(高清版)GBT 42782-2023 数字化协同工程 协同设计要求

数字化协同工程协同设计要求国家标准化管理委员会I 12规范性引用文件 l3术语和定义 14缩略语 15协同设计分类 25.1概述 25.2设计阶段的协同 25.3人员角色的协同 25.4专业的协同 25.5层级的协同 25.6域的协同 26通用要求 26.1协同环境要求 26.2数据协同要求 36.3流程协同要求 37不同设计阶段的协同要求 37.1协同设计的主要阶段 37.2各阶段协同设计流程 57.3各阶段设计任务与协同要求 87.4设计阶段间基于成熟度的协同 7.5不同设计阶段之间的协同要求 8不同人员角色的协同要求 8.1协同设计的角色定义 8.2人员角色的工作职责 9不同专业的协同要求 9.1通则 9.2三维几何模型与仿真模型之间的协同 9.3仿真模型与仿真模型之间的协同 9.4三维几何模型与工艺模型之间的协同 10不同层级的协同要求 10.1通用要求 10.2自顶向下的三维几何模型构建 Ⅱ11不同域的协同要求 11.1跨域协同设计环境构建 11.2跨域数据同步 11.3跨域协同的安全管理 附录A(资料性)协同环境下不同人员角色的主要工作任务 ⅢGB/T42782—2023本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国技术产品文件标准化技术委员会(SAC/TC146)提出并归口。本文件起草单位：西安电子科技大学、中机生产力促进中心有限公司、内蒙古第一机械集团股份有限公司、蓝思系统集成有限公司、亚龙智能装备集团股份有限公司、深圳点链科技有限公司、中国电子科技集团公司第三十八研究所、北京宇航系统工程研究所、宝钢工程技术集团有限公司、深圳市今天国际物流技术股份有限公司、中汽研汽车工业工程(天津)有限公司、北京广宇大成数控机床有限公司、厦门卡伦特科技有限公司、上海辉策信息科技有限公司、北京卫星制造厂有限公司、青岛锐智智能装备科技有限公司、中国五洲工程设计集团有限公司、杭州新迪数字工程系统有限公司、浙江鼎业机械设备有限公司、北京天拓四方科技有限公司、江苏长虹智能装备股份有限公司、台州市东部数控设备有限公司、江苏赛德力制药机械制造有限公司、易道信安(北京)科技有限公司、广州广电计量检测股份有限公司、济南森峰激光科技股份有限公司、苏州华兴源创科技股份有限公司、橙色云互联网设计有限公司。本文件主要起草人：邵晓东、王云锋、林郁、张鹏、马涛、陈运华、贺小鹏、刘海周、郑巨上、张红旗、1数字化协同工程协同设计要求本文件规定了机械产品数字化协同工程中协同设计的分类、通用要求，以及对不同设计阶段、不同人员角色、不同专业、不同层级、不同域协同设计的详细要求。本文件适用于机械产品数字化协同设计的应用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T24734.1技术产品文件数字化产品定义数据通则第1部分：术语和定义3术语和定义GB/T24734.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。协同设计collaborativedesign为了完成同一个设计目标，由两个或两个以上的设计主体，应用同一个或不同的设计工具，在同一个或不同的域，通过约定的信息交互手段和协同机制，应用统一的流程和任务管理机制，分别执行相同或不同的设计任务，共享设计数据和设计状态，最终共同完成设计目标的设计方法。在两个或两个以上的域(网段、服务器或数据库)进行的协同设计(3.1)。协同设计(3.1)过程中，用于反映三维模型从开始设计到最终受控发放技术状态完善程度的量化指标。4缩略语下列缩略语适用于本文件。BOM:物料清单(BillofMaterial)CAD:计算机辅助设计(ComputerAidedDesign)CAE:计算机辅助工程(ComputerAidedEngineering)PCB:印制线路板(PrintedCircuitBoard)PMI:产品制造信息(ProductManufacturingInformation)25协同设计分类5.1概述按照阶段、人员、专业、层级、域等五个维度，可以将协同设计划分为不同设计阶段、不同人员角色、不同专业、不同层级和不同域的协同。