基于知識(shí)管理的儀表板CATIA三維技術(shù)模型

陳曙光 吳海波 李炭

摘? 要：文章根據(jù)目前常見的車輛儀表板前期開發(fā)過(guò)程，介紹了以一種高效、準(zhǔn)確性為目的，基于知識(shí)管理的三維技術(shù)模型的制作，并指出了在整車范圍內(nèi)三維技術(shù)模型開發(fā)的難點(diǎn)和要點(diǎn)，為該方法在整車開發(fā)過(guò)程中的推廣使用提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：知識(shí)管理;儀表板;三維;技術(shù)模型

中圖分類號(hào)：U463.83+7? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? 文章編號(hào)：1005-2550（2019）03-0041-05

Abstract： The article introduce a wissen-based 3D-Dimension techmodel of dashboard development application with the aim of efficiency and accuracy.Development difficulties and essentials of 3D-Dimension techmodel in vehicle application are recommended， it provides reference for widely application of 3D-Dimension techmodel in vehicle.

Key Words： Wissen Management; Dashboard; 3D-Dimension; Techmodel

1? ? 引言

對(duì)于一個(gè)希望能夠在信息化社會(huì)長(zhǎng)期生存和擴(kuò)展自己競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的公司而言，高效的知識(shí)管理是關(guān)鍵，其中數(shù)據(jù)庫(kù)管理的運(yùn)用是一個(gè)有效的辦法。如圖1，通過(guò)知識(shí)管理首先將數(shù)據(jù)過(guò)濾成有用的信息，然后通過(guò)經(jīng)驗(yàn)將信息總結(jié)成知識(shí)點(diǎn)，這樣設(shè)計(jì)者用較少的時(shí)間成本能得到與設(shè)計(jì)相關(guān)的知識(shí)信息。有效的檢索規(guī)則保證設(shè)計(jì)者對(duì)已存在的知識(shí)點(diǎn)有相應(yīng)的的檢索權(quán)限，同時(shí)又不會(huì)對(duì)過(guò)大的知識(shí)信息量顯得無(wú)從下手。

在知識(shí)管理的使用中，知識(shí)的反復(fù)應(yīng)用是要解決的重點(diǎn)。通過(guò)制作跟知識(shí)點(diǎn)相應(yīng)的技術(shù)文檔，并保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，使該知識(shí)點(diǎn)在公司范圍內(nèi)得到應(yīng)用。通過(guò)Catia參數(shù)化設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的三維技術(shù)模塊，方便在開發(fā)過(guò)程中作為工具使用。為了使基于知識(shí)管理方案的三維技術(shù)模型能得到高效地使用，需設(shè)計(jì)一種貫穿于各部門、專業(yè)人員的知識(shí)管理數(shù)據(jù)庫(kù)。相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)以及技術(shù)模型由專人維護(hù)，能保證知識(shí)點(diǎn)的專業(yè)性和更新及時(shí)性，保證其他設(shè)計(jì)人員在無(wú)專業(yè)基礎(chǔ)的情況下也能使用。

2? ? 內(nèi)容簡(jiǎn)介

2.1? ?基于三維技術(shù)模型的儀表板方案布置

本文介紹一種基于三維技術(shù)模型的儀表板方案布置方法。如圖3，在項(xiàng)目之初，僅僅只有總布置、人機(jī)尺寸定義時(shí)，可以根據(jù)總布置以及人機(jī)輸入建立儀表板基本面三維技術(shù)模型。布置的三維零件分兩大類，一類是非模塊可更改零件，如卡槽、杯托等等，這類零件根據(jù)要求進(jìn)行全新制作。這類零件可以制作三維技術(shù)模型庫(kù)，模型庫(kù)在參數(shù)化和可視化界面化后，方便設(shè)計(jì)者調(diào)用。第二類是屬于不可更改模塊，需直接沿用，這類零件可以建立針于每個(gè)不同項(xiàng)目的三維模塊庫(kù)，方便直接調(diào)用。這兩類零件都需要定位在之前的基本面三維技術(shù)模型上。對(duì)于零件模型通過(guò)一種特別設(shè)計(jì)的定位方法，可實(shí)現(xiàn)多方式定位和可記憶功能。

