神龍汽車工藝圖形工具及可視化應用
一、企業(yè)簡介
神龍汽車有限公司(以下簡稱“神龍公司”),是由東風汽車公司與法國標致雪鐵龍集團合資興建的汽車生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè),1992年5月18日成立,總部位于湖北武漢。神龍公司是國家首批按經(jīng)濟規(guī)模規(guī)劃建設(shè)的三大乘用車生產(chǎn)制造工業(yè)基地之一,在武漢、襄陽兩地建有現(xiàn)代化的汽車生產(chǎn)制造基地和研發(fā)試驗功能完備、實力雄厚、具備自主研發(fā)、自主創(chuàng)新能力的技術(shù)中心;在成都,正在建設(shè)第四工廠,2016年將具備年產(chǎn)100萬輛整車能力。
神龍公司實施“一個公司、兩個品牌”的營運管理方式,營銷總部位于武漢,兩個品牌部——東風雪鐵龍品牌部位于上海、東風標致品牌部位于北京。東風雪鐵龍品牌,主張以“人性科技、創(chuàng)享生活”為核心價值,目前擁有C5、C4L、世嘉、全新愛麗舍、C3-XR等車型系列產(chǎn)品;東風標致品牌,秉承“同心同行、標新致遠”的品牌理念,目前擁有508、408、3008、308、301、2008等車型系列產(chǎn)品,覆蓋高端、中高端、經(jīng)濟型及SUV多個乘用車細分市場。神龍公司雙品牌已在全國建有1000多家4S經(jīng)銷網(wǎng)點,并實施4S、3S、2S+A等多樣化的網(wǎng)點發(fā)展模式向二、三線城市及縣域市場下沉,忠實地為400多萬客戶提供滿意的服務。
二、 合作歷程
神龍公司在工藝設(shè)計過程中,大部分工藝一直采用圖片工具與圖形工具混合使用方式,因為傳統(tǒng)的僅使用文字描述的工藝編制已經(jīng)不能滿足企業(yè)的生產(chǎn)需求,而采用圖形、文字、圖片相結(jié)合的模式可以形象、生動地表達工藝要求和工藝過程。
但是,這種設(shè)計方案的方便性和效率一直是工藝部門存在瓶頸問題之一,由于圖形和圖象處理采用不同的軟件,集成性、規(guī)范性等問題都是制約企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。因此,神龍汽車希望采用統(tǒng)一的平臺,解決在工藝設(shè)計過程中圖文混排問題,為DPCA工藝管理系統(tǒng)提供統(tǒng)一的圖形圖像混合編排工具,并與系統(tǒng)集成。
基于以上目標,神龍公司與天喻軟件公司與2010年結(jié)成戰(zhàn)略伙伴關(guān)系,以神龍公司工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)PDS為中心,制定了一體化的圖形解決方案。
三、企業(yè)需求
圖形圖像混合編排工具的主要需求包括:
1 圖形圖像混編:
1、針對工藝設(shè)計過程中的圖形圖像混排特點實現(xiàn)統(tǒng)一的工藝圖形設(shè)計工具;
2、支持提供統(tǒng)一的工藝圖像符號庫,實現(xiàn)對工藝所用的圖形符號統(tǒng)一集中管理,方便使用;
3、與工藝管理系統(tǒng)實現(xiàn)無縫集成;
4、支持在二維圖形和圖像上進行方便的圈閱和批注;
2 圖形瀏覽:
1、支持對catia圖形的工藝瀏覽和使用問題;
2、支持設(shè)計圖紙dwg的瀏覽和使用;
3、支持對工藝圖片的瀏覽和使用;
4、支持對汽車焊點云圖的快速瀏覽和查找;
四、解決方案
針對神龍公司需求,天喻軟件提出了一攬子的圖形解決方案,包括工藝中的圖形圖像瀏覽控件、工藝設(shè)計圖文混排工具、焊點云圖設(shè)計工具等;
1 三維輕量化圖形瀏覽方案
結(jié)合工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)PDS的研發(fā),天喻軟件公司提供三維圖形瀏覽器嵌入到PDS系統(tǒng)中,以解決三維模型在PDS中的快速瀏覽。根據(jù)神龍公司PDS系統(tǒng)的基本需求,相關(guān)設(shè)計人員將三維模型錄入到PDS系統(tǒng)中,由PDS系統(tǒng)自動調(diào)用輕量化接口,自動生成CATIA三維模型輕量化文件,同時PDS系統(tǒng)可以將生成的輕量化模型保存到PDS系統(tǒng)中,在PDS系統(tǒng)中瀏覽圖形時直接使用輕量化模型進行瀏覽,減少對CATIA的依賴,并提高模型瀏覽的速度和網(wǎng)絡下載速度,因此首先需要提供模型的輕量化工具。具體的模型如下圖1所示。

