基于Tecnomatix的装配工艺设计与仿真

    在产品设计阶段，设计人员基于模型的定义(Model Based Definition，MBD)开展三维产品设计，其包含产品的几何信息、制造信息以及管理信息，三维产品信息具备了从设计系统向工艺系统传递的条件，为工艺系统基于三维模型开展工艺设计奠定了基础。

    基于三维模型的装配工艺设计及仿真是在传统的装配工艺设计基础上，利用虚拟现实技术和三维MBD模型，在产品数字样机阶段验证装配工艺合理性和正确性的一种工艺手段，为解决航空等复杂产品的装配工艺设计提供了一种新的解决方案。Tecnomatix是西门子公司推出的数字化工艺软件平台，在国内外航空、航天等行业复杂产品中得到深入应用。本文基于Tecnomatix软件平台开展基于三维模型装配工艺设计及仿真技术的研究，使工艺人员在可视化环境中快捷地进行工艺设计、仿真及优化，实现设计、工艺并行协同，最终达到缩短工艺准备周期，提高装配工艺设计质量的目标。

    1 总体架构

    Tecnomatix软件平台主要包含装配工艺设计和装配工艺仿真两个模块。其中装配工艺设计模块主要用于制定工艺流程，调整BOM结构，定义装配工序、工步结构，关联装配资源信息；装配工艺仿真模块主要进行装配工艺过程仿真验证。

    基于Tecnomatix的装配工艺设计及仿真系统采用3层体系架构，总体技术路线如图1所示。界面层包含装配工艺设计和装配工艺仿真两个应用模块；应用层包含工艺物料清单(Process Bill of Material，PBOM)管理、装配工艺设计、装配工艺仿真以及工艺输出等功能；数据层包含工艺过程中所需要的装配工艺资源如工装工具、BOM信息、工艺知识、装配操作等信息。

    图1 基于Tecnomatix的装配工艺设计及仿真总体架构

    2 PBOM 管理

    PBOM不仅是产品设计与工艺设计的交接点，也是工艺设计和管理的起点，以及制造物料清单(Manufacturing Bill of Material，MBOM)的生成源头，是组织企业工艺工作的基础o工艺部门围绕PBOM开展工艺分工、工艺计划管理、工艺规程编制、工艺知识管理、工艺审批流程控制以及工装设计等工作。

    通过Tecnomatix软件系统读取产品数据管理(Product Data Management，PDM)系统中的工程物料清单( Engineering Bill of Material，EBOM)及相应的产品轻量化模型。根据产品的结构特点和装配关系，在可视化环境中设置工艺组件，划分工艺组件所属的零组件，完善零组件的工艺信息，调整零组件层次关系，最终形成完整的PBOM。基于PBOM指定零组件的制造部门，完成型号的工艺分工。EBOM向PBOM转换过程及基于PBOM的工艺分工如图2所示。