.14分系統(tǒng)設計綜合零部件詳細設計完成后，應對分系統(tǒng)進行設計綜合，并應符合以下要求：a)依據(jù)分系統(tǒng)結構布局，自動完成分系統(tǒng)的裝配設計；b)關注各分零部件間的協(xié)調(diào)性，消除矛盾因素，形成滿足設計預期的設計輸出。7.2.15分系統(tǒng)性能精確仿真在分系統(tǒng)結構詳細設計后期，分系統(tǒng)主任設計師應對分系統(tǒng)的性能進行精確仿真分析，主要工作包的設計指標和設計參數(shù)進行調(diào)整和優(yōu)化。構建分系統(tǒng)仿真模型時，應將已經(jīng)完成的零部件設計參數(shù)集成到分系統(tǒng)仿真模型中，取代初步仿真時采用的經(jīng)驗公式或相似的歷史數(shù)據(jù)。7.2.16分系統(tǒng)設計評價在分系統(tǒng)設計評價階段，應對設計指標符合性(包括但不限于關鍵尺寸、配合尺寸、重量控制、功能指標、性能指標、六性指標)、設計資料完整性、設計流程規(guī)范性等內(nèi)容進行評價。7.2.17產(chǎn)品設計綜合分系統(tǒng)詳細設計完成后，應對產(chǎn)品進行設計綜合，并應符合以下要求：8a)依據(jù)總體布局，自動完成產(chǎn)品的裝配設計；b)關注各分系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)性，消除矛盾因素，形成滿足設計預期的設計輸出。7.2.18產(chǎn)品性能精確仿真在產(chǎn)品總體設計后期，項目總師、專業(yè)副總師應對產(chǎn)品性能進行精確仿真，主要工作應包括但不限標和設計參數(shù)進行調(diào)整和優(yōu)化。構建產(chǎn)品仿真模型時，應將已經(jīng)完成的分系統(tǒng)設計參數(shù)集成到產(chǎn)品仿真模型中，取代初步仿真時采用的經(jīng)驗公式或相似的歷史數(shù)據(jù)。7.2.19產(chǎn)品設計評價在產(chǎn)品總體設計后期，應對產(chǎn)品設計指標符合性(包括但不限于關鍵尺寸、配合尺寸、重量控制、功能指標、性能指標、六性指標)、設計資料完整性、設計流程規(guī)范性等內(nèi)容進行評價。7.2.20產(chǎn)品設計結果發(fā)布產(chǎn)品總體設計完成后，應對產(chǎn)品設計結果進行發(fā)布，并符合以下要求：a)設計審查通過后，根據(jù)應用場合，對產(chǎn)品設計結果進行發(fā)布，供各類人員參考使用；b)發(fā)布的形式可以采用二維工程圖樣、三維模型，推薦采用三維模型的發(fā)布形式；測基準等。7.3各階段設計任務與協(xié)同要求在產(chǎn)品協(xié)同設計過程中，主要的設計階段、設計任務及協(xié)同要求如表1所示。表1各階段設計任務與協(xié)同要求設計任務協(xié)同要求概念設計產(chǎn)品功能定義●根據(jù)市場需求，構想產(chǎn)品的基本功能和性能需求；●確定產(chǎn)品的基本工作原理和方案；●確定產(chǎn)品需要解決的關鍵技術問題●應對市場進行調(diào)研，與客戶進行交流，充分了解客戶對產(chǎn)品的需求；●宜通過協(xié)同平臺，快速檢索大量工程案例，得到與當前需求有關的成功設計案例，在此基礎上進行創(chuàng)新和改進，完成產(chǎn)品的功能定義產(chǎn)品外形設計對產(chǎn)品的幾何外形、顏色、材質(zhì)等進行定義，形成產(chǎn)品的整體外觀設計模型●應構建產(chǎn)品的造型樣機；●應基于產(chǎn)品造型樣機，以所見所得的方式協(xié)同各類人員的想法，最終確定產(chǎn)品的幾何外形、材質(zhì)和顏色；●概念設計階段構建的產(chǎn)品造型樣機模型應與總體設計階段構建的總體設計樣機、詳細設計階段