柳工成功应用和推广 Pro/ENGINEER+TopDown全数字化样机设计 Pro/ENGINEER+TopDown全数字化样机设计

黄忠伟 广西柳工机械股份有限公司 2010年12月7日 年 月 日

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柳工简介

广西柳工机械股份有限公司(简称柳工)是中国制造业 强企业――柳工 广西柳工机械股份有限公司(简称柳工)是中国制造业500强企业 强企业 柳工 集团的核心企业。柳工总部位于历史文化名城-广西柳州 广西柳州， 集团的核心企业。柳工总部位于历史文化名城 广西柳州，总部及下属控股子公司 现有10000余名员工。作为国内工程机械行业和广西第一家上市公司，柳工被誉 余名员工。 现有 余名员工 作为国内工程机械行业和广西第一家上市公司， 中国工程机械行业的排头兵” 为“中国工程机械行业的排头兵”。 2009年，柳工实现主营业务收入 亿元人民币， 年 柳工实现主营业务收入102亿元人民币，比上一年度增长 亿元人民币 比上一年度增长11%,各 ， 类工程机械整机销量接近4万台 其中轮式装载机产品销量连年位居世界第二。 万台， 类工程机械整机销量接近 万台，其中轮式装载机产品销量连年位居世界第二。

柳工主要产品： 柳工主要产品：

轮式装载机

挖掘机

小型挖掘机

汽车起重机

压路机

叉车

滑移装载机

推土机

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企业面临的问题采用ProENGINEER+AutoCAD和传统的设计方法已经不能够满足设计的需求 和传统的设计方法已经不能够满足设计的需求 采用 > 液压管路设计不规范、管路不准确 液压管路设计不规范、– 工程机械产品液压管路是很重要的一部分，产品设计过程中,虽然部分已经使用 工程机械产品液压管路是很重要的一部分，产品设计过程中 虽然部分已经使用 三维布管，但布管方式很不规范，布管的方式多种多样，不利于管理； 三维布管，但布管方式很不规范，布管的方式多种多样，不利于管理；由于结 构件常更改，管道布管不随着更新，导致软管长度误差大，硬管安装位置不对， 构件常更改，管道布管不随着更新，导致软管长度误差大，硬管安装位置不对， 这样的设计错误常发生，造成严重损失，影响产品开发的一次性成功率； 这样的设计错误常发生，造成严重损失，影响产品开发的一次性成功率；在结 构件完成之后的液压系统设计才能开始，时间明显滞后，影响产品的开发周期。 构件完成之后的液压系统设计才能开始，时间明显滞后，影响产品的开发周期。

> 电器线缆布线不能

够有效使用– 电缆布线在工程机械中的设计阶段也是很繁杂的任务，目前不能够有有效使用 电缆布线在工程机械中的设计阶段也是很繁杂的任务， 三维布线，仍然采用在样机上测量的方式布线，线缆长度准确度差， 三维布线，仍然采用在样机上测量的方式布线，线缆长度准确度差，线束生产 周期长，制约产品上市时间。 周期长，制约产品上市时间。

> 复杂的装配设计困难– 大装配的模型设计时，在传统的设计方法中，各系统孤立的设计，设计条件混 大装配的模型设计时，在传统的设计方法中，各系统孤立的设计， 干涉现象严重，设计准确性差，零件由于设计错误导致的变更数量非常大， 乱，干涉现象严重，设计准确性差，零件由于设计错误导致的变更数量非常大， 造成浪费严重；模型设计中参照管理混乱，在模型再生常失败； 造成浪费严重；模型设计中参照管理混乱，在模型再生常失败；由于部分零件 采用AutoCAD设计，没有完整的整机三维模型影响三维管路管线设计。 设计， 采用 设计 没有完整的整机三维模型影响三维管路管线设计。

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企业面临的问题采用ProENGINEER+AutoCAD和传统的设计方法已经不能够满足设计的需求 和传统的设计方法已经不能够满足设计的需求 采用 > 产品变型系列化设计较困难– 工程机械类型和品种很多，变型设计相当需要，而设计最终是AutoCAD图纸， 工程机械类型和品种很多，变型设计相当需要，而设计最终是 图纸， 图纸 原来的三维模型已经不准确，只有用二维的图纸修改产生新的机型， 原来的三维模型已经不准确，只有用二维的图纸修改产生新的机型，这样操作 起来很困难，工作量非常大，一次性成功率很低，严重影响新产品开发效率。 起来很困难，工作量非常大，一次性成功率很低，严重影响新产品开发效率。

