基于目標(biāo)的協(xié)同設(shè)計(jì)是達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺(tái)的一種行業(yè)解決方案，使航空航天和國(guó)防客戶能夠按照規(guī)范、按時(shí)和按預(yù)算交付項(xiàng)目。從達(dá)索系統(tǒng)助力波音777第一架全三維設(shè)計(jì)開始，其在工業(yè)領(lǐng)域探索新技術(shù)理念及實(shí)施從未止步，達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺(tái)集概念、設(shè)計(jì)、仿真、制造和管理一體化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了真正的協(xié)同設(shè)計(jì)。本文介紹了飛機(jī)研發(fā)過程中，在不同階段層次是如何利用達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺(tái)進(jìn)行多專業(yè)系統(tǒng)開發(fā)的。

飛機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)

整個(gè)項(xiàng)目社區(qū)人員都可以在完整的產(chǎn)品3D模型中查看、導(dǎo)航和搜索。每天有幾十個(gè)專業(yè)或系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)作，如機(jī)身金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)身復(fù)合結(jié)構(gòu)、電氣系統(tǒng)、流體系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)和設(shè)備等。這些各專業(yè)之間通常有各自的目標(biāo)，同時(shí)這些目標(biāo)之間又存在沖突。所以，最終的目的是使多專業(yè)之間能夠達(dá)成妥協(xié)。

1、DMU審查

• DMU是協(xié)作設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，DMU為工程師提供了在完整飛機(jī)的背景下進(jìn)行協(xié)作的能力。零件、子裝配和子系統(tǒng)的外形和尺寸在第一次就能夠以很高的精度裝配在一起。因此，在設(shè)計(jì)階段定義更加成熟的產(chǎn)品，可減少在制造時(shí)的問題。

• DMU促進(jìn)異地協(xié)作，供應(yīng)商提供了越來越多的價(jià)值。工程師分布在多個(gè)公司和多個(gè)地點(diǎn)，在產(chǎn)品的詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，每天都有成百上千的人在進(jìn)行產(chǎn)品的詳細(xì)設(shè)計(jì)工作。例如在空客A350 XWB中，每天大約有3000名設(shè)計(jì)師在DMU環(huán)境中工作。

• DMU不僅僅建立產(chǎn)品的物理表示，除了3D，通過在DMU中添加顏色、管理顯示/隱藏、添加三維標(biāo)注等，可以表達(dá)很多相關(guān)信息。

• DMU的實(shí)時(shí)性，有時(shí)企業(yè)會(huì)在獨(dú)立的機(jī)器中進(jìn)行DMU評(píng)審。需要從PLM平臺(tái)中提取數(shù)據(jù)然后再重構(gòu)，過程比較繁瑣和痛苦。然而到了評(píng)審時(shí)，拿到的DMU數(shù)據(jù)可能不是完整的或最新的?；谶_(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺(tái)的DMU評(píng)審，可以利用產(chǎn)品屬性和配置標(biāo)注等，為所有協(xié)作用戶提供實(shí)時(shí)查看產(chǎn)品數(shù)據(jù)的體驗(yàn)。

因此，DMU旨在創(chuàng)建一個(gè)虛擬的設(shè)計(jì)辦公空間，可以包括來自多個(gè)地點(diǎn)的不同的設(shè)計(jì)和非設(shè)計(jì)活動(dòng)。在整個(gè)開發(fā)生命周期中，DMU都可以作為參考。

2、系統(tǒng)架構(gòu)導(dǎo)航和追溯

達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺(tái)可以方便的瀏覽整機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)。系統(tǒng)和子系統(tǒng)（電氣、流體、暖通等）從高層級(jí)組織，向下關(guān)聯(lián)到詳細(xì)的組件。在平臺(tái)中，可以很直觀的導(dǎo)航系統(tǒng)架構(gòu)組件之間的鏈接。例如，查看需求關(guān)聯(lián)的邏輯對(duì)象和空間占位模型中的三維對(duì)象。根據(jù)用戶需要，可以自頂向下瀏覽，也可以自底向上瀏覽。

負(fù)載分析

仿真對(duì)于加速設(shè)計(jì)收斂、預(yù)測(cè)產(chǎn)品行為和調(diào)整重量KPIs至關(guān)重要，仿真還可以大大減少昂貴且耗時(shí)的物理測(cè)試次數(shù)。飛機(jī)中的機(jī)翼、起落架、艙門等的許多組件是可移動(dòng)部件，此類部件需要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，以檢查運(yùn)動(dòng)行為是否正確。