然后通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的校核技術(shù)模型可以對(duì)已經(jīng)完成基本面、定位零件進(jìn)行校核。

最后通過(guò)截面進(jìn)行具體的結(jié)構(gòu)分析。

2.2? ?儀表板出風(fēng)口三維技術(shù)模型

在這里介紹一種出風(fēng)口三維技術(shù)模型的制作過(guò)程。

如圖4所示，出風(fēng)口要求在高度方向滿足距離座椅設(shè)計(jì)點(diǎn)最小350mm的要求。

出風(fēng)口上下吹風(fēng)角度的要求是，向下能吹到在高度方向上距離座椅設(shè)計(jì)點(diǎn)150mm的點(diǎn)，向上能吹到在車輛縱向上距離座椅設(shè)計(jì)點(diǎn)100mm且與車頂棚相切的點(diǎn)。

還需考慮葉片旋轉(zhuǎn)后是否干涉，它跟葉片選擇角度、葉片數(shù)量、出風(fēng)口高度和定位角度位置有關(guān)。如圖5，當(dāng)葉片向下旋轉(zhuǎn)10度時(shí)，葉片不干涉，但不滿足出風(fēng)角度，當(dāng)葉片向下旋轉(zhuǎn)40度時(shí)，滿足了出風(fēng)角度，但葉片干涉。

如圖6，出風(fēng)口在水平方向要求不處于方向盤直徑增加40毫米的區(qū)域內(nèi)。

對(duì)左右吹風(fēng)角度的要求是，中間兩個(gè)出風(fēng)口能吹到主駕和副駕的胸點(diǎn)。根據(jù)眼點(diǎn)以及外視鏡可得到風(fēng)窗上可視域，兩側(cè)出風(fēng)口能吹到可視域的后端，此時(shí)側(cè)除霜除霧角度能至少吹到可視區(qū)域的前端。

圖7是使用了參數(shù)化設(shè)計(jì)，定義了拔模角度、葉片數(shù)量、葉片尺寸以及撥輪尺寸等輸入?yún)?shù)的出風(fēng)口三維技術(shù)CATIA模型，他能校核出風(fēng)口吹風(fēng)角度以及葉片是否干涉。當(dāng)輸入?yún)?shù)改變時(shí)，可快速得到輸出。

出風(fēng)口出風(fēng)投影面積需要校核。對(duì)于不同車型要求不一致。如表1，A0級(jí)的要求每個(gè)出風(fēng)口的投影面積最小為35cm2。

計(jì)算方法如圖8，首先根據(jù)座椅設(shè)計(jì)點(diǎn)計(jì)算出主副駕胸點(diǎn)，然后根據(jù)胸點(diǎn)以及出風(fēng)口的中點(diǎn)定義出投影方向，接著提取出風(fēng)口的外輪廓面，將該外輪廓面根據(jù)投影方向進(jìn)行投影，根據(jù)葉片軸以及葉片寬度尺寸投影出出風(fēng)口葉片轉(zhuǎn)軸以及葉片寬度，對(duì)事先得到的外輪廓投影面去除葉片，得到最終的出風(fēng)口的投影面積，如圖9。

最后為了方便客戶使用，可制作一個(gè)使用Catia二次開發(fā)的可視化操作界面，如圖10，將出風(fēng)口技術(shù)模型作為整個(gè)汽車座艙技術(shù)模型的子模塊，其他模塊可以包括導(dǎo)航、卡槽等，在項(xiàng)目過(guò)程中調(diào)用使用。在出風(fēng)口模塊中通過(guò)相應(yīng)按鍵分別輸入如出風(fēng)口表面、葉片形狀、尺寸等。

在某一全新儀表板開發(fā)項(xiàng)目中，出風(fēng)口造型從最初的輸入到最后的凍結(jié)，經(jīng)歷了十次左右的變化，若不使用技術(shù)模型，每次對(duì)出風(fēng)口位置、葉片角度以投影面積的校核大約需要5人小時(shí)的工作量，使用技術(shù)模型，只需五分鐘就得到結(jié)果。意味著在一個(gè)項(xiàng)目上僅出風(fēng)口技術(shù)模型就可節(jié)省大約50人小時(shí)的工作量，同時(shí)避免了每次人工調(diào)整處理帶來(lái)的錯(cuò)誤。