5.2设计阶段的协同产品设计不同阶段(包括概念设计、总体设计和详细设计)之间的协同。5.3人员角色的协同产品设计过程中不同人员角色(包括但不限于设计人员、工艺人员、制造人员、管理人员)内部或之间的协同。5.4专业的协同产品设计过程中不同专业(包括但不限于结构、电气和液压)内部或之间的协同。5.5层级的协同产品设计过程中不同层级(例如：产品、分系统、零部件)内部或之间的协同。5.6域的协同产品设计过程中不同域(包括网段、服务器或数据库等)内部或之间的协同。6通用要求6.1协同环境要求6.1.1应以产品的三维模型为基础构建可视化协同环境，在产品设计全过程(包括概念设计、总体设计和详细设计等)中，以所见所得的方式，对可能存在的问题进行多角色、多专业人员共同参与的讨论交流，及时发现可能存在的设计缺陷。6.1.2当需要协同的人员不在同一个域时，应建立跨域的协同环境，通过远程会议、数据同步、模型远程互操作等技术，实现跨域设计协同，相关要求参见第11章。6.1.3协同环境中的文件的命名应采用统一规则，并符合以下要求：a)描述产品信息的所有文件名应唯一；b)文件名应体现协同元素(例如：零部件代号、层级、阶段和版本),可采用分段方式分别代表一种协同元素，且同段应以规定的分隔符分开，并尽量简短；c)文件名应符合计算机命名要求，不超过最大占位限制；d)协同过程中相同的物理产品如采用不同的模型，这些模型应通过不同命名进行区分。6.1.4协同环境中的产品信息应包括但不限于几何特征、工艺特征、检测特征、几何元素、产品制造信a)产品信息采用统一规则进行命名，对外部引用的信息应加以区分；b)每个产品包含坐标系，并反映出在上一层级系统中的绝对位置；c)对特殊视角的视图进行定义；3d)产品信息的表达遵循协同过程各方的引用参考约束；e)产品信息的产生遵循信息源统一、唯一的原则；f)协同过程中信息发布和接收以及产品信息的简化有明确的规范或要求进行约定。6.2数据协同要求6.2.1产品数据与模型在不同设计阶段、不同人员角色、不同专业、不同层级、不同域之间应保持协6.2.2应实现设计数据的结构化管理，建立统一的数据定义和数据关联关系，通过统一的数据访问接口，实现数据之间的共享和协同。6.2.3应建立数据流管理机制，合理定义数据流程，实现设计数据在协同人员角色之间的有序流动。6.2.4设计数据应在签审合格后，才能被发布使用，或者被其他设计引用。6.2.5应以产品的三维模型和设计物料清单(设计BOM)为基础，构建产品的主数据模型，以实现产品数据的集成与联动。6.2.6应基于统一标准，对产品设计中涉及的文件、模型、数据、参数等的表达方式、格式和命名等进行规范。6.2.7应基于统一的设计模板进行产品设计主模型的构建，并统一产品设计中的单位制、公差、精度、6.3流程协同要求6.3.1宜基于统一的协同设计平台对产品数据、模型、流程和设计团队等进行管理。管理对象包括但设计模板、工作流程和数据流程等。6.3.2在不能建立统一的协同设计平台进行设计协同的情况下，应实现异构平台之间的集成与联动。应在不同的设计系统之间实现对产品设计技术状态的统一控制机制，以及对设计数据的共享机制。6.3.3参与产品设计的各类人员和组织机构应有明确的分工、操作权限和管理制度，并通过协同设计平台进行统一分配和管理。6.3.4应基于统一的工作流程对产品设计全过程中的设计任务进行管理，包括但不限于设计任务创建、设计任务分配、设计任务状态管理、设计任务权限管理、设计任务进度提醒与统计、设计任务完成与6.3.5应在设计任务分解时，确定任务之间的关联和依赖关系，实现设计任务的并行执行和管理；协同设计平台应监控任务完成情况，及时启动相关设计任务；某项设计工作完成后，应由协同设计平台将该任务的状态和数据推送到与该任务相关的后续任务节点。