圖1 輕量化方案
提供一個獨立的工具,該工具包含兩部分內(nèi)容,一部分為輕量化接口底層功能模塊,實現(xiàn)CATIA的三維精確模型輕量化的具體算法功能,提供功能接口,PDS能夠根據(jù)該接口完成三維模型的輕量化;另一部分為可視化的轉(zhuǎn)換工具,設(shè)計人員可以根據(jù)該工具交互選擇一個模型文件或者一個文件夾輸出對應的輕量化模型。利用該工具用戶能夠?qū)ATIA的三維精確模型輕量化為瀏覽所需要的輕量化模型。
另外,為解決二維圖形圖像瀏覽,Intevue瀏覽器還支持對如下格式的瀏覽:GDF、DWG、JPG、TIF、BMP。瀏覽器能夠和PDS集成并能夠嵌入到PDS系統(tǒng)中。
相關(guān)界面及圖示:

圖2 支持二維圖形瀏覽
2 汽車三維焊點云圖可視化設(shè)計工具
法國PSA公司提供給神龍公司的汽車焊點通常采用EXCEL表格方式提供,神龍公司需要在此基礎(chǔ)上將文件中對應的零件和焊點分配到不同的設(shè)備上,同時需要在此基礎(chǔ)上進行焊點工藝設(shè)計,為此天喻公司專門開發(fā)了汽車焊點工藝可視化設(shè)計工具,主要包括如下一些內(nèi)容:
? 焊點輕量化圖形顯示工具,支持焊點基本信息查詢,圖形顯示工具以intevue可視化平臺為基礎(chǔ),在上面進行功能開發(fā)。圖形顯示界面中分為兩個部分:右邊為焊點節(jié)點信息,右邊為焊點圖形信息,具體顯示方式與CATIA圖形顯示方式類似。
? 焊點隱藏或顯示:支持在左邊結(jié)構(gòu)樹中,對焊點進行顯示或隱藏開關(guān)操作;
? 焊點信息查詢:支持在焊點結(jié)構(gòu)樹中查詢和在圖形中進行查詢,查詢以表格方式顯示,圖形數(shù)據(jù)和焊點結(jié)構(gòu)樹信息關(guān)聯(lián),在圖形中選擇焊點、結(jié)構(gòu)樹中高亮顯示相應的節(jié)點;在結(jié)構(gòu)樹中選擇相應的節(jié)點,圖形中高亮顯示焊點信息;且提供在結(jié)構(gòu)樹中提供雙擊放大功能,以便快速查找;提供交互界面,根據(jù)用戶輸入的焊點名稱,實現(xiàn)對焊點的查找;(通過鋼板號查詢)
? 焊點云圖轉(zhuǎn)換工具:支持從excel表格自動生成焊點云圖,excel表格為固定格式,轉(zhuǎn)換后的三維輕量化云圖數(shù)據(jù),包括該焊點所有的相關(guān)信息;便于圖形顯示工具中進行相關(guān)的信息查詢,數(shù)據(jù)屬性采用表格方式顯示;
? 焊點與輕量化文件合并工具:支持將三維輕量化文件合并到焊點云圖中,實現(xiàn)焊點云圖與零件三維模型同時顯示,支持合并后的結(jié)果保存到新的裝配文件中,支持合并文件可重新打開操作;
? 支持自動生成焊點號的自動標注功能,提供菜單或按鈕,根據(jù)Excel表格中的焊點標識,自動在圖形中生成焊點標注編號;
? 焊點類型顯示,支持不同類型的焊點顯示成不同的符號,對于不同類型的區(qū)分問題,由神龍公司提供類別識別規(guī)則,并在excel文件中顯示標識。焊點顯示工具提供多種類型的焊點符號供神龍公司匹配使用。
