基于PDM的弹药虚拟设计平台构建方案优化

弹药产品从概念设计到最终报废销毁的全生命周期的过程复杂程度与大型企业其他产品情况基本类似， 因此完全可以对其实施PDM 管理。 在基于PDM 系统基础上， 通过定制各种专业设计和分析软件接口， 构建能实现弹药概念和结构设计、 工程数值分析等过程的一体化设计的虚拟平台， 所涉及的主要问题有：

(1) PDM 系统的选型问题。

弹药产品的全生命周期一般要经过新弹种研制需求分析、 概念设计、 详细的弹药总体结构设计及细部组件设计、 弹药组件及总体的工程分析及试验(各零部件的静力、 动力分析和试验， 弹体的空气动力分析和试验， 战斗部毁伤效应的动力分析和试验等)、 定型试验、 弹药生产制造工艺的规划、 加工制造和装配、 库存和装备部队使用、 弹药维护及修理、 弹药回收或报废等阶段。各阶段涉及不同的部门， 如弹药研发部门(各种研究所等)、 军工厂、 部队的各级装备部门、 弹药修理站、 弹药销毁站等。 要适应涉及不同部门的不同设计、 生产、 试验等阶段的全过程的PDM 系统和平台， 必须是一种整体解决方案的成熟套件， 可以在研发产品的整个生命周期内管理所有产品内容与业务过程， 而且它还应具备在网络中为分布各地的产品过程管理及数据管理提供开发协作环境支持。

(2) PDM 系统实施过程中的定制问题。

选定合适的商业PDM 系统后， 针对新弹药研发、 生产、 试验定型等过程的具体情况， 以及研发、 生产、 试验单位的具体工作过程管理及数据管理模式， 对选定的PDM 系统的相关核心内容进行有针对性、 选择性的定制， 决定着选定的PDM 系统实施的实用性和可操作性。

(3) 选定PDM 系统下各专业设计和分析软件之间的接口问题。

在基于PDM 系统的弹药一体化虚拟设计平台中， 要实现弹药需求分析、概念和结构设计、 工程分析等的过程和数据的一体化管理和共享， 实际上就是实现各阶段数据流的无阻碍传递， 即上一阶段产生的数据应能为下一阶段所使用。 例如， 在一体化平台下， 各种结构设计CAD 软件(如AutoCAD、Pro/E 等) 形成的设计数据应能为下一阶段的工程分析CAE 软件 (如ANSYS、 FLUENT、 PROTEL 等) 所使用。 不同阶段、 不同软件所产生的有关弹药产品的数据往往格式是不相同的。 要实现一体化虚拟设计， 实现数据流的无阻碍传递， 建立PDM 系统下的各专业软件之间的数据接口是很重要的。

1.基本功能要求

(1) 实现弹药研发项目过程及人员权限管理。(www.xing528.com)

(2) 实现弹药研发过程中包括结构设计、 工程分析和虚拟装配等不同阶段中不同格式数据的一体化管理。

在虚拟设计平台中， 通过不同专业软件及其数据接口机制， 可以对不同实验室完成的CAD 结构设计、 结构受力、 气动仿真、 弹道仿真、 电路设计等数据文件进行管理、 调用和分析， 对设计的弹药系统进行结构虚拟装配。

2.构建方案

美国PTC 公司所开发的著名的PDM 系统Windchill 平台是利用当今最新的Web 技术实现的一个集成化的协作环境， 它是一种整体解决方案套件， 可以在研发产品的整个生命周期内管理所有产品内容与业务过程。 它可以为分布于全球的产品提供开发协作环境支持。 因此， 它是完全可以满足架构弹药产品全生命周期内研制一体化环境需求的， 也完全满足弹药科研项目管理和数据管理两个基本要求。

在Windchill 9.0 平台上架构弹药产品全生命周期研制一体化协作环境构成示意如图2 -3 所示。

图2-3　弹药产品全生命周期研制一体化协作环境构成示意

从图2 -3 可以看出， Windchill 平台可将分布异地的弹药产品设计、 制造、 维护、 使用等部门融合在一个统一的跨部门、 跨企业的网上协作环境内部(网上协作就会涉及数据的安全问题， 数据的安全性也是Windchill 系统的重点)， 并对全生命周期内的弹药研制过程中的各环节、 各阶段进行数据管理和过程管理。 显然， 完整的全生命周期内的弹药一体化协作环境是一个很复杂的系统， 要将其建立并完善， 需要花费很多人力和物力。 另外， 对弹药全生命周期内所涉及的具体部门而言， 其关注的也许只是全生命周期中与其相关的若干个阶段的协作与整合。 例如， 弹药研发设计部门所关注的也许只是从需求分析到分析/仿真这一设计过程中它自身各部门之间及与外协单位之间的一体化协作环境的建立， 以及在此环境内的弹药研发设计数据管理与过程管理。 更有甚者， 新型弹药系统的研发通常是在极度保密的情况下进行的，出于保密的需求， 在研制过程中， 研发单位会禁止任何数据上网。 在这种情况下， 弹药研发设计部门只可能在单位内部局域网内实现设计部门内部各团队之间的协作。 因此， 从弹药研发这一层次来讲， 建立全生命周期内的弹药产品一体化协作环境是没有必要的。 事实上， 在实际中， Windchill 用户也都根据自身部门业务实际情况而对产品全生命周期内的各阶段进行有所取舍、有所侧重地实施过程管理。

因此， 本方案所建立的基于Windchill 系统的弹药一体化虚拟设计环境只包括弹药研发设计部门所涉及的包括需求分析、 概念设计、 结构设计、 工程分析和虚拟装配等过程的一体化管理。