6.3.6应对产品设计数据进行结构化录入与管理，在此基础上，基于统一的数据流程对产品设计过程中数据的流动和传递进行管理。6.3.7应建立自顶向下与自底向上相结合的协同工作流程，以及支持多次迭代的产品设计管理模式。7不同设计阶段的协同要求7.1协同设计的主要阶段产品设计的主要包括概念设计、总体设计和详细设计三个阶段，各设计阶段应有明确的任务、输入47.1.2概念设计阶段概念设计阶段的主要工作包括完成产品功能定义(市场调研和需求分析、提出产品性能指标、确定主要设计参数)和产品外形设计(设计产品的基本外形、建立骨架模型和概念模型等)等。概念设计阶段的主要输入文件应包括但不限于机械产品的功能需求、市场定位、销售群体、消费习概念设计阶段的主要输出文件应包括但不限于功能和性能概念模型、机械产品的外形形状、主体结7.1.3总体设计阶段总体设计阶段的主要工作包括产品结构分解与布局、产品性能初步仿真、产品工艺性分析、产品指标分解与任务分派、产品设计综合、产品性能精确仿真、设计评价、设计结果发布等。总体设计阶段的主要输入文件应包括但不限于项目设计任务书等。总体设计阶段的主要输出文件应包括但不限于标准化大纲、质量大纲、研制计划大纲、总体设计方案报告、分系统设计任务书、分系统接口要求、结构布局文件(骨架模型或布局模型)、初步的产品性能仿真模型和结果、工艺性分析报告等。详细设计阶段的主要工作包括按照设计任务书的要求，完成符合功能和指标需求的零部件、分系统和产品的设计等。详细设计按照工作内容可以划分为零部件详细设计、分系统详细设计和产品详细设计。零部件详细设计阶段的主要输入文件应包括但不限于零部件设计任务书、零部件清单和结构布局文件等。零部件详细设计阶段的主要输出文件应包括但不限于零件模型、装配模型、性能仿真模型、工艺性分系统详细设计阶段的主要输入文件应包括但不限于分系统设计任务书、分系统接口要求、结构布局文件等。分系统详细设计阶段的主要输出文件应包括但不限于分系统三维模型、工程图样、性能仿真模型、工艺性分析模型、设计评价结果等。产品详细设计阶段的主要输入文件应包括但不限于产品设计任务书、零部件清单和结构布局文件等。产品详细设计阶段的主要输出文件应包括但不限于产品三维模型、工程图样、性能仿真模型、工艺性分析模型、设计评价结果等。57.2各阶段协同设计流程7.2.1设计流程和要求产品产品外形设计不通过分解与布局不通过性能仿真不遥过零部件设计零部件设计师(零部件详细设计)产品设指标分分系解与分统分析产品性能初步能精确分系统设计评价分系统主任设计师(分系统详细设计)分系统分系统确仿真工艺性产品定义零部件设计评价计综合产品设计评价产品指项目总师项H总师/专业剂总师分派产品结构通过系工图1协同设计工作流程示意图协同设计宜遵循自顶向下的并行设计流程(如图1所示),并符合以下要求：a)应按照图1所示的“V”字形流程开展产品设计，其主要过程包括但不限于概念设计、总体设计、分系统详细设计和零部件详细设计等；b)概念设计阶段的工作应包括但不限于产品功能定义和产品外形设计；c)总体设计阶段的工作应包括但不限于产品结构分解与布局、产品性能初步仿真、产品工艺性分析、产品指标分解与任务分派、产品设计综合、产品性能精确仿真、产品设计评价、产品设计结果发布等；d)分系统详细设计阶段的工作应包括但不限于分系统结构分解与布局、分系统性能初步仿真、分系统工艺性分析、分系统指标分解与任务分派、分系统设计综合、分系统性能精确仿真、分系统设计评价等；e)零部件详细设计阶段的工作应包括但不限于零部件设计和零部件设计评价等；f)协同设计过程中应遵循并行设计的原则，应对设计任务进行合理的分解和依赖性分析，在设计过程中应及时启动具备条件的设计任务，应及时向启动的设计任务传递其所需的设计输入；g)在协同设计过程中，宜采用基于成熟度的协同设计方法，具体要求参见7.4。7.2.2产品功能定义在概念设计阶段，项目总师应根据设计任务书，进行初步系统分析，并根据产品形成的全部要素(包括用户指标实现情况、可制造性和可装配性等),形成功能实现方案。