構建的詳細設計模型保持協(xié)同，參見10.29表1各階段設計任務與協(xié)同要求(續(xù))設計任務協(xié)同要求總體設計產(chǎn)品結構分解與布局●確定產(chǎn)品基本的組成結構；●確定主要零部件的空間位置●應根據(jù)總體設計方案構建產(chǎn)品三維數(shù)字樣機，對初步確定的產(chǎn)品結構形式及其布局的合理性進行驗證；●各類人員可基于三維數(shù)字樣機，對產(chǎn)品的功能和性能進行初步體驗和評估；●總體設計階段構建的總體設計模型應與詳細設計階段構建的詳細設計模型保持協(xié)同，參見10.2產(chǎn)品性能初步仿真對產(chǎn)品各項性能進行仿真分析●應構建各專業(yè)的產(chǎn)品仿真性能數(shù)字樣電氣、電磁兼容、液壓、散熱和人機工效；●產(chǎn)品性能分析應包括產(chǎn)品設計初期的初步分析和后期的精確分析；●各專業(yè)的性能仿真樣機之間應保持協(xié)同，參見“9不同專業(yè)的協(xié)同要求”;●性能仿真模型應分級構建，產(chǎn)品整機、分系統(tǒng)、零部件的仿真模型之間應保持協(xié)同，參見9.3.1產(chǎn)品工藝性分析產(chǎn)品總體設計可實現(xiàn)性和實現(xiàn)經(jīng)濟性的工藝性分析●可通過對產(chǎn)品三維數(shù)字模型的自動分析或人工查看，確定關重件加工和裝配的工藝可實現(xiàn)性和實現(xiàn)經(jīng)濟性；●工藝性分析模型應與設計模型保持協(xié)同，參見9.4產(chǎn)品指標分解與任務分派●將產(chǎn)品的總體指標要求分解到各分●產(chǎn)品總體技術指標分解時，應通過性能仿真，確定指標分配的合理性；●總體設計階段的總體設計仿真模型應與詳細設計階段的詳細設計仿真模型保持協(xié)同，參見“10不同層級的協(xié)同要求”分系統(tǒng)詳細設計分系統(tǒng)結構分解與布局●確定分系統(tǒng)基本的組成結構；●確定分系統(tǒng)主要零部件的空間位置●應根據(jù)分系統(tǒng)設計方案構建分系統(tǒng)的三維幾何數(shù)字樣機，對初步確定的分系統(tǒng)結構形式及其布局的合理性進行驗證；●各類人員可基于三維數(shù)字樣機，對分系統(tǒng)的功能和性能進行初步體驗和評估；●分系統(tǒng)詳細設計階段構建的分系統(tǒng)設計模型應與總體設計階段構建的產(chǎn)品設計模型、零部件詳細設計階段構建的零部件設計模型保持協(xié)同，參見10.2表1各階段設計任務與協(xié)同要求(續(xù))設計任務協(xié)同要求分系統(tǒng)詳細設計分系統(tǒng)性能初步仿真對分系統(tǒng)各項性能進行仿真分析●應構建各專業(yè)的分系統(tǒng)仿真性能數(shù)字樣電氣、電磁兼容、液壓、散熱和人機工效；●分系統(tǒng)性能分析應包括產(chǎn)品設計初期的初步分析和后期的精確分析；●各專業(yè)的分系統(tǒng)性能仿真樣機之間應保持協(xié)同，參見第9章；●分系統(tǒng)性能仿真模型應分級構建，與產(chǎn)品整機、零部件的仿真模型之間應保持協(xié)同，參見9.3.1分系統(tǒng)工藝性分析分系統(tǒng)的可實現(xiàn)性和實現(xiàn)經(jīng)濟性的工藝性分析●可通過對分系統(tǒng)三維數(shù)字模型的自動分析或人工查看，確定關重件加工和裝配的工藝可實現(xiàn)性和實現(xiàn)經(jīng)濟性；●分系統(tǒng)工藝性分析模型應與分系統(tǒng)設計模型保持協(xié)同，參見9.4分系統(tǒng)指標分解與任務分派●將分系統(tǒng)的指標要求分解到各零部件設計；●分系統(tǒng)技術指標分解時，應通過性能仿真，確定指標分配的合理性；●分系統(tǒng