• 達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺(tái)提供了可以同時(shí)瀏覽大裝配數(shù)據(jù)（如飛機(jī)部段）以及瀏覽復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)仿真的能力。

• 達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺(tái)具有多種仿真能力，例如結(jié)構(gòu)、流體、噪聲、電磁仿真等，這些仿真都具有逼真的3D渲染。

• 達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺(tái)支持在整個(gè)項(xiàng)目開發(fā)過程中，在大量的物理結(jié)構(gòu)上的迭代應(yīng)力研究。無論什么樣的仿真，達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺(tái)都可提供訪問相關(guān)需求和系統(tǒng)追溯的能力。

• 達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺(tái)提供單一數(shù)據(jù)源，使得CAD數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)保持了連續(xù)性，可有效提高研發(fā)效率。

子系統(tǒng)工程（起落架）

達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺(tái)提供了開發(fā)復(fù)雜系統(tǒng)項(xiàng)目的獨(dú)特能力，例如在“起落架”子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，結(jié)合了SAM（空間分配模型）的使用，以及數(shù)據(jù)具有追溯能力的RFLP（需求、功能、邏輯、物理）設(shè)計(jì)方法。所有這些數(shù)據(jù)的訪問和導(dǎo)航都可以在網(wǎng)頁端同一個(gè)看板（Dashboard）上完成。

1、系統(tǒng)可追溯性

• 達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺(tái)的“系統(tǒng)可追溯性”可以很方便的了解子系統(tǒng)的相關(guān)需求、功能描述和邏輯架構(gòu)。點(diǎn)擊“系統(tǒng)可追溯性鏈接”可以進(jìn)入子系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)子系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)可以通過點(diǎn)選進(jìn)行擴(kuò)展，以訪問子級(jí)內(nèi)容。只需單擊需求條目，就會(huì)自動(dòng)在右側(cè)展示關(guān)聯(lián)的功能和邏輯組件。

• 這種影響分析可以在任何級(jí)別的任何元素上進(jìn)行，因?yàn)橄到y(tǒng)可追溯性是在任何方向上工作的（父到子和子到父）。例如，選擇一個(gè)邏輯組件，可以找到父邏輯節(jié)點(diǎn)、功能和需求。系統(tǒng)可追溯性尤其在復(fù)雜產(chǎn)品和系統(tǒng)的開發(fā)過程中可帶來重要的價(jià)值，以確保所有需求都得到滿足和實(shí)時(shí)檢查。

  
  

2、運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真

• 在起落架設(shè)計(jì)中，運(yùn)動(dòng)學(xué)是一個(gè)非常重要的活動(dòng)，因?yàn)樵S多組件在一個(gè)非常緊湊的空間中移動(dòng)，并且在起落架內(nèi)部的部件之間，以及與它的環(huán)境之間可能發(fā)生碰撞。達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺(tái)針對(duì)大型裝配體DMU可以在任意時(shí)候進(jìn)行實(shí)時(shí)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真。

多專業(yè)設(shè)計(jì)（起落架）

達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺(tái)具有飛機(jī)多學(xué)科多專業(yè)協(xié)同開發(fā)的能力，如管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)和復(fù)合材料設(shè)計(jì)等。

1) 管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)，例如飛機(jī)起落架液壓系統(tǒng)，通過RFLP的邏輯層可以設(shè)計(jì)管路原理圖自頂向下子系統(tǒng)之間，以及子系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備之間的邏輯連接。物理層可以設(shè)計(jì)管路空間占位和管子與附件之間的詳細(xì)連接。邏輯層與物理層之間還可以相互追溯和一致性校驗(yàn)。管子和管附件可以按行業(yè)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定制。

2)?電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，例如飛機(jī)起落架電氣系統(tǒng)，同樣，通過RFLP邏輯層設(shè)計(jì)電氣原理圖、接線圖。物理層可以設(shè)計(jì)電氣設(shè)備和線束空間占位，以及線束內(nèi)部組件之間電氣連接。

3) 復(fù)合材料設(shè)計(jì)，例如飛機(jī)起落架疏水閥是復(fù)合材料部件，定向纖維材料應(yīng)用于創(chuàng)造一個(gè)剛性部分，能夠吸收機(jī)械應(yīng)力。