7.2.3产品外形设计在概念设计阶段，项目总师应组织相关人员，对产品的几何外形、颜色、材质等进行定义，形成产品6的整体外观设计模型。7.2.4产品结构分解与布局在产品总体设计前期，项目总师、专业副总师应根据设计方案对产品进行结构分解与布局，主要工作应包括但不限于：a)对产品进行逐级分解，确定产品的结构层次，形成产品结构树；b)确定分系统的空间布局和尺寸；c)确定产品各分系统的设计团队和存储空间。7.2.5产品性能初步仿真在产品总体设计前期，项目总师、专业副总师应对产品的各项性能进行初步仿真分析，主要工作应结构布局和设计参数进行优化。构建产品仿真模型时，对于不能精确给定的设计参数，可采用经验公式或相似的历史数据进行替代。7.2.6产品工艺性分析在产品总体设计前期，项目总师、专业副总师应对产品进行可制造性分析，主要工作应包括但不限于：a)确定产品结构和关重件加工和装配的工艺可实现性和实现经济性；b)确定基本的工艺方案，提前预见并研究关键工艺方法和所需关键工艺设备。7.2.7产品指标分解与任务分派在产品总体设计前期，项目总师、专业副总师应完成产品性能指标、设计参数的分解，以及相关设计任务的分派工作，主要工作应包括但不限于：a)通过功能设计、运动学、静力学及动力学分析，根据优化原则，确定影响产品性能的关键指标和参数，形成满足功能要求的方案；b)按照自顶向下的原则，逐级向下传递产品的设计边界和设计参数，并进行设计任务的分解和逐级分派。7.2.8分系统结构分解与布局在分系统结构详细设计前期，分系统主任设计师应根据设计方案，对分系统进行结构分解与布局，主要工作应包括但不限于：a)对分系统进行逐级分解，确定分系统的结构层次，形成分系统结构树；b)确定零部件的空间布局和尺寸；c)确定分系统各零部件的设计团队和存储空间。7.2.9分系统性能初步仿真在分系统结构详细设计前期，分系统主任设计师应对分系统的各项性能进行初步仿真分析，主要工系统结构布局和设计参数进行优化。构建分系统仿真模型时，对于不能精确给定的设计参数，可采用经验公式或相似的历史数据进行7替代。7.2.10分系统工艺性分析在分系统结构详细设计前期，分系统主任设计师应对分系统进行可制造性分析，主要工作应包括但不限于：a)确定分系统结构和关重件加工和装配的工艺可实现性和实现经济性；b)确定基本的工艺方案，提前预见并研究关键工艺方法和所需关键工艺设备。7.2.11分系统指标分解与任务分派在分系统结构详细设计前期，分系统主任设计师应完成分系统性能指标、设计参数的分解，以及相关设计任务的分派工作，主要工作应包括但不限于：a)通过功能设计、运动学、静力学及动力学分析，根据优化原则，确定影响分系统性能的关键指标和参数，形成满足功能要求的方案；b)按照自顶向下的原则，逐级向下传递分系统的设计边界和设计参数，并进行设计任务的分解和逐级分派。在零部件设计阶段，零部件设计师应在上级要求的功能和性能指标(例如尺寸、空间、重量等)范围内，完成零部件的详细设计，形成支持加工和装配的零部件设计模型。7.2.13零部件设计评价零部件设计完成后，应对设计指标符合性(包括但不限于：关键尺寸、配合尺寸、重量控制、功能指标、性能指标、六性指标)、设计资料完整性、设计流程7.2.14分系统设计综合零部件详细设计完成后，应对分系统进行设计综合，并应符合以下要求：a)依据分系统结构布局，自动完成分系统的装配设计；b)关注各分零部件间的协调性，消除矛盾因素，形成满足设计预期的设计输出。7.2.15分系统性能精确仿真在分系统结构详细设计后期，分系统主任设计师应对分系统的性能进行精确仿真分析，主要工作包的设计指标和设计参数进行调整和优化。构建分系统仿真模型时，应将已经完成的零部件设计参数集成到分系统仿真模型中，取代初步仿真时采用的经验公式或相似的历史数据。7.2.16分系统设计评价在分系统设计评价阶段，应对设计指标符合性(包括但不限于关键尺寸、配合尺寸、重量控制、功能指标、性能指标、六性指标)、设计资料完整性、设计流程规范性等内容进行评价。