)詳細設計階段的設計仿真模型應與總體設計階段的總體設計仿真模型、零部件詳細設計階段的詳細設計仿真模型保持協(xié)同，參見第10章零部件詳細設計零部件設計●完成零部件的詳細設計；●對零部件性能進行仿真分析，確保達到任務書下達的指標要求；●完成零部件工藝性分析●零部件設計時，應根據(jù)任務書要求，構建零部件的三維幾何模型，確定零部件尺寸、公差和技術要求；●應構建零部件各專業(yè)的分系統(tǒng)仿真性能數(shù)態(tài))、電氣、電磁兼容、液壓、散熱和人機●各專業(yè)的零部件性能仿真樣機之間應保持協(xié)同，參見第9章；●零部件性能仿真模型應與產(chǎn)品整機、分系統(tǒng)的仿真模型之間保持協(xié)同，參見9.3.1;●可通過對零部件三維數(shù)字模型的自動分析或人工查看，確定其工藝的可實現(xiàn)性和實現(xiàn)經(jīng)濟性；●零部件工藝性分析模型應與零部件設計模型保持協(xié)同，參見9.47.4設計階段間基于成熟度的協(xié)同7.4.1協(xié)同設計的模型成熟度劃分應按照成熟度，將每個產(chǎn)品設計階段進一步細分為若干子階段(如圖2所示),以便于不同階段之間的協(xié)同操作和并行工作。的協(xié)同操作和并行工作。成熟度M11成熟度M12成熟度M13成熟度M21成熟度M22階段M2圖2協(xié)同階段和成熟度劃分7.4.2協(xié)同設計的模型成熟度應根據(jù)各個協(xié)同階段中產(chǎn)品自身特點、主要工作完成節(jié)點、工作流轉等因素進行設計模型的成熟度劃分和定義，典型劃分示例如表2所示。表2成熟度劃分及定義示例協(xié)同階段成熟度等級定義概念設計M1l完成市場調(diào)研，提出產(chǎn)品性能指標M12確定主要設計參數(shù)，建立骨架模型M13建立概念模型總體設計M21建立初步模型M22完成數(shù)字模裝協(xié)調(diào)M23完成性能仿真分析和可制造性分析詳細設計M31完成詳細設計的數(shù)字樣機模型M32建立面向制造的數(shù)字樣機模型M33完成工藝設計和工裝設計7.5不同設計階段之間的協(xié)同要求7.5.1宜采用產(chǎn)品研發(fā)團隊方式開展設計協(xié)同工作。7.5.2工作計劃應按協(xié)同階段或成熟度提前規(guī)劃、分解、發(fā)布，并按階段、按成熟度開展協(xié)同工作。7.5.3協(xié)同階段和成熟度應逐級提升，上一階段和成熟度的工作未完成時，不準許開展下一階段的相關工作。7.5.4當產(chǎn)品狀態(tài)變化時，根據(jù)協(xié)同階段或成熟度定義允許等級下降。協(xié)同階段或成熟度等級下降時由協(xié)同小組提出申請，完成影響分析，在技術負責人批準后實施。7.5.5協(xié)同技術總體單位應提出總骨架，明確設計基準和任務剖面，并通過產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)發(fā)布給各參與方。7.5.6各協(xié)同方基于發(fā)布的總骨架開展工作，并按協(xié)同階段和成熟度發(fā)布自身產(chǎn)品數(shù)據(jù)。7.5.7各階段協(xié)同工作完成時應組織審查或驗收，通過后在產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中發(fā)布本階段數(shù)據(jù)。7.5.8設計數(shù)據(jù)應開展不同專業(yè)的仿真分析，從幾何、功能、性能三方面分析設計數(shù)據(jù)的正確性和合理性。7.5.9設計數(shù)據(jù)的可制造性應由設計與工藝聯(lián)合確認，對尺寸、公差、生產(chǎn)要求、工藝規(guī)程要求等相互對照檢查。