• 材料存儲(chǔ)在達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺(tái)中，在整個(gè)復(fù)合材料設(shè)計(jì)過程中可考慮材料特性，尤其是鋪層堆疊和纖維取向。

• 鋪層堆疊可以在任何時(shí)候進(jìn)行分析。它有助于理解每個(gè)方向的層數(shù)、順序、芯的位置等等。設(shè)計(jì)人員可隨時(shí)更改壓實(shí)順序和層數(shù)。

• 使用剖切功能性進(jìn)行鋪層審查，有助于檢查鋪層是否被正確定義和重新限制。

4) 復(fù)合材料成型，可以模擬每層纖維在成型階段（制造）的行為，有利于驗(yàn)證制造過程的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

5) 優(yōu)化裝配，可以找到數(shù)據(jù)庫中存在的類似部件，從而優(yōu)化組裝，這可以根據(jù)項(xiàng)目?jī)?yōu)先級(jí)（定價(jià)、重用的最大化、最佳解決方案等）的不同標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)。

• 首先，在統(tǒng)計(jì)儀表板上導(dǎo)航，顯示每個(gè)項(xiàng)目的部件數(shù)量、更改等信息。

• 然后，可以通過選擇起落架部件來開始“類似部件”的搜索，呈現(xiàn)出的類似部件相關(guān)的信息。例如，可以將查詢細(xì)化為僅獲取“標(biāo)準(zhǔn)”部件。
  

• 最后，設(shè)計(jì)師要決定裝配中是否應(yīng)包括該零件。

操縱面機(jī)電工程

達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺(tái)可以很容易地專注于特定的系統(tǒng)，在3D產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上導(dǎo)航，構(gòu)建與其他設(shè)計(jì)師共享的3D評(píng)論，并回放之前創(chuàng)建的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真。比如機(jī)翼上的襟翼等復(fù)雜系統(tǒng)，顯然是由需求（空氣動(dòng)力學(xué)、壓力、負(fù)載等）驅(qū)動(dòng)的。

• 這些審查活動(dòng)可以從網(wǎng)頁端運(yùn)行，而不需要重客戶端安裝。這使得可以與公司內(nèi)部非CAD社區(qū)用戶和合作伙伴分享經(jīng)驗(yàn)。

• 在網(wǎng)頁上對(duì)三維產(chǎn)品進(jìn)行導(dǎo)航時(shí)，可以對(duì)部分對(duì)象隱藏起來，以顯示想要關(guān)注的部分。

• 可以用幾張幻燈片（視圖）放大裝配的特定區(qū)域進(jìn)行設(shè)計(jì)審查。特定視圖幻燈片可以存儲(chǔ)在達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺(tái)，針對(duì)幻燈片可以進(jìn)行評(píng)論以及回復(fù)。

組件功能的創(chuàng)成式工程

到目前為止，大多數(shù)結(jié)構(gòu)部件都是金屬部件（鋁、鈦）或復(fù)合材料，以滿足負(fù)載和重量航空學(xué)限制。為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能目標(biāo)，重量?jī)?yōu)化是產(chǎn)品開發(fā)過程中始終關(guān)注的問題。使用達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)不同的設(shè)計(jì)和優(yōu)化策略，創(chuàng)成式設(shè)計(jì)解決方案（GDE）是一種基于仿真結(jié)果的三維優(yōu)化形狀建模，根據(jù)規(guī)格和求解輸出網(wǎng)格設(shè)計(jì)零件。

• 首先，需要初始化仿真條件：初始形狀和邊界條件。

• 然后，通過求解器計(jì)算優(yōu)化出新的形狀。

• 經(jīng)過仿真迭代以及形狀進(jìn)行精細(xì)化完善后，計(jì)算最終應(yīng)力分析。

總結(jié)

以上，主要介紹了在航空領(lǐng)域達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺(tái)如何進(jìn)行基于目標(biāo)的協(xié)同設(shè)計(jì)以及多專業(yè)系統(tǒng)開發(fā)：

• 飛機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)導(dǎo)航、追溯及整機(jī)DMU

• 大數(shù)據(jù)仿真分析、運(yùn)動(dòng)仿真分析

• 起落架子系統(tǒng)開發(fā)、系統(tǒng)追溯性和運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真

• 起落架子系統(tǒng)多專業(yè)設(shè)計(jì)

• 操縱面機(jī)電工程網(wǎng)頁端系統(tǒng)評(píng)審

• 組件功能創(chuàng)成式功能