7.2.17产品设计综合分系统详细设计完成后，应对产品进行设计综合，并应符合以下要求：8a)依据总体布局，自动完成产品的装配设计；b)关注各分系统间的协调性，消除矛盾因素，形成满足设计预期的设计输出。7.2.18产品性能精确仿真在产品总体设计后期，项目总师、专业副总师应对产品性能进行精确仿真，主要工作应包括但不限标和设计参数进行调整和优化。构建产品仿真模型时，应将已经完成的分系统设计参数集成到产品仿真模型中，取代初步仿真时采用的经验公式或相似的历史数据。7.2.19产品设计评价在产品总体设计后期，应对产品设计指标符合性(包括但不限于关键尺寸、配合尺寸、重量控制、功能指标、性能指标、六性指标)、设计资料完整性、设计流程规范性等内容进行评价。7.2.20产品设计结果发布产品总体设计完成后，应对产品设计结果进行发布，并符合以下要求：a)设计审查通过后，根据应用场合，对产品设计结果进行发布，供各类人员参考使用；b)发布的形式可以采用二维工程图样、三维模型，推荐采用三维模型的发布形式；测基准等。7.3各阶段设计任务与协同要求在产品协同设计过程中，主要的设计阶段、设计任务及协同要求如表1所示。表1各阶段设计任务与协同要求设计任务协同要求概念设计产品功能定义●根据市场需求，构想产品的基本功能和性能需求；●确定产品的基本工作原理和方案；●确定产品需要解决的关键技术问题●应对市场进行调研，与客户进行交流，充分了解客户对产品的需求；●宜通过协同平台，快速检索大量工程案例，得到与当前需求有关的成功设计案例，在此基础上进行创新和改进，完成产品的功能定义产品外形设计对产品的几何外形、颜色、材质等进行定义，形成产品的整体外观设计模型●应构建产品的造型样机；●应基于产品造型样机，以所见所得的方式协同各类人员的想法，最终确定产品的几何外形、材质和颜色；●概念设计阶段构建的产品造型样机模型应与总体设计阶段构建的总体设计样机、详细设计阶段构建的详细设计模型保持协同，参见10.29表1各阶段设计任务与协同要求(续)设计任务协同要求总体设计产品结构分解与布局●确定产品基本的组成结构；●确定主要零部件的空间位置●应根据总体设计方案构建产品三维数字样机，对初步确定的产品结构形式及其布局的合理性进行验证；●各类人员可基于三维数字样机，对产品的功能和性能进行初步体验和评估；●总体设计阶段构建的总体设计模型应与详细设计阶段构建的详细设计模型保持协同，参见10.2产品性能初步仿真对产品各项性能进行仿真分析●应构建各专业的产品仿真性能数字样电气、电磁兼容、液压、散热和人机工效；●产品性能分析应包括产品设计初期的初步分析和后期的精确分析；●各专业的性能仿真样机之间应保持协同，参见“9不同专业的协同要求”;●性能仿真模型应分级构建，产品整机、分系统、零部件的仿真模型之间应保持协同，参见9.3.1产品工艺性分析产品总体设计可实现性和实现经济性的工艺性分析●可通过对产品三维数字模型的自动分析或人工查看，确定关重件加工和装配的工艺可实现性和实现经济性；●工艺性分析模型应与设计模型保持协同，参见9.4产品指标分解与任务分派●将产品的总体指标要求分解到各分●产品总体技术指标分解时，应通过性能仿真，确定指标分配的合理性；●总体设计阶段的总体设计仿真模型应与详细设计阶段的详细设计仿真模型保持协同，参见“10不同层级的协同要求”分系统详细设计分系统结构分解与布局●确定分系统基本的组成结构；●确定分系统主要零部件的空间位置●应根据分系统设计方案构建分系统的三维几何数字样机，对初步确定的分系统结构形式及其布局的合理性进行验证；●各类人员可基于三维数字样机，对分系统的功能和性能进行初步体验和评估；●分系统详细设计阶段构建的分系统设计模型应与总体设计阶段构建的产品设计模型、零部件详细设计阶段构建的零部件设计模型保持协同，参见10.2表1各阶段设计任务与协同要求(续)设计任务协同要求分系统详细设计分系统性能初步仿真对分系统各项性能进行仿真分析●应构建各专业的分系统仿真性能数字样电气、电磁兼容、液压、散热和人机工效；●分系统性能分析应包括产品设计初期的初步分析和后期的精确分析；●各专业的分系统性