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[摘 要]本文以电动工具为研究对象，构建电动工具各个零部件的主模型，建立零部件事物特性表；通过修改零部件事物特性表中数据驱动CAD主模型的变化，实现新型电动工具的变型设计；通过集成接口将变型设计结果相关的数据文件导入PDM中。本研究有利于优化电动工具变型设计，降低开发成本，缩短研发周期，有效提高电动工具研发效率。
[关键词]CAD PDM 事物特性表 变型设计
中图分类号：TB472 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）25-0013-01
1.变型设计技术
变型设计（Variant Design）是指在已存在的设计基础上，保留原先的基本原理及结构特征，利用参数进行局部修改而产生与原设计类似的新产品的设计方式。Pahl和Beitz更指出实际工作中约70%的设计为适应设计和变型设计[3]。变型设计的目的是对原产品进行快速变型，低成本的生产新产品以达到市场的要求。
1.1 零件级变型
选择需变型设计零件所属的主模型，然后根据要求修改参数，并生成和替换原零件模型。
1.2 部件级变型
选择需变型设计部件所属的主模型，然后根据要求修改参数，并生成和替换原部件模型。
2.CAD/PDM集成技术的介绍
PDM（ Product Data Management）是企业产品数据管理的核心，是将产品相关的全部信息进行管理和处理的一项技术，包括产品的开发、模型、图纸、技术要求、工艺、加工制造等信息，并能够提供设计制造所需的数据和信息，支持产品开发过程中的协同性。CAD/PDM集成技术是将CAD、PDM数据管理技术于一体，将多种功能汇集与一个平台，将CAD产品模型，图纸的数据保存在PDM中，实现对于产品研发过程数据的统一管理，实现产品全生命周期的管理[4]。从而可以有效保证所有数据的安全性和完整性。CAD也需要满足PDM的诸多要求，对PDM的产品属性数据库提供支持。
3.CAD/PDM集成框架构建
3.1 系统集成数据结构
基于事物特性表技术来实现产品变型设计构建的CAD/PDM系统集成平台是整个变型设计系统的最基本框架。变型设计技术不仅仅涉及到设计阶段，而是贯彻了产品生命周期，利用CAD/PDM系统的集成将为整个变型设计过程提供支撑。
图1中提出的集成数据结构是独立于具体应用系统的，针对CAD中的实例模型，首先对于模型中的零部件构建事物特性表，将实例模型中零部件的特征数据记录到事物特性表，零部件事物特性表相关文件又导入PDM系统中，PDM中相关文件通过指针链接到CAD的文件属性中，从而完成数据结构的构建。通过对于CAD/PDM建立事物特性表下进行集成利用，具有一定普遍性[5]。
3.2 CAD/PDM系统集成接口
现阶段PDM应用集成主要是下面三种方式：一、应用封装集成，主要实现系统之间文件信息的集成，包括对自动识别、管理、储存应用产生的相应文件，对储存文件的编辑和修改。二、接口交换集成，PDM系统与应用系统存在统一数据结构之外还有自己的数据模型，比应用封装集成高级。三、紧密集成，在接口交换集成的基础上，不同应用和PDM系统不仅能共享数据，还能共享操作服务，允许互相调用，执行相关操作，在应用中修改相关参数，PDM中也能自动修改[6]。
4.基于CAD/PDM集成的变型设计技术
4.1 变型设计流程
产品变型设计过程主要由支持变型设计的产品零部件主模型的建立和实现产品变型设计过程两个关键步骤组成。根据具体需求，当产品族中没有满足客户需求的产品时，就要对其进行零部件变型，生成新实例。
主要过程为：1.首先判断产品零部件事物特性表中输入的参数；2.将用户输入参数导入到参数型零部件主模型中，自动变型设计生成新零部件；3.将变型后新零部件中导出数据值记录在事物特性表表中，形成新的实例，并保存[7]。通过更改事物特性表中的相应的特性参数，能够快速的实现变型。该系统中的关键技术是在零件建模时将零件的几何信息写入到事物特性表中，并动态的与CAD变量表进行匹配，实现产品的快速变型设计。
4.2 PDM对整个设计流程的支撑
PDM系统的功能比较多，与变型设计密切相关的功能包括：文档管理、零件族管理、分类管理、零件管理以及接口管理等功能模块[8]。
基于事物特性表的产品变型设计在参数化CAD和PDM系统的支持下（图2），利用事物特性表管理模型建立的产品零部件事物特性表对产品零部件进行变型设计。PDM/CAD接口主要任务是将CAD中工作结果的相关数据和业务对象一起构建在PDM的数据模型中，进行统一管理。在CAD中数据导入PDM中，一方面将CAD模型相关基本信息包括比例尺、材料、作者、时间、名称等写入PDM中，另一方面需要将PDM中一些属性赋给CAD模型，如CAD模型编号等，实现数据的双向交换。通过该系统能够对产品零部件主模型以及实例进行查询，生成满足客户需求的变型实例以及对变型实例进行浏览、批注以及修改等操作。
5.结束语
在利用事物特性表的基础上通过对于CAD/PDM集成的电动工具变型设计研究，有利于优化电动工具变型设计，降低开发成本，缩短研发周期，提高电动工具研发效率，具有重要意义。但对于需要CAD/PDM复杂集成存在一些不足，需要做更深一步的研究。
参考文献
[1] 袁以明，苏少辉，陈国金.基于事物特性表的电动工具产品变型设计的实现[A].机电工程.2011，28（03）：296—301.
[2] 张昊.我国电动工具出口现状及对策浅议.电动工具.2011（5）：1—3.
[3] 李强.基于PDM和CAD集成的产品变型设计系统的研究与开发[D].杭州.浙江大学.2006.
