图1  产品设计、制造工程、供应商和车间之间需要数据交换

本文主要阐述了在使用Tecnomatix软件系统进行汽车白车身工艺开发过程中，如何进行数据的更新，并通过应用实例说明数据更新的关键点。对推动数字化工艺开发系统在整车厂的广泛应用，缩短产品开发周期，同步产品、工程、车间和供应商数据方面具有重要意义。

随着数字化技术的发展，上海通用汽车公司基于西门子公司的Tecnomatix系统，建立了自己的数字化制造平台。但是，从产品设计到产品和制造系统的同步工程，从设备供应商的工装设计到制造集成、现场安装，从产品试生产到产品上市，直至产品的整个生命周期，所有与新产品相关的信息，包括产品本身、工装和layout等会不断地更新数据（见图1），怎样快速响应产品更新，及时与供应商沟通，及时与生产车间同步最新数据，成为制约制造工程快速响应的瓶颈。

图2  主数据模型的结构

虽然数字化制造技术的发展大大缩短了新产品研发到新产品制造的时间，但是由于数据更新的困难，使得很多使用数字化制造系统的企业因此放弃了定期的数据交换，转而采用定期刷新数据的方法管理数据，没能充分发挥Tecnomatix数字化制造系统的优势。放弃定期的更新数据则不能保持产品和工艺等信息与实际同步；每次刷新数据，主机厂或者供应商需要重新制作一版工艺资料，浪费了大量的人力物力，给主机厂和供应商带来了很大不便。更严重的情况是，由于数据更新困难，制作完一个版本的工艺后，由于工艺更新的滞后，造成供应商和工厂都不愿意使用该系统，需要另外的文件对数据进行控制，使得数据的更新维护更加困难，数据无法切换到数字化系统中来。

数据更新的关键技术

1. 主数据模型

主数据模型（MDM）就是制造工程师将TcAE系统中产品设计工程师发放的产品数学模型按照制造工艺的流程和特征重新搭建为一个新的数据模型单元，用以进行虚拟评估。一个完整的白车身产品模型可以根据车身工艺特点建立成前围、前地板、后地板、底板总成、侧围、车顶、总拼和门盖等若干主数据模型（MDM）。每一个总成的MDM模型包括制造这个总成所需要的零件产品模型（PRD，包括胶等）以及焊点数据模型（WLD，包括弧焊、铆接等），零件定位基准模型（DTM）两种表达制造特征的工艺模型如图2所示。通过建立这样一个集成化的主数据模型（MDM），制造工程师可以在虚拟环境中分析出产品设计的问题，并提出改进的方案。MDM模型的建立可以通过UG NX软件中专门根据通用的需求二次开发而成的MDM功能插件（MDM Toolbar）来实现。

图3  Tecnomatix系统的内部存储结构（局部）

2. 主数据模型到Tecnomatix系统的转换工具

GM Cadlink是专门用于转换主数据模型（MDM）中产品、焊点和基准的工具。它可以将原始的UG数据转换为.cojt数据保存在Tecnomatix系统中，并生成对应的.xml文件，同时对每个零件、总成、焊点和基准定义惟一的识别号External ID，以便以后进行数据更新。

图4  Change Manager 命令

3. 数据更新的依据

每个零件、总成、焊点、基准、工装和资源等存在于Tecnomatix数字化制造系统中的节点都有惟一的External ID与其对应，用来惟一地标识该节点，区别于其他节点。当一个节点导入到Tecnomatix数字化制造系统的时候，系统会根据External ID 的命名规则，自动生成External ID，并记录在该节点的属性当中，使用者可以通过打开properties对话框查询。该节点更新的时候，则系统通过对比新节点External ID与系统中已经存在的External ID是否相同的方法来更新数据。如果新节点External ID与系统中已经存在的External ID都不同，则生成新节点；如果新节点External ID与系统中已经存在的External ID相同，则更新原有的节点。

图5  产品20941018的更新查询

4. 不同类型节点的External ID命名规则

（1） 零件原型（Part-Prototype）的External ID命名规则：零件的原始UG文件的存储路径＋零件代码。

（2） 产品树（Product Tree）中总成件(Compound Part)和零件(Part Instance)的External ID命名规则：product的PUID。

用GM CadLink工具导出的产品文件描述的是该产品包含的多个parts在该product总成中的组成关系，product文件可以调用多个相同的part，被调用的part在part library只有一个prototype与之对应，但在Product tree中可以看到多个该part。比如，某一product上有多个焊接螺母，但在part library中只有一个焊接螺母的prototype原型与其对应。

PUID为MDM（产品主数据模型）中惟一标识零件的代码，基础编码规则为puid+C/I＋零件号＋坐标位置＋其他编码。C代表总成（Compound Part），有子结构；I 代表根节点零件（Instance），下面没有子结构。

图6  Working Folder下面更新内容变化

（3）焊点（Weld）的External ID命名规则：WS＋项目号＋焊点号。

项目号为导出焊点.xml文件时数据工程师键入的项目号，可以通过焊点的属性或者原始的.xml文件查询。

（4）基准（Datum）的External ID命名规则：项目号＋基准号。

项目号为导出焊点.xml文件时数据工程师键入的项目号，可以通过基准的属性或者原始的.xml文件查询。

5.数据存储结构

在前面External ID的命名规则中，我们看到part零件的External ID与零件的存储路径相关，下面我们来看一下零件的存储结构。

Tecnomatix系统的内部存储结构（局部）如图3所示，其关键数据包括存储在 sysroot/ libraryroot /Project/math data/UG data下面零件、工装的原始UG、CATIA数据和存储在sysroot/libraryroot /Project/math data/Compaund data下面的Tecnomatix系统使用的.cojt数据。这两种数据是一一对应的关系，.cojt文件是由其对应的UG原始文件生成的。