能仿真样机之间应保持协同，参见第9章；●分系统性能仿真模型应分级构建，与产品整机、零部件的仿真模型之间应保持协同，参见9.3.1分系统工艺性分析分系统的可实现性和实现经济性的工艺性分析●可通过对分系统三维数字模型的自动分析或人工查看，确定关重件加工和装配的工艺可实现性和实现经济性；●分系统工艺性分析模型应与分系统设计模型保持协同，参见9.4分系统指标分解与任务分派●将分系统的指标要求分解到各零部件设计；●分系统技术指标分解时，应通过性能仿真，确定指标分配的合理性；●分系统详细设计阶段的设计仿真模型应与总体设计阶段的总体设计仿真模型、零部件详细设计阶段的详细设计仿真模型保持协同，参见第10章零部件详细设计零部件设计●完成零部件的详细设计；●对零部件性能进行仿真分析，确保达到任务书下达的指标要求；●完成零部件工艺性分析●零部件设计时，应根据任务书要求，构建零部件的三维几何模型，确定零部件尺寸、公差和技术要求；●应构建零部件各专业的分系统仿真性能数态)、电气、电磁兼容、液压、散热和人机●各专业的零部件性能仿真样机之间应保持协同，参见第9章；●零部件性能仿真模型应与产品整机、分系统的仿真模型之间保持协同，参见9.3.1;●可通过对零部件三维数字模型的自动分析或人工查看，确定其工艺的可实现性和实现经济性；●零部件工艺性分析模型应与零部件设计模型保持协同，参见9.47.4设计阶段间基于成熟度的协同7.4.1协同设计的模型成熟度划分应按照成熟度，将每个产品设计阶段进一步细分为若干子阶段(如图2所示),以便于不同阶段之间的协同操作和并行工作。的协同操作和并行工作。成熟度M11成熟度M12成熟度M13成熟度M21成熟度M22阶段M2图2协同阶段和成熟度划分7.4.2协同设计的模型成熟度应根据各个协同阶段中产品自身特点、主要工作完成节点、工作流转等因素进行设计模型的成熟度划分和定义，典型划分示例如表2所示。表2成熟度划分及定义示例协同阶段成熟度等级定义概念设计M1l完成市场调研，提出产品性能指标M12确定主要设计参数，建立骨架模型M13建立概念模型总体设计M21建立初步模型M22完成数字模装协调M23完成性能仿真分析和可制造性分析详细设计M31完成详细设计的数字样机模型M32建立面向制造的数字样机模型M33完成工艺设计和工装设计7.5不同设计阶段之间的协同要求7.5.1宜采用产品研发团队方式开展设计协同工作。7.5.2工作计划应按协同阶段或成熟度提前规划、分解、发布，并按阶段、按成熟度开展协同工作。7.5.3协同阶段和成熟度应逐级提升，上一阶段和成熟度的工作未完成时，不准许开展下一阶段的相关工作。7.5.4当产品状态变化时，根据协同阶段或成熟度定义允许等级下降。协同阶段或成熟度等级下降时由协同小组提出申请，完成影响分析，在技术负责人批准后实施。7.5.5协同技术总体单位应提出总骨架，明确设计基准和任务剖面，并通过产品数据管理系统发布给各参与方。7.5.6各协同方基于发布的总骨架开展工作，并按协同阶段和成熟度发布自身产品数据。7.5.7各阶段协同工作完成时应组织审查或验收，通过后在产品数据管理系统中发布本阶段数据。7.5.8设计数据应开展不同专业的仿真分析，从几何、功能、性能三方面分析设计数据的正确性和合理性。7.5.9设计数据的可制造性应由设计与工艺联合确认，对尺寸、公差、生产要求、工艺规程要求等相互对照检查。7.5.10设计数据发布之前，可通过协同流程由协同设计团队相关人员确认，协同流程中的设计数据可不受控。7.5.11设计数据发布之前，应通过协同流程提交相关人员(包括但不限于设计人员、工艺人员、制造人员、质量检验人员、物资管理人员等)确认其有效性。7.5.12设计数据发布之前，应通过协同流程提交标准化人员开展相关标准化工作审查。7.5.13设计数据发布之前应通过审签流程审签受控。8不同人员角色的协同要求8.1协同设计的角色定义协同设计的角色及其主要的工作任务如下：a)设计人员的角色应包括但不限于：项目总师、专业副总师、各分系统主任设计师、各专业设计师等；b)各类角色在产品模型的设计、审批、归档和修订等各环节的主要工作任务参见附录A。