基于知識管理的儀表板CATIA三維技術模型

陳曙光 吳海波 李炭

摘? 要：文章根據目前常見的車輛儀表板前期開發過程，介紹了以一種高效、準確性為目的，基于知識管理的三維技術模型的制作，并指出了在整車范圍內三維技術模型開發的難點和要點，為該方法在整車開發過程中的推廣使用提供了借鑒。

關鍵詞：知識管理;儀表板;三維;技術模型

中圖分類號：U463.83+7? ?文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：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

對于一個希望能夠在信息化社會長期生存和擴展自己競爭優勢的公司而言，高效的知識管理是關鍵，其中數據庫管理的運用是一個有效的辦法。如圖1，通過知識管理首先將數據過濾成有用的信息，然后通過經驗將信息總結成知識點，這樣設計者用較少的時間成本能得到與設計相關的知識信息。有效的檢索規則保證設計者對已存在的知識點有相應的的檢索權限，同時又不會對過大的知識信息量顯得無從下手。

在知識管理的使用中，知識的反復應用是要解決的重點。通過制作跟知識點相應的技術文檔，并保存在數據庫中，使該知識點在公司范圍內得到應用。通過Catia參數化設計相關知識點的三維技術模塊，方便在開發過程中作為工具使用。為了使基于知識管理方案的三維技術模型能得到高效地使用，需設計一種貫穿于各部門、專業人員的知識管理數據庫。相應的知識點以及技術模型由專人維護，能保證知識點的專業性和更新及時性，保證其他設計人員在無專業基礎的情況下也能使用。

2? ? 內容簡介

2.1? ?基于三維技術模型的儀表板方案布置

本文介紹一種基于三維技術模型的儀表板方案布置方法。如圖3，在項目之初，僅僅只有總布置、人機尺寸定義時，可以根據總布置以及人機輸入建立儀表板基本面三維技術模型。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，這類零件根據要求進行全新制作。這類零件可以制作三維技術模型庫，模型庫在參數化和可視化界面化后，方便設計者調用。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不同項目的三維模塊庫，方便直接調用。這兩類零件都需要定位在之前的基本面三維技術模型上。對于零件模型通過一種特別設計的定位方法，可實現多方式定位和可記憶功能。

然后通過標準庫中的校核技術模型可以對已經完成基本面、定位零件進行校核。

最后通過截面進行具體的結構分析。

2.2? ?儀表板出風口三維技術模型

在這里介紹一種出風口三維技術模型的制作過程。

如圖4所示，出風口要求在高度方向滿足距離座椅設計點最小350mm的要求。

出風口上下吹風角度的要求是，向下能吹到在高度方向上距離座椅設計點150mm的點，向上能吹到在車輛縱向上距離座椅設計點100mm且與車頂棚相切的點。

還需考慮葉片旋轉后是否干涉，它跟葉片選擇角度、葉片數量、出風口高度和定位角度位置有關。如圖5，當葉片向下旋轉10度時，葉片不干涉，但不滿足出風角度，當葉片向下旋轉40度時，滿足了出風角度，但葉片干涉。

如圖6，出風口在水平方向要求不處于方向盤直徑增加40毫米的區域內。

對左右吹風角度的要求是，中間兩個出風口能吹到主駕和副駕的胸點。根據眼點以及外視鏡可得到風窗上可視域，兩側出風口能吹到可視域的后端，此時側除霜除霧角度能至少吹到可視區域的前端。

圖7是使用了參數化設計，定義了拔模角度、葉片數量、葉片尺寸以及撥輪尺寸等輸入參數的出風口三維技術CATIA模型，他能校核出風口吹風角度以及葉片是否干涉。當輸入參數改變時，可快速得到輸出。

出風口出風投影面積需要校核。對于不同車型要求不一致。如表1，A0級的要求每個出風口的投影面積最小為35cm2。

計算方法如圖8，首先根據座椅設計點計算出主副駕胸點，然后根據胸點以及出風口的中點定義出投影方向，接著提取出風口的外輪廓面，將該外輪廓面根據投影方向進行投影，根據葉片軸以及葉片寬度尺寸投影出出風口葉片轉軸以及葉片寬度，對事先得到的外輪廓投影面去除葉片，得到最終的出風口的投影面積，如圖9。

最后為了方便客戶使用，可制作一個使用Catia二次開發的可視化操作界面，如圖10，將出風口技術模型作為整個汽車座艙技術模型的子模塊，其他模塊可以包括導航、卡槽等，在項目過程中調用使用。在出風口模塊中通過相應按鍵分別輸入如出風口表面、葉片形狀、尺寸等。

在某一全新儀表板開發項目中，出風口造型從最初的輸入到最后的凍結，經歷了十次左右的變化，若不使用技術模型，每次對出風口位置、葉片角度以投影面積的校核大約需要5人小時的工作量，使用技術模型，只需五分鐘就得到結果。意味著在一個項目上僅出風口技術模型就可節省大約50人小時的工作量，同時避免了每次人工調整處理帶來的錯誤。

3? ? 三維技術模型難點和要點

3.1? ?中央通道、門等基本面三維技術模型

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

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

模型的建立難度大，原因如下：1.其技術模型需要滿足結構要求，如材料的壁厚、拔模角等因素;2.其技術模型需要滿足參數化，如圖13，在杯托建模中需滿足底部直徑83mm，深度75mm，其要求會根據車型的不同以及儲物要求不同而會變化;3.模型建立后能進行快速定位。

3.3? ?三維校核技術模型

在基本面以及零件三維技術模型完成以及定位后，需要進行相關標準的校核，需要制作三維校核技術模型，如圖14是二維表達的風窗黑區二維校核技術要求和三維校核方法。

3.4? ?更有效的數據定位方法

在項目過程中需要設計一種三維數據定位方法，需滿足兩個條件：1.一種定位方法可以進行三種類型的定位，a.相對整車絕對坐標系內定位;b.相對零件自身坐標系定位;c.參照周邊零件進行軸對軸、點對點等定位。2.對定位具有記憶功能。

3.5? ?三維技術模型數據輸入輸出管理

在三維模型的建立中，需要人機、總布置、結構和造型等來自不同方面的輸入，當某些輸入不存在時，會導致技術模型無法計算，同樣三維技術模型的計算結果需反饋給其他不同專業部門，因此需要建立一種有效輸入輸出管理，保證輸入的準確性和及時性，以及輸出的有序性。

4? ? 結論

目前在國內市場上，沒有類似專用于汽車行業基于知識管理的方案布置的軟件。三維技術模型作為一個系統化的方案布置方法，具有以下創新點：

1）將方案布置從二維截面擴展到三維

2）系統地解決了方案布置的重點：基本面模型制作、可更改零件模型制作、數據定位、三維校核和數據管理。

3）是一種高效知識管理以及應用的手段

以知識管理為載體的三維技術模型可制作符合造型、人機等的基礎面技術面模型、符合結構等要求的零件三維技術模型、三維校核技術模型以及特殊的定位方法和數據管理，可進行三維可視化方案設計，同時模型參數化方節約設計時間。 同時公司的數據以及知識通過三維技術模型便于進行歸納分類和知識的管理。三維技術模型不僅可應用在內飾儀表板的開發中，也可應用在相關的外飾開發中，可在整車設計中廣泛應用。

參考文獻：

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