7.5.10設計數(shù)據(jù)發(fā)布之前，可通過協(xié)同流程由協(xié)同設計團隊相關人員確認，協(xié)同流程中的設計數(shù)據(jù)可不受控。7.5.11設計數(shù)據(jù)發(fā)布之前，應通過協(xié)同流程提交相關人員(包括但不限于設計人員、工藝人員、制造人員、質(zhì)量檢驗人員、物資管理人員等)確認其有效性。7.5.12設計數(shù)據(jù)發(fā)布之前，應通過協(xié)同流程提交標準化人員開展相關標準化工作審查。7.5.13設計數(shù)據(jù)發(fā)布之前應通過審簽流程審簽受控。8不同人員角色的協(xié)同要求8.1協(xié)同設計的角色定義協(xié)同設計的角色及其主要的工作任務如下：a)設計人員的角色應包括但不限于：項目總師、專業(yè)副總師、各分系統(tǒng)主任設計師、各專業(yè)設計師等；b)各類角色在產(chǎn)品模型的設計、審批、歸檔和修訂等各環(huán)節(jié)的主要工作任務參見附錄A。8.2人員角色的工作職責在產(chǎn)品設計的不同環(huán)節(jié)，不同角色的設計人員應具有不同的工作職責。各類設計人員在不同階段的工作職責如表3所示。表3協(xié)同環(huán)境下各類設計人員的工作職責角色設計環(huán)節(jié)審批環(huán)節(jié)歸檔環(huán)節(jié)修訂環(huán)節(jié)項目總師●產(chǎn)品功能定義；●產(chǎn)品的分系統(tǒng)結構分解和空間布局；●確定和分配產(chǎn)品的關鍵參數(shù)和指標；●擬定并發(fā)布分系統(tǒng)設計任務書審批各級設計師提交的文檔對項目組的設計文檔進行瀏覽審批各級設計師提出的設計更改請求專業(yè)副總師●相關專業(yè)的功能定義；●相關專業(yè)的關鍵參數(shù)和指標的確定和分配；●擬定并發(fā)布相關專業(yè)的設計任務書審批與本專業(yè)有關的文檔對項目組的設計文檔進行瀏覽審批與本專業(yè)相關的設計更改請求分系統(tǒng)主任設計師●建立和修改分系統(tǒng)的零部件●確定并分配零部件的關鍵參數(shù)和指標；●擬定零部件的設計任務書審批本分系統(tǒng)設計師提交的設計文檔對項目組的設計文檔進行瀏覽審批本分系統(tǒng)設計師提出的設計更改請求表3協(xié)同環(huán)境下各類設計人員的工作職責(續(xù))角色設計環(huán)節(jié)審批環(huán)節(jié)歸檔環(huán)節(jié)修訂環(huán)節(jié)專業(yè)設計師●瀏覽各級總師下發(fā)給自己的設計任務書，并根據(jù)其要求進行設計；●對設計師本人產(chǎn)生的設計文檔，包括模型、圖紙、技術說明書等進行修改；●瀏覽與本項目相關的其他設計者的設計文檔資料成的設計文檔；●根據(jù)審批意見，修改被駁回的設計文檔對項目組的設計文檔進行瀏覽提出設計更改請求9不同專業(yè)的協(xié)同要求9.1通則9.1.1通常可以采用描述產(chǎn)品不同側面信息的各種模型之間的協(xié)同模型來實現(xiàn)不同專業(yè)的協(xié)同，相關的模型包括但不限于以下三種：a)三維幾何模型。b)仿真模型，包括但不限于：1)結構仿真模型(包括機械性能仿真模型、電磁性能仿真模型、熱性能仿真模型等);2)電氣仿真模型；3)液壓仿真模型。c)工藝模型。9.1.2不同專業(yè)協(xié)同設計時，應首先構建產(chǎn)品的三維幾何模型，在此基礎上構建各類仿真模型以及工藝模型，并實現(xiàn)三維幾何模型與仿真模型、工藝模型之間的協(xié)同，以及結構仿真模型、電氣仿真模型、液壓仿真模型等各類仿真模型之間的協(xié)同。9.1.3通?？梢圆捎靡韵聝深惙椒▽崿F(xiàn)各類模型的協(xié)同關聯(lián)。a)基于參數(shù)的關聯(lián)。