> AutoCAD出图与三维无相关性 出图与三维无相关性– 用AutoCAD出图，与设计的三维模型失去了关联性，后期维护只维护二维，更 出图， 出图 与设计的三维模型失去了关联性，后期维护只维护二维， 改起来工作量大，效率很低，前期设计的三维失去了利用价值。 改起来工作量大，效率很低，前期设计的三维失去了利用价值。特别是液压系 统更改二维图很麻烦，管子位置调整、阀位置调整时， 统更改二维图很麻烦，管子位置调整、阀位置调整时，整个管路的信息就要改 需要重新手动更新，工作量非常大，而且容易错漏。 变，需要重新手动更新，工作量非常大，而且容易错漏。

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柳工实施PTC解决方案 柳工实施PTC解决方案柳工采用主流的三维设计工具ProENGINEER

野火版和TopDown+模 野火版 柳工采用主流的三维设计工具 模块化设计方法，实现全三维数字化样机设计。 块化设计方法，实现全三维数字化样机设计。– – – 实施时间：2008年11月~2009年3月 实施时间： 年 月 年 月 实施产品：内燃叉车CLG2150H 实施产品：内燃叉车 实施目的：实现全三维数字化样机设计， 实施目的：实现全三维数字化样机设计， 规范化大装配设计。 规范化大装配设计。

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柳工实施PTC解决方案 柳工实施PTC解决方案ProENGINEER结合 结合TopDown+模块化设计的解决方案： 模块化设计的解决方案： 结合 模块化设计的解决方案PDM8共享工作平台 共享工作平台检入检出 方案设计规划， 方案设计规划， 确定大模块及主 参数 成熟三维 Sub-Assembly 大模块包 络 Top-Assembly 整车总体SUB-SKEL分系 分系 统骨架(发布) 统骨架(发布)

检入检出

检出成熟的大 模块包络

装配

创建

各分系统总装配

创建独立的大 模块模型

外部 复制Top-Skeleton 整车总骨架(发布) 整车总骨架(发布)

外部 复制 分系统布置(分系统总体) 分系统布置(分系统总体)

Library 标准件库

Sub-Assembly

Pro/Detail 零部件工程图 试制及 生产

整车总体布置(总师) 整车总体布置(总师)

一级装配

集成一体化的设计流程， 集成一体化的设计流程，保证 了相关性、 了相关性、一致性确保了项目 组的协同设计、 组的协同设计、产品更新快实 现了从设计到出图的数据无缝 连接，提高产品一次成功率. 连接，提高产品一次成功率.© 2010 PTC

Part-design 零部件详细设计

分系统详细设计(设计小组) 分系统详细设计(设计小组)7

柳工实施PTC解决方案 柳工实施PTC解决方案叉车应用ProENGINEER结合 结合TopDown+模块化设计的解决方案： 模块化设计的解决方案： 叉车应用 结合 模块化设计的解决方案独立模块：门架系统

整 机 布 局

车架系统 骨架

车架系统

动力系统 骨架 整机总体 骨架 液压系统 骨架

动力系统

液压系统

电气系统 骨架

电气系统

独立模块：护顶架

参数由总体传递到系统© 2010 PTC 8

柳工实施PTC解决方案 柳工实施PTC解决方案TopDown设计的接口管理： 设计的接口管理： 设计的接口管理液压系统输入输出详细接口表

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柳工实施PTC解决方案 柳工实施PTC解决方案模块化设计： 模块化设计：> 每个分总成自成体系，与装配的连接采用单一坐标系的方式。 每个分总成自成体系，与装配的连接采用单一坐标系的方式。 > 具有较好的模块化的能力，能够简单的从一个机型上抽离并放置到另一个车型 具有较好的模块化的能力， 具有灵活和模块化