[4] 常青，邱泽阳，李耀祥.基于PDM的CAD/CAPP/CAM集成技术研究[A].制造业信息化，2009，01：100—104.
[关键词]CAD PDM 事物特性表 变型设计
中图分类号：TB472 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）25-0013-01
1.变型设计技术
变型设计（Variant Design）是指在已存在的设计基础上，保留原先的基本原理及结构特征，利用参数进行局部修改而产生与原设计类似的新产品的设计方式。Pahl和Beitz更指出实际工作中约70%的设计为适应设计和变型设计[3]。变型设计的目的是对原产品进行快速变型，低成本的生产新产品以达到市场的要求。
1.1 零件级变型
选择需变型设计零件所属的主模型，然后根据要求修改参数，并生成和替换原零件模型。
1.2 部件级变型
选择需变型设计部件所属的主模型，然后根据要求修改参数，并生成和替换原部件模型。
2.CAD/PDM集成技术的介绍
PDM（ Product Data Management）是企业产品数据管理的核心，是将产品相关的全部信息进行管理和处理的一项技术，包括产品的开发、模型、图纸、技术要求、工艺、加工制造等信息，并能够提供设计制造所需的数据和信息，支持产品开发过程中的协同性。CAD/PDM集成技术是将CAD、PDM数据管理技术于一体，将多种功能汇集与一个平台，将CAD产品模型，图纸的数据保存在PDM中，实现对于产品研发过程数据的统一管理，实现产品全生命周期的管理[4]。从而可以有效保证所有数据的安全性和完整性。CAD也需要满足PDM的诸多要求，对PDM的产品属性数据库提供支持。
3.CAD/PDM集成框架构建
3.1 系统集成数据结构
基于事物特性表技术来实现产品变型设计构建的CAD/PDM系统集成平台是整个变型设计系统的最基本框架。变型设计技术不仅仅涉及到设计阶段，而是贯彻了产品生命周期，利用CAD/PDM系统的集成将为整个变型设计过程提供支撑。
图1中提出的集成数据结构是独立于具体应用系统的，针对CAD中的实例模型，首先对于模型中的零部件构建事物特性表，将实例模型中零部件的特征数据记录到事物特性表，零部件事物特性表相关文件又导入PDM系统中，PDM中相关文件通过指针链接到CAD的文件属性中，从而完成数据结构的构建。通过对于CAD/PDM建立事物特性表下进行集成利用，具有一定普遍性[5]。
3.2 CAD/PDM系统集成接口
现阶段PDM应用集成主要是下面三种方式：一、应用封装集成，主要实现系统之间文件信息的集成，包括对自动识别、管理、储存应用产生的相应文件，对储存文件的编辑和修改。二、接口交换集成，PDM系统与应用系统存在统一数据结构之外还有自己的数据模型，比应用封装集成高级。三、紧密集成，在接口交换集成的基础上，不同应用和PDM系统不仅能共享数据，还能共享操作服务，允许互相调用，执行相关操作，在应用中修改相关参数，PDM中也能自动修改[6]。
4.基于CAD/PDM集成的变型设计技术
4.1 变型设计流程
产品变型设计过程主要由支持变型设计的产品零部件主模型的建立和实现产品变型设计过程两个关键步骤组成。根据具体需求，当产品族中没有满足客户需求的产品时，就要对其进行零部件变型，生成新实例。
主要过程为：1.首先判断产品零部件事物特性表中输入的参数；2.将用户输入参数导入到参数型零部件主模型中，自动变型设计生成新零部件；3.将变型后新零部件中导出数据值记录在事物特性表表中，形成新的实例，并保存[7]。通过更改事物特性表中的相应的特性参数，能够快速的实现变型。该系统中的关键技术是在零件建模时将零件的几何信息写入到事物特性表中，并动态的与CAD变量表进行匹配，实现产品的快速变型设计。
4.2 PDM对整个设计流程的支撑
PDM系统的功能比较多，与变型设计密切相关的功能包括：文档管理、零件族管理、分类管理、零件管理以及接口管理等功能模块[8]。
基于事物特性表的产品变型设计在参数化CAD和PDM系统的支持下（图2），利用事物特性表管理模型建立的产品零部件事物特性表对产品零部件进行变型设计。PDM/CAD接口主要任务是将CAD中工作结果的相关数据和业务对象一起构建在PDM的数据模型中，进行统一管理。在CAD中数据导入PDM中，一方面将CAD模型相关基本信息包括比例尺、材料、作者、时间、名称等写入PDM中，另一方面需要将PDM中一些属性赋给CAD模型，如CAD模型编号等，实现数据的双向交换。通过该系统能够对产品零部件主模型以及实例进行查询，生成满足客户需求的变型实例以及对变型实例进行浏览、批注以及修改等操作。
5.结束语
在利用事物特性表的基础上通过对于CAD/PDM集成的电动工具变型设计研究，有利于优化电动工具变型设计，降低开发成本，缩短研发周期，提高电动工具研发效率，具有重要意义。但对于需要CAD/PDM复杂集成存在一些不足，需要做更深一步的研究。
参考文献
[1] 袁以明，苏少辉，陈国金.基于事物特性表的电动工具产品变型设计的实现[A].机电工程.2011，28（03）：296—301.
[2] 张昊.我国电动工具出口现状及对策浅议.电动工具.2011（5）：1—3.
[3] 李强.基于PDM和CAD集成的产品变型设计系统的研究与开发[D].杭州.浙江大学.2006.
[4] 常青，邱泽阳，李耀祥.基于PDM的CAD/CAPP/CAM集成技术研究[A].制造业信息化，2009，01：100—104.