8.2人员角色的工作职责在产品设计的不同环节，不同角色的设计人员应具有不同的工作职责。各类设计人员在不同阶段的工作职责如表3所示。表3协同环境下各类设计人员的工作职责角色设计环节审批环节归档环节修订环节项目总师●产品功能定义；●产品的分系统结构分解和空间布局；●确定和分配产品的关键参数和指标；●拟定并发布分系统设计任务书审批各级设计师提交的文档对项目组的设计文档进行浏览审批各级设计师提出的设计更改请求专业副总师●相关专业的功能定义；●相关专业的关键参数和指标的确定和分配；●拟定并发布相关专业的设计任务书审批与本专业有关的文档对项目组的设计文档进行浏览审批与本专业相关的设计更改请求分系统主任设计师●建立和修改分系统的零部件●确定并分配零部件的关键参数和指标；●拟定零部件的设计任务书审批本分系统设计师提交的设计文档对项目组的设计文档进行浏览审批本分系统设计师提出的设计更改请求表3协同环境下各类设计人员的工作职责(续)角色设计环节审批环节归档环节修订环节专业设计师●浏览各级总师下发给自己的设计任务书，并根据其要求进行设计；●对设计师本人产生的设计文档，包括模型、图纸、技术说明书等进行修改；●浏览与本项目相关的其他设计者的设计文档资料成的设计文档；●根据审批意见，修改被驳回的设计文档对项目组的设计文档进行浏览提出设计更改请求9不同专业的协同要求9.1通则9.1.1通常可以采用描述产品不同侧面信息的各种模型之间的协同模型来实现不同专业的协同，相关的模型包括但不限于以下三种：a)三维几何模型。b)仿真模型，包括但不限于：1)结构仿真模型(包括机械性能仿真模型、电磁性能仿真模型、热性能仿真模型等);2)电气仿真模型；3)液压仿真模型。c)工艺模型。9.1.2不同专业协同设计时，应首先构建产品的三维几何模型，在此基础上构建各类仿真模型以及工艺模型，并实现三维几何模型与仿真模型、工艺模型之间的协同，以及结构仿真模型、电气仿真模型、液压仿真模型等各类仿真模型之间的协同。9.1.3通常可以采用以下两类方法实现各类模型的协同关联。a)基于参数的关联。为每个模型确定输入和输出参数，建立参数之间的对应或约束关系。当某个模型发生变化时，提取其被更改的参数，并通过参数约束关系确定与之关联的其他模型，对其进行自动或手工更改。b)基于几何特征约束的关联。通过建立不同模型几何特征之间的对应、映射和约束关系，当某个模型发生变更时，其他模型与之相关联的特征依据一定的映射法则重新构建，保证不同模型之间的一致性。9.2三维几何模型与仿真模型之间的协同9.2.1三维几何模型与仿真模型之间的协同可以通过一定的工具和方法，实现三维几何模型与仿真模型之间的关联。9.2.2三维几何模型与仿真模型之间的协同应按照以下基本步骤。a)模型导入：将三维几何模型从CAD软件导入到CAE软件，提取几何模型的边界(点、线、面)信息，然后在CAE环境中重新构建，实现三维几何模型向CAE环境的导入。b)去除细小特征：去除对性能仿真影响不大但是非常影响仿真计算时间的几何特征，例如圆孔、倒角、凸台等(注意在不同性能仿真时，去除细小特征的原则是不一样的，例如在结构性能仿真时，加强筋是应考虑的；而在热性能仿真时，细小特征可以去除)。c)建立CAE特征：基于导入的三维几何模型，建立面向CAE仿真需要的特殊特征，例如：结构性大大降低仿真计算时间，同时显著提高计算准确性。d)建立约束：在三维几何模型上添加约束信息，例如零部件的连接方式等。e)设置边界条件：设置仿真计算的边界条件，例如：产品安装方式、环境温度、入口流体的温度和压力等。9.2.3三维几何模型与仿真模型之间的协同可以采用专业软件实现，但是在处理过程中，应保持仿真特征信息(细小特征去除、仿真模型特征、约束、边界条件、载荷)与几何特征信息(特征、几何之间的关联性。也可以通过一定的方法，将上述操作(由三维几何模型建立仿真模型)过程固化，以便在三维几何模型发生变化时，不再进行重复操作，由程序自动更新建立相关的仿真模型。