的特点。 上。具有灵活和模块化的特点。模块化产品结构

- 符合产品的实际设计流程 - 方便产品的变更 - 方便其它产品的借用

动力 系统 1 装载机装配1

传动 系统 1

液压 系统 1

动力 系统 2 装载机装配2

传动 系统 2

液压 系统 2

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柳工实施PTC解决方案 柳工实施PTC解决方案设计环境下进行整机液压系统布管方案： 在TopDown设计环境下进行整机液压系统布管方案： 设计环境下进行整机液压系统布管方案液压系统装 配、发布骨 架 创建液压系 统骨架及装 配结构 复制外部几 何、细化骨 架 安装主要管道零 件(油缸、泵、 阀)、管夹

>参照基于骨架模型与其 参照基于骨架模型与其 它系统无缝连接; 它系统无缝连接 >液压元件采用坐标系安 液压元件采用坐标系安 稳定、更改快捷； 装，稳定、更改快捷；

建立管道装 配、安装管 接头

定义管 线库

管道 布线

产生管 道实体

位置发 布骨架

>通过位置发布骨架传递 通过位置发布骨架传递 参数给其它系统； 参数给其它系统； >设计更加规范化。 设计更加规范化。 设计更加规范化

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柳工实施PTC解决方案 柳工实施PTC解决方案设计环境下进行整机液压系统布管： 在TopDown设计环境下进行整机液压系统布管： 设计环境下进行整机液压系统布管

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柳工实施PTC解决方案 柳工实施PTC解决方案ProENGINEER 液压系统出图

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柳工实施PTC解决方案 柳工实施PTC解决方案ProENGINEER 液压硬管出图

根据折弯机 信息，自动 产生折弯表

硬管长度 与三维相 关联

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柳工实施PTC解决方案 柳工实施PTC解决方案ProENGINEER 液压软管出图

软管长度 与三维相 关联

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柳工实施PTC解决方案 柳工实施PTC解决方案设计环境下进行整机液压系统应用体会： 在TopDown设计环境下进行整机液压系统应用体会： 设计环境下进行整机液压系统应用体会> 液压系统设计可以提前进入– 以前的设计方法，必须要在其它系统，如车架结构件等完成后，才能进行液压 以前的设计方法，必须要在其它系统，如车架结构件等完成后， 系统的设计，影响产品开发的进度。 系统的设计，影响产品开发的进度。 – 现在使用 现在使用TopDown的设计方法后，在总体设计完发布骨架后就可以开始进行液压 的设计方法后， 的设计方法后 系统骨架设计，与其它协同并行设计，大大缩短开发时间。 系统骨架设计，与其它协同并行设计，大大缩短开发时间。

> 液压元件的安装稳定– 以前安装液压元件都是安装在结构件上的，而结构件并不属于液压系统，导致 以前安装液压元件都是安装在结构件

上的，而结构件并不属于液压系统， 打开液压系统是参数丢失，即使采用固定的安装方式，在结构位置发生变化时， 打开液压系统是参数丢失，即使采用固定的安装方式，在结构位置发生变化时， 液压系统元件的位置不发生变化，导致设计错误。 液压系统元件的位置不发生变化，导致设计错误。 – 现在采用 现在采用TopDown的设计方法，采用坐标系安装方式，坐标系的参照都是骨架上 的设计方法， 的设计方法 采用坐标系安装方式， 不会丢失；而且骨架保持与结构件的无缝连接，结构件位置变化， 的，不会丢失；而且骨架保持与结构件的无缝连接，结构件位置变化，液压系 统元件位置也会发生便变化，保障设计的一致性，大大减少设计错误的产生。 统元件位置也会发生便变化，保障设计的一致性，大大减少设计错误的产生。

> 出图非常方便快捷– 以前使用 以前使用CAD出图，硬管折弯表需要手工计算生成，容易出错；系统图更改麻烦。 出图， 出图 硬管折弯表需要手工计算生成，容易出错；系统图更改麻烦。 – 现在采用Pro/E出图，硬管折弯表自动生成，准确快捷；系统图随着三维更新保 出图，硬管折弯表自动生成，准确快捷； 现在采用 出图 持一致。 持一致。液压设计师： 液压设计师：刘清榕© 2010 PTC

从事液压设计工作时间： 年 从事液压设计工作时间：5年16