图7 新版本零件被放置在working folder下的part library中

6.数据更新

（1）Part和Product的数据更新：新的product UG数据放置在和被更新的数据相同的路径下面；使用GM CadLink（或者其他的数据转化软件）把UG数据转为.cojt文件，同时生成描述产品结构的.xml文件；导入新生成的.xml文件。

（2）焊点的数据更新：导出新的焊点.xml文件，导入.xml文件。

（3）基准的数据更新：方法与焊点的数据更新相同。

（4）资源的数据更新：方法与产品的数据更新相同。

7.数据更新的查询

完成数据更新以后，可以通过Change Manager查询更新的内容（见图4）。这一步非常的关键，数据在更新的过程中，尤其是对总成product的更新中，相同父结构下面的子结构会一并更新，所以需要使用Change Manager查询更新的内容，并作好记录，做到心中有数。

图8  旧版本零件仍被放置在原part library里面

Change Manager中红色标识的节点为新增节点，绿色节点为删除节点或发生变更节点，黑色节点为未变更节点。仍然以Hood ASM为例（见图5），更新的产品为20941018这个前盖总成，通过Change Manager查询Latest Version和Last checked-in Version的对比可以清楚地看出来，20941020 PNL ASM－HOOD INR这个内板总成下面的零件被更新，左边红色的零件更新替换右侧绿色零件。AMD36686 HOOD OUTER这个外板零件未发生变化。

在不同level的节点上使用Change Manager，可以看到不同level节点及其子结构的变化情况，可以根据需要选择需要检查更新情况的节点。

8.数据更新的关键技术总结

（1）UG原始数据和.cojt这两种数据是一一对应的关系，.cojt文件是由UG原始文件生成的。人们有一种误区，认为.cojt文件是process designer直接使用的数据，那么进行数据更新的时候，只要.cojt数据更新了，使用Import data导入数据，相对应的数据就可以直接更新，这是不正确的。通过前文对数据更新机理的介绍，可以看出数据更新的依据是External ID，它是以UG文件的存储路径为基础生成的，所以更新的时候，不但要注意.cojt文件，并要保证更新的数据和被更新的UG数据存储路径相同。如果存储路径不同，则生成不同的External ID，导入更新的数据到process Designer系统时，将会生成新的数据，旧版本数据不会被自动更新。

图9  焊点文件的文件号

（2）被更新的文件和新加的文件都会被系统默认放置在Working Folder下面。这是最容易混淆的地方，因为在导入新数据的时候往往只有新的数据生成在working folder下面，而更新数据的时候则有点复杂，新增的零件和替换出来的被更新文件都会放置在working folder下面。以20941018前盖总成为例，此次更新把其子零件25931558由.002版本更新到.003版本，其他子零件仅仅是重新导入。在working folder level点击change management（见图6，更新前盖总成之前working folder为空），可以看出part library中有新零件进入，绿色的零件表明这些零件为被更新的旧零件。其中25931558为版本变更，其他零件为刷新(见图7)。

在working folder下面红色的part library level点击Change Management（见图4），查看25931558的属性为 .003版本，可以看出working folder下面的该零件为新零件（见图7）。

在原来的part library level点击查看25931558的属性（见图8），为.002版本旧零件。

接下来清空working folder下面的绿色旧零件，再删除原来的part library中.002版本的25931558，移动working folder红色part library下面.003版本的25931558到原来的part library中，更新结束。

图10  使用change management查询焊点文件更新后的变化

（3）焊点的更新，需要注意保证WLD_library中焊点库文件名称的一致性和焊点属性中项目号的一致性，可以通过property查询焊点文件的文件号（见图9）。例如更新Decklid的焊点文件，其WLD_Library文件的External ID为PUID_RBB02022_WeldLib。其中RBB02022就是其在数模中的焊点文件号，可以通过查看焊点属性中的External ID或者原始的.xml文件，看出其项目号。不同版本的焊点文件有可能在数据工程师的数据处理过程中被赋予不同的项目号，需要特别注意。在更新焊点文件的时候，要注意首先查看其.xml文件，确认项目号相同后，再进行数据导入和更新的工作。如果项目号不同，可以在.xml文件中更改正确，保存后再进行数据导入和更新的工作。

Decklid的焊点文件更新前后的变化见图10，新版本比旧版本的焊点文件增加了2个焊点。

（4）基准的更新关键点同焊点，此处不再重复。

结语

数据的更新工作是制约基于Tecnomatix系统process designer、processsimulate软件在全数字化制造系统上应用的瓶颈，如何快速准确地更新数据，是产品设计部门、制造工程部门、生产车间和供应商之间数据同步的重要保证。只有解决了数据的更新问题，才能使Tecnomatix系统在主机厂跨出实验阶段，在实际项目中广泛应用。

实践证明，攻克数据更新关键技术具有如下意义：快速响应产品设计变更；实现产品与制造工程之间，制造工程和供应商之间，制造工程和车间之间的同步工程；使基于Tecnomatix系统全数字化制造系统在实际项目中的广泛应用成为可能。

我们期待上海通用汽车公司凭借先进的工艺开发能力，能够在未来激烈的市场竞争中继续保持领先地位。同时，也希望国内其他汽车生产企业能够通过本文的经验分享得到提示，在车身工艺开发领域有所突破。