為每個模型確定輸入和輸出參數(shù)，建立參數(shù)之間的對應或約束關系。當某個模型發(fā)生變化時，提取其被更改的參數(shù)，并通過參數(shù)約束關系確定與之關聯(lián)的其他模型，對其進行自動或手工更改。b)基于幾何特征約束的關聯(lián)。通過建立不同模型幾何特征之間的對應、映射和約束關系，當某個模型發(fā)生變更時，其他模型與之相關聯(lián)的特征依據(jù)一定的映射法則重新構建，保證不同模型之間的一致性。9.2三維幾何模型與仿真模型之間的協(xié)同9.2.1三維幾何模型與仿真模型之間的協(xié)同可以通過一定的工具和方法，實現(xiàn)三維幾何模型與仿真模型之間的關聯(lián)。9.2.2三維幾何模型與仿真模型之間的協(xié)同應按照以下基本步驟。a)模型導入：將三維幾何模型從CAD軟件導入到CAE軟件，提取幾何模型的邊界(點、線、面)信息，然后在CAE環(huán)境中重新構建，實現(xiàn)三維幾何模型向CAE環(huán)境的導入。b)去除細小特征：去除對性能仿真影響不大但是非常影響仿真計算時間的幾何特征，例如圓孔、倒角、凸臺等(注意在不同性能仿真時，去除細小特征的原則是不一樣的，例如在結構性能仿真時，加強筋是應考慮的；而在熱性能仿真時，細小特征可以去除)。c)建立CAE特征：基于導入的三維幾何模型，建立面向CAE仿真需要的特殊特征，例如：結構性大大降低仿真計算時間，同時顯著提高計算準確性。d)建立約束：在三維幾何模型上添加約束信息，例如零部件的連接方式等。e)設置邊界條件：設置仿真計算的邊界條件，例如：產(chǎn)品安裝方式、環(huán)境溫度、入口流體的溫度和壓力等。9.2.3三維幾何模型與仿真模型之間的協(xié)同可以采用專業(yè)軟件實現(xiàn)，但是在處理過程中，應保持仿真特征信息(細小特征去除、仿真模型特征、約束、邊界條件、載荷)與幾何特征信息(特征、幾何之間的關聯(lián)性。也可以通過一定的方法，將上述操作(由三維幾何模型建立仿真模型)過程固化，以便在三維幾何模型發(fā)生變化時，不再進行重復操作，由程序自動更新建立相關的仿真模型。9.3仿真模型與仿真模型之間的協(xié)同9.3.1子結構的協(xié)同對于某些大型結構，直接對其進行仿真往往會導致資源不足，無法計算，或者計算時間非常長?？梢酝ㄟ^設置合理的邊界，將大型結構拆解成若干子結構，分別對各個子結構進行仿真，然后通過子結構協(xié)同技術，計算得到大型結構的性能仿真結果。子結構協(xié)同的核心是子結構分解與計算結果合成，可以通過在子結構連接位置添加合理的邊界條件對產(chǎn)品進行子結構分解。9.3.2不同仿真模型的協(xié)同不同仿真模型之間的結果很多情況下是相互耦合的，需進行不同仿真模型的協(xié)同。協(xié)同方式包括以下兩種：a)基于參數(shù)的傳遞，即將一個仿真模型的計算結果以參數(shù)的方式傳遞到與之關聯(lián)的仿真模型，進行協(xié)同計算；完成后，將計算得到的芯片溫度以參數(shù)的方式傳遞到電氣仿真模型，再以仿真得到的芯片溫度為依據(jù)重新確定電子器件的性能。b)基于三維幾何模型的傳遞，即將一個仿真模型軟件的計算結果以三維幾何模型(點、線、面)的方式傳遞給另外一個仿真模型，實現(xiàn)協(xié)同仿真。示例：對大型天線電性能進行初步仿真時，首先建立無變形的天線反射面結構，計算其電磁場性能；結構仿真完成后，提取計算得到的發(fā)生位移變形后的天線反射面表面節(jié)點的幾何位置信息，在電磁仿真軟件下構建變形后反射面的幾9.4三維幾何模型與工藝模型之間的協(xié)同三維幾何模型與工藝模型之間需要協(xié)同的信息應包括但不限于產(chǎn)品結構樹(設計BOM)、零部件三維幾何模型與工藝模型之間的協(xié)同方式包括以下兩種：a)基于設計BOM的協(xié)同，即結構設計師將其建立的三維幾何模型傳遞給工藝設計師，通過工藝設計軟件提取三維幾何模型中的產(chǎn)品結構樹(設計BOM),在此基礎上開展工藝設計工作，形成工藝BOM及工藝設計文件；b)基于模型的協(xié)同，即結構工程師將三維幾何模型傳遞給工藝設計師，工藝設計師在三維幾何模型上直接進行工藝設計工作，通過交互或提取的方式，將三維幾何模型中的特征、尺寸、公差、GB/T42782—2023幾何元素(點、線、面)檢入到工藝設計方案中，形成工藝BOM及工藝文件?