論述了虛擬制造、轎車數(shù)字化工程等相關(guān)概念，介紹了CATIAV5的發(fā)展和技術(shù)特點，然后，從轎車整個開發(fā)周期的角度闡述了CATIAV5在轎車數(shù)字化工程中的應(yīng)用，包括數(shù)字樣機、功能虛擬樣機、虛擬加工、虛擬生產(chǎn)等，提出了一個基于CATIAV5的轎車數(shù)字化工程開發(fā)流程。

數(shù)字轎車發(fā)動機和底盤零部件設(shè)計

在對轎車發(fā)動機和底盤零部件設(shè)計難點仔細研究的基礎(chǔ)上，CATIA V5零件設(shè)計(PDG：CATIA Part Design)提供了3D機械零件設(shè)計的強大的設(shè)計工具。應(yīng)用“"智能實體”的設(shè)計思想，廣泛使用混合建模、關(guān)聯(lián)特征和靈活的布爾運算相結(jié)合的方法，允許設(shè)計者靈活使用多種設(shè)計手法：可以在設(shè)計過程中或設(shè)計完成以后，進行參數(shù)化處理；可以在可控制關(guān)聯(lián)性的裝配環(huán)境下進行草圖設(shè)計和零件設(shè)計，在局部3D參數(shù)化環(huán)境下添加設(shè)計約束；由于支持零件的多實體操作，還可以輕松管理零件更改，如進行靈活的設(shè)計后期修改操作。此外，PDG圖形化的結(jié)構(gòu)樹可表示出模型特征的組織層次結(jié)構(gòu)，以便更清晰地了解影響設(shè)計更改的因素。設(shè)計人員可以對整個特征組進行管理操作，以加快設(shè)計更改。

作為PDG的補充，CATIA V5線架與曲面設(shè)計(WSF：CATIA Wireframe and Surface Design)在零件設(shè)計的初始階段，創(chuàng)建上下關(guān)聯(lián)的線架結(jié)構(gòu)特征元素和基本曲面。線架特征元素和基本的曲面特征元素的使用，大大豐富了現(xiàn)有的3D機構(gòu)零件設(shè)計方法。它所采用的基于特征的設(shè)計方法提供了高效直觀的設(shè)計環(huán)境，使得曲面和實體混合建模成為可能。

當完成零件設(shè)計后，CATIA V5裝配設(shè)計(ASD：CATIA Assembly Design)可以幫助設(shè)計師用自頂向下(Top-down)或自底向上(Bottom-up)的方法定義和管理多層次的大型裝配結(jié)構(gòu)，可真正實現(xiàn)裝配設(shè)計和單個零件設(shè)計之間的并行工程。

通過簡單地移動鼠標或選取圖標，設(shè)計人員就能將零件拖動到或快速移動到指定的裝配位置；選擇各種形式的機械約束，用來調(diào)整零件的位置并建立起約束關(guān)系；選擇手動或自動的方式進行更新，可以重新排列產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，并進行干涉和縫隙檢查；無需復(fù)制相同零件或子裝配數(shù)據(jù)，就可以在同一個裝配件或不同裝配件中重復(fù)使用。

建立標準零件或裝配件的目錄庫，爆炸圖的自動生成使用對設(shè)計的理解非常容易，分析功能可檢查是否發(fā)生干涉以及是否超過了定義的間隙限制。無論多么復(fù)雜的裝配，BOM(Bill of Material)表自動生成功能可得到所有零部件的準確信息。柔性子裝配功能可以動態(tài)地切斷產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和機械行為之間的聯(lián)系，這一獨特的命令能夠在父裝配中移動子裝配的單獨部件，或者管理實例化子部件不同的內(nèi)部位置……ASD提供的這些高效的工作方式，使得裝配設(shè)計者可以大幅減少設(shè)計時間和提高設(shè)計質(zhì)量。

1.4 數(shù)字轎車管路和電子線路設(shè)計

1.4.1 管路設(shè)計

CATIA V5管路設(shè)計(PIP：CATIA Piping Design)提供完整的工具用于創(chuàng)建、修改和分析管路設(shè)計，并進行建檔和管理，該工具主要用于創(chuàng)建能捕獲所有適當設(shè)計信息和意圖的智能化管路布置，自動放置彎管、彎頭、三通和減壓閥等標準部件，這種智能化的管路設(shè)計功能可使設(shè)計人員更高效地實現(xiàn)設(shè)計過程并對設(shè)計內(nèi)容進行驗證。PIP功能驅(qū)動的設(shè)計可確保設(shè)計意圖在任何修改中得到貫徹，與設(shè)計規(guī)則引擎的集成可實現(xiàn)設(shè)計過程的自動化，并可確保企業(yè)的標準在整個設(shè)計過程中得到很好地貫徹。

1.4.2 電氣導(dǎo)線布線設(shè)計

CATIA V5電氣導(dǎo)線布線設(shè)計(EWR：CATIA Electrical Wire Routing)根據(jù)電氣信號的功能定義，在數(shù)字化樣機中進行電纜布局的定義和管理，專門用于電氣系統(tǒng)的物理形狀設(shè)計，允許設(shè)計人員在虛擬環(huán)境下解決復(fù)雜布線問題，同時使鏈接物理電氣系統(tǒng)與其功能性定義成為可能。針對電纜布線的廣泛性，EWR提供了線束的3D設(shè)計功能，設(shè)計人員可以在虛擬環(huán)境特別是在虛擬維護操作過程中隨意提取物理電纜的功能性用途。

1.4.3 電氣線束安裝設(shè)計

CATIA V5電氣線束安裝設(shè)計(EHI：CATIA Electrical Harness Installation)是一個專門用于在3D虛擬環(huán)境下進行電氣裝置物理形狀設(shè)計的產(chǎn)品，自然地，電氣設(shè)計從機械設(shè)計環(huán)境開始，然后二者完全集成。在3D環(huán)境和電氣裝置之間可以很方便地進行關(guān)聯(lián)，也可以很方便地修改。EHI提供了一系列帶有幾何及電氣屬性的標準件，可以在機械裝配中進行線束設(shè)計，因此可以得到完整的包含電氣系統(tǒng)的3D電子樣機。由于與機械裝配的集成，電氣線束可以連接在電氣設(shè)備上，也可以連接在機械部件上。設(shè)計人員可以充分享受了電氣設(shè)計與機械裝配完全集成的帶來的益處。

1.4.4 電氣線束展平設(shè)計

CATIA V5電氣線束展平設(shè)計(EHF：CATIA Electrical Harness Flattening)可以將EHI創(chuàng)建的3D線束展平，并產(chǎn)生相關(guān)的2D工程圖，以進行檢查和歸檔。EHF提供了一整套工具來根據(jù)位置處理線束的不同線段以得到多種解決方案，允許設(shè)計人員根據(jù)線段的剛性情況來決定是展開，還是繼續(xù)保留原始彎曲形狀。而EHI所定義的3D機械約束關(guān)系仍然保留，因此該線段的彎曲半徑和長度仍是被約束的。

（轉(zhuǎn)載）