3? ? 三維技術(shù)模型難點(diǎn)和要點(diǎn)

3.1? ?中央通道、門等基本面三維技術(shù)模型

在技術(shù)模型的建立中，中央通道、門等需要建立基本面三維技術(shù)模型，其制作難度大。原因如下：1.其技術(shù)模型曲面需要滿足造型、人機(jī)以及總布置尺寸要求;因此需滿足參數(shù)化更改的要求，進(jìn)而能適應(yīng)較頻繁的造型、人機(jī)等的輸入改動(dòng)，但參數(shù)化的曲面制作難度大;2.該曲面是模塊零件以及三維技術(shù)模型零件布置的基礎(chǔ)， 需要保證一定的精度。

3.2? ?杯托、卡槽等可更改的零件的三維技術(shù)模型

杯托、卡槽等屬于可更改零件，其三維技術(shù)模型的建立需要考慮功能及內(nèi)部尺寸要求。

模型的建立難度大，原因如下：1.其技術(shù)模型需要滿足結(jié)構(gòu)要求，如材料的壁厚、拔模角等因素;2.其技術(shù)模型需要滿足參數(shù)化，如圖13，在杯托建模中需滿足底部直徑83mm，深度75mm，其要求會(huì)根據(jù)車型的不同以及儲(chǔ)物要求不同而會(huì)變化;3.模型建立后能進(jìn)行快速定位。

3.3? ?三維校核技術(shù)模型

在基本面以及零件三維技術(shù)模型完成以及定位后，需要進(jìn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的校核，需要制作三維校核技術(shù)模型，如圖14是二維表達(dá)的風(fēng)窗黑區(qū)二維校核技術(shù)要求和三維校核方法。

3.4? ?更有效的數(shù)據(jù)定位方法

在項(xiàng)目過(guò)程中需要設(shè)計(jì)一種三維數(shù)據(jù)定位方法，需滿足兩個(gè)條件：1.一種定位方法可以進(jìn)行三種類型的定位，a.相對(duì)整車絕對(duì)坐標(biāo)系內(nèi)定位;b.相對(duì)零件自身坐標(biāo)系定位;c.參照周邊零件進(jìn)行軸對(duì)軸、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)等定位。2.對(duì)定位具有記憶功能。

3.5? ?三維技術(shù)模型數(shù)據(jù)輸入輸出管理

在三維模型的建立中，需要人機(jī)、總布置、結(jié)構(gòu)和造型等來(lái)自不同方面的輸入，當(dāng)某些輸入不存在時(shí)，會(huì)導(dǎo)致技術(shù)模型無(wú)法計(jì)算，同樣三維技術(shù)模型的計(jì)算結(jié)果需反饋給其他不同專業(yè)部門，因此需要建立一種有效輸入輸出管理，保證輸入的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，以及輸出的有序性。

4? ? 結(jié)論

目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，沒有類似專用于汽車行業(yè)基于知識(shí)管理的方案布置的軟件。三維技術(shù)模型作為一個(gè)系統(tǒng)化的方案布置方法，具有以下創(chuàng)新點(diǎn)：

1）將方案布置從二維截面擴(kuò)展到三維

2）系統(tǒng)地解決了方案布置的重點(diǎn)：基本面模型制作、可更改零件模型制作、數(shù)據(jù)定位、三維校核和數(shù)據(jù)管理。

3）是一種高效知識(shí)管理以及應(yīng)用的手段

以知識(shí)管理為載體的三維技術(shù)模型可制作符合造型、人機(jī)等的基礎(chǔ)面技術(shù)面模型、符合結(jié)構(gòu)等要求的零件三維技術(shù)模型、三維校核技術(shù)模型以及特殊的定位方法和數(shù)據(jù)管理，可進(jìn)行三維可視化方案設(shè)計(jì)，同時(shí)模型參數(shù)化方節(jié)約設(shè)計(jì)時(shí)間。 同時(shí)公司的數(shù)據(jù)以及知識(shí)通過(guò)三維技術(shù)模型便于進(jìn)行歸納分類和知識(shí)的管理。三維技術(shù)模型不僅可應(yīng)用在內(nèi)飾儀表板的開發(fā)中，也可應(yīng)用在相關(guān)的外飾開發(fā)中，可在整車設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用。

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