；谀Ｐ蛥f(xié)同時，工藝模型(工藝路線、工序和工步中的工藝參數(shù))與三維幾何模型(特征、尺寸、公差、幾何元素)應建立關聯(lián)關系，當三維幾何模型發(fā)生變化時，工藝模型實現(xiàn)同步變化。10不同層級的協(xié)同要求10.1通用要求10.1.1不同層級的協(xié)同設計用于產(chǎn)品、分系統(tǒng)和零部件設計之間的協(xié)同。一般情況下，不同層級的設計模型應遵循自頂向下的設計原則，即按照產(chǎn)品、分系統(tǒng)和零部件的順序依次建立其設計模型，并保持不同層級模型之間的一致性。10.1.2在設計過程中，要注意上層信息(包括模型和參數(shù))與下層信息之間的關聯(lián)和集成。在描述產(chǎn)品的各類模型(例如：三維幾何模型、仿真模型、工藝模型)之間設置合理的約束和標記，實現(xiàn)不同層級(例如：產(chǎn)品、分系統(tǒng)和零部件)、不同專業(yè)(結構、電氣、液壓)模型之間的關聯(lián)。10.1.3當設計模型發(fā)生變化時，可以通過設計工具對相關模型進行自動更改或者標記提示，從而確保同一產(chǎn)品不同類別的模型之間的一致性，減少設計差錯，實現(xiàn)最優(yōu)設計。10.2自頂向下的三維幾何模型構建產(chǎn)品三維幾何模型通常可以采用自頂向下的方式進行設計，基本步驟包括產(chǎn)品結構分解與布局、檢出產(chǎn)品參考要素、分系統(tǒng)結構分解與布局、檢出分系統(tǒng)參考要素、零部件詳細設計、更新分系統(tǒng)模型和更新產(chǎn)品模型等，如圖3所示。產(chǎn)品結構分解與布局產(chǎn)品結構分解與布局檢出產(chǎn)品參考要素分系統(tǒng)結構分解與布局檢出分系統(tǒng)參考要素零部件詳細設計更新分系統(tǒng)模型更新產(chǎn)品模型參考要素定義的產(chǎn)品布局模型參考要素定義的分系統(tǒng)布局模型分系統(tǒng)三維兒何模型零部件三維幾何模型產(chǎn)品二維幾何模型輸出輸出輸山注：流程圖中矩形框表示流程節(jié)點，非矩形框表示當前流程節(jié)點輸出的文件。圖3三維幾何模型自頂向下的設計流程10.2.2產(chǎn)品結構分解與布局產(chǎn)品結構分解與布局的主要工作是分解產(chǎn)品結構，初步確定產(chǎn)品結構樹，并通過點、線、面、參數(shù)等基本元素(參考要素),定義產(chǎn)品三維幾何模型的概要信息，包括分系統(tǒng)組成及其布局信息(位置、法向、輪廓形狀等),并建立產(chǎn)品參考要素之間的約束關聯(lián)關系。10.2.3檢出產(chǎn)品參考要素檢出產(chǎn)品參考要素的主要工作是將產(chǎn)品的參考要素檢出，并向分系統(tǒng)的設計者發(fā)布。10.2.4分系統(tǒng)結構分解與布局分系統(tǒng)結構分解與布局的主要工作是在產(chǎn)品結構分解與布局的基礎上，分解分系統(tǒng)結構，確定分系統(tǒng)的結構層次和結構樹，并通過點、線、面、參數(shù)等基本元素(參考要素),確定分系統(tǒng)中的零部件組成及其布局信息(位置、法向、輪廓形狀等),并建立分系統(tǒng)參考要素之間的約束關聯(lián)關系。10.2.5檢出分系統(tǒng)參考要素檢出