? 零件合并之后,提供手繪直線和手繪曲線功能,實現(xiàn)對涂膠、MIG/MAG焊表達;需要神龍公司提供相應的三維模型和對應的excel焊點文件;
? 根據(jù)鋼板號,對焊點進行分層顯示等;
3 工藝圖形圖像混排設(shè)計工具
圖形編輯器以天喻CAD為基礎(chǔ)平臺提供對一般工程圖形的編輯以及圖形圖像的混合編輯功能。主要分為三個部分的內(nèi)容:① 2D矢量圖形編輯;②2D位圖處理;③2D圖紙的批注。
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- 2D矢量圖形編輯
二維矢量圖主要以TyCAD為基礎(chǔ)提供,具體功能包括:文件操作、繪制點、直線段繪制、多邊形、圓的繪制、圓弧繪制、曲線、投影繪圖、拉伸、常用畫法、圖元的延伸與剪切、倒角與圓角、圈閱功能、圖元選擇、圖元編輯、塊操作、圖組轉(zhuǎn)換、圖層轉(zhuǎn)換、尺寸標注、文字表格、標準件庫等;
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- 2D位圖處理
? 能讀取如下文件格式:JPG、TIF、GIF、BMP;
? 支持圖像的基本操作:旋轉(zhuǎn)、縮放、拉伸、著色、剪切、粘貼、橡皮擦、屏蔽、裁剪;
? 功能支持Undo/Redo操作,在保存文檔以后保留先前的Undo/Redo信息;
? 對圖像的操作單位為毫米單位,而不是像素單位,以保證圖文混排單位的統(tǒng)一;
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- 2D圖紙的批注
2D圖紙批注主要是提供工藝設(shè)計中所需的對象化的圖形編輯和使用工具,具體包括:文字、任意方向矢量箭頭、矩形框、圓形框、爆炸框、云線框及批注相關(guān)符號庫(可以自己隨時加入特殊符號),并提供批注信息的大小、(夾點)拉伸、任意角度旋轉(zhuǎn)、線條顏色、寬窄等在線調(diào)整功能)。
五、實施效果
目前工藝圖形設(shè)計及瀏覽工具已在神龍公司全面使用,包括武漢神龍和襄樊神龍工廠等相關(guān)企業(yè)。使用效果如下:
1 輕量化的圖形瀏覽

圖3 汽車外覆蓋件瀏覽效果圖

圖4 發(fā)動機缸體缸蓋瀏覽效果圖
2 汽車焊點云圖

圖5 汽車焊點云圖與汽車零件疊加之后的效果圖

圖6 焊點與條形焊縫
3 工藝圖文混排系統(tǒng)

圖7 圖文混排應用案例
六、項目意義
本項目實施之前,神龍公司的工藝設(shè)計分為圖形設(shè)計、圖像設(shè)計、卡片設(shè)計以及后續(xù)的審核批閱等多個模塊,各個模塊之間需要獨立設(shè)計,然后再與管理系統(tǒng)進行集成,整個設(shè)計過程十分繁瑣,涉及多款軟件的集成使用,設(shè)計效率與準確率均存在一定問題。
本項目的實施成功的將工藝設(shè)計的過程大大簡化,所有設(shè)計過程可以在一個軟件中完成,并且自動與管理系統(tǒng)無縫對接,并且通過在管理系統(tǒng)中集成天喻軟件公司獨有的三維輕量化瀏覽器InteVue,能夠直接在管理系統(tǒng)中查看二維、三維的各種圖形圖像文件,大幅度提高了整個工藝部門的工作效率,規(guī)范了企業(yè)的工藝設(shè)計流程。





