弹药一体化虚拟设计数据管理规划实施方案

对弹药总体设计部门所产生的各种异构数据进行有序管理， 简而言之，就是要实现“何人能够在何时何地对何种数据进行访问” 的目的。 这一目的决定了程序平台进行数据管理的基本构架与流程， 如图2 -26 所示。

图2-26　数据管理的基本构架与流程示意

1.“何人”

“何人” 指对弹药总体设计部门所产生的数据有需求(查看、 编辑等)的研发人员， 在本书的分析背景中， 既可以是总体组的相关人员， 也可以是光电组或软件组的相关人员。 这些人员构成了Windchill PDMLink 系统的用户群。 在软件中对这些用户及其角色进行确定， 并根据角色进行权限的分配。同时， 也可以根据角色工作性质与类别进行用户分组， 将若干角色性质相近或相关的用户划入同一组。 整个过程就是所谓的Windchiill PDM 定制的一部分， 其操作过程如图2 -27 所示。

图2-27　系统用户定制过程

依此步骤， 根据弹药总体设计部门人员的具体分工， 建立软件平台中的弹药总体设计部门的用户与组结构， 如图2 -28 所示。

图2-28　以某弹药研究所为基础定制的系统用户与组结构

在图2-28 中， 弹药所为站点级， 站点信息如图2-29 所示， 其下设3 个业务组织， 分别为弹药总体设计部门、 光电硬件开发部门、 软件开发及调试部门。 总体设计部门建立8 个用户账户， 分别对应总体设计部门的8 个成员。

图2-29　Windchill 中定制的站点信息

将这8 个成员根据任务分工划分为以下4 个组。

①总体论证组： 完成项目需求分析、 概念设计与论证任务。

②结构设计组： 主要利用AutoCAD、 Pro/E 等CAD 设计软件来完成弹体结构的具体细节设计。

③工程分析组： 主要利用各种CAE 软件(如ANSYS、 DYNA、 FLUENT等) 来完成弹药各部分的静动力分析、 弹形空气动力特性分析、 战斗部毁伤效应的动力分析等， 分析结果可以反馈到结构设计组， 进而可以影响结构设计组的设计。

④半实物仿真试验组： 在结构设计及原理设计的基础上， 构造半实物仿真模型， 通过半实物仿真模型试验对设计结果和分析结果进行验证。 最终结果也可以反馈到结构设计组， 使其产生变更。

如图2 -30 所示， 每个组中包括相应的成员及其个人信息。

2.“何物”

“何物” 确定系统中被管理的数据， 由4 个功能组所产生的数据都将纳入系统管理。 产生的主要数据类型有： 各种Word 文档， 如项目论证报告、 设计方案等； 各种CAD 弹药结构设计部件(AutoCAD、 Pro/E 数据格式)； 不同格式的弹药产品工程分析数据等(ANSYS、 Cmrflow、 FLUENT、 LS-DYNA 等)；文档与设计部件等的变更项。 确定管理数据的流程如图2 -31 所示。

图2-30　在Windchill PDM 中定制的某项目分组和成员情况

(www.xing528.com)

图2-31　确定管理数据的流程

3.“何处”

“何处” 指确定系统中被管理的数据的储存方式。 被管理的各种数据可以储存在产品和存储库内。 产品和存储库是系统数据库中用于数据存储的位置。产品中只储存与特定产品相关的数据信息； 而存储库专用于存储不与特定产品相关的数据对象。 用于存储数据的产品和存储库可分别指定相应的创建者，创建者有权对相应位置的数据进行日常的管理操作。 同时， 相应位置的数据只供有访问该位置权限的用户进行访问查看。

4.“何时”

“何时” 指数据开发的各个阶段， 如“正在工作” “正在审阅” “已发布”或“已过时”。 各阶段的集合称为数据的生命周期。 根据数据的生命周期状态， 应为不同用户授予不同的访问权限。

对弹药总体设计部门中的结构设计组而言， 其所产生的设计数据是具有阶段性的， 其生命周期中的状态对于其他需要使用其数据的小组而言(如工程分析组和半实物仿真试验组) 是很重要的。 结构设计组在对弹药某一部分结构进行设计时， 完成的设计方案需要提交给小组管理员或总体设计部门负责人审核， 只有审核通过后， 才能供其他小组人员(如工程分析组) 使用。 若设计方案没有通过审核， 就必须返回具体的设计人员手中重新进行设计。 所以，对于结构设计组所产生的数据， 需要使用软件系统中的生命周期进行管理。

5.“如何”

“如何” 指用户和组(承担者) 通过访问控制与数据交互的可能方式。Windchill PDMLink 提供了用于授予权限(如创建、 读取、 修改、 删除以及其他特定权限) 的标准选项。 不同用户对不同数据有不同权限(如工程分析组的成员对结构设计组所产生的数据只有读取的权限而没有修改的权限)， 但对自身所产生的数据则拥有完全的权限， 因为成员自身是自身所创建的数据的承担者。 处于生命周期管理中的弹药结构设计数据， 在不同的生命周期状态，成员访问的权限也不同。 当处于工作中时， 弹药结构设计人员对数据具有读、写的权限， 但一旦提交处于审阅状态， 就没有写的权限了， 此时只有审阅者具有读和写的权限。 用户与数据的交互方式确定过程如图2 -32 所示。

在程序进行数据管理时， 上述5 个问题是必须解决的， 这也是程序进行数据管理的基本方式。 除此之外， 为了使进入系统的各级用户能及时获得与自身工作相关的信息与数据的变动， 以及方便用户能快速地从大量数据文档中找到自己感兴趣的数据文档， Windchill PDMLink 系统还必须解决两个问题：确定通知策略、 确定建立索引策略。

1) 确定通知策略

图2-32　用户与数据交互方式确定过程

不同功能组的结构设计方案在形成过程中可能要经过不断修改， 这些方案的承担者在修改过程中通过检入和检出的方式使方案形成新的版本。 另外，处于生命周期状态中的数据有很大可能会因审阅者审阅的结果而产生很大变动。 这些新的版本和数据较大的变动都需要及时通知工程分析小组的相关成员， 以使其进行工程分析的结构设计数据始终能及时得到更新， 而不至于导致做大量无用功。 这种及时的通知就需要系统确定相应的通知策略， 通过电子邮件的方式及时通知相关用户。 因此， 用户在进行账户注册时， 必须提交一个有效的电子邮件地址。 这些通过电子邮件传送的通知都可以通过数据的检入和检出、 新版本、 生命周期状态变更等事件来触发。

2) 确定建立索引策略

建立索引， 是指对取自系统内对象(包括内容文件信息) 的数据的可搜索集合进行开发。 它非常类似Web 上的搜索引擎， 可针对在何时将对象信息添加到集合中定义相应的条件。 通过建立索引策略， 用户可以有效地搜索存储在Windchill PDMLink 数据库中的数据。 这样能很大程度上降低用户查找相关数据时所花费的精力。

综上所述， Windchill PDMLink 在弹药科研设计数据管理方面的规划实施可概括为以下主要步骤：

第1 步， 创建承担者， 即组织、 组和用户账户。

第2 步， 划分各承担者所产生的数据的储存位置， 即创建产品和存储库。

第3 步， 对需要进行生命周期管理的数据创建生命周期和工作流程模板。

第4 步， 创建和测试访问控制策略， 包括对不同储存位置、 不同数据类型、 不同生命周期状态的访问权限的控制。

第5 步， 实施索引建立策略， 方便用户进行各种数据的查询。

第6 步， 实施通知策略， 使数据的变更能及时地通知相关用户， 保持系统各级功能组中成员工作的同步性。

通过Windchill PDM 在弹药所进行实施规划后， 对于弹药所总体设计部门而言， 通过程序进行数据管理的重点应该是弹药结构设计组和工程分析组。因为这两个组产生的数据量大、 数据变更频繁， 且数据之间的相互关系较为复杂， 同时也会对其他部门的工作产生相应的影响。 这两个组所产生的数据主要是由CAD、 CAE 应用软件产生的多种异构数据。 其中， 弹药结构设计组所使用的CAD 软件主要为Pro/E。 Windchill PDM 软件集成环境对Pro/E 是完全支持的， 对其数据的管理主要是交互。