9.3仿真模型与仿真模型之间的协同9.3.1子结构的协同对于某些大型结构，直接对其进行仿真往往会导致资源不足，无法计算，或者计算时间非常长。可以通过设置合理的边界，将大型结构拆解成若干子结构，分别对各个子结构进行仿真，然后通过子结构协同技术，计算得到大型结构的性能仿真结果。子结构协同的核心是子结构分解与计算结果合成，可以通过在子结构连接位置添加合理的边界条件对产品进行子结构分解。9.3.2不同仿真模型的协同不同仿真模型之间的结果很多情况下是相互耦合的，需进行不同仿真模型的协同。协同方式包括以下两种：a)基于参数的传递，即将一个仿真模型的计算结果以参数的方式传递到与之关联的仿真模型，进行协同计算；完成后，将计算得到的芯片温度以参数的方式传递到电气仿真模型，再以仿真得到的芯片温度为依据重新确定电子器件的性能。b)基于三维几何模型的传递，即将一个仿真模型软件的计算结果以三维几何模型(点、线、面)的方式传递给另外一个仿真模型，实现协同仿真。示例：对大型天线电性能进行初步仿真时，首先建立无变形的天线反射面结构，计算其电磁场性能；结构仿真完成后，提取计算得到的发生位移变形后的天线反射面表面节点的几何位置信息，在电磁仿真软件下构建变形后反射面的几9.4三维几何模型与工艺模型之间的协同三维几何模型与工艺模型之间需要协同的信息应包括但不限于产品结构树(设计BOM)、零部件三维几何模型与工艺模型之间的协同方式包括以下两种：a)基于设计BOM的协同，即结构设计师将其建立的三维几何模型传递给工艺设计师，通过工艺设计软件提取三维几何模型中的产品结构树(设计BOM),在此基础上开展工艺设计工作，形成工艺BOM及工艺设计文件；b)基于模型的协同，即结构工程师将三维几何模型传递给工艺设计师，工艺设计师在三维几何模型上直接进行工艺设计工作，通过交互或提取的方式，将三维几何模型中的特征、尺寸、公差、GB/T42782—2023几何元素(点、线、面)检入到工艺设计方案中，形成工艺BOM及工艺文件。基于模型协同时，工艺模型(工艺路线、工序和工步中的工艺参数)与三维几何模型(特征、尺寸、公差、几何元素)应建立关联关系，当三维几何模型发生变化时，工艺模型实现同步变化。10不同层级的协同要求10.1通用要求10.1.1不同层级的协同设计用于产品、分系统和零部件设计之间的协同。一般情况下，不同层级的设计模型应遵循自顶向下的设计原则，即按照产品、分系统和零部件的顺序依次建立其设计模型，并保持不同层级模型之间的一致性。10.1.2在设计过程中，要注意上层信息(包括模型和参数)与下层信息之间的关联和集成。在描述产品的各类模型(例如：三维几何模型、仿真模型、工艺模型)之间设置合理的约束和标记，实现不同层级(例如：产品、分系统和零部件)、不同专业(结构、电气、液压)模型之间的关联。10.1.3当设计模型发生变化时，可以通过设计工具对相关模型进行自动更改或者标记提示，从而确保同一产品不同类别的模型之间的一致性，减少设计差错，实现最优设计。10.2自顶向下的三维几何模型构建产品三维几何模型通常可以采用自顶向下的方式进行设计，基本步骤包括产品结构分解与布局、检出产品参考要素、分系统结构分解与布局、检出分系统参考要素、零部件详细设计、更新分系统模型和更新产品模型等，如图3所示。产品结构分解与布局产品结构分解与布局检出产品参考要素分系统结构分解与布局检出分系统参考要素零部件详细设计更新分系统模型更新产品模型参考要素定义的产品布局模型参考要素定义的分系统布局模型分系统三维儿何模型零部件三维几何模型产品二维几何模型输出输出输山注：流程图中矩形框表示流程节点，非矩形框表示当前流程节点输出的文件。图3三维几何模型自顶向下的设计流程10.2.2产品结构分解与布局产品结构分解与布局的主要工作是分解产品结构，初步确定产品结构树，并通过点、线、面、参数等基本元素(参考要素),定义产品三维几何模型的概要信息，包括分系统组成及其布局信息(位置、法向、轮廓形状等),并建立产品参考要素之间的约束关联关系。10.2.3检出产品参考要素检出产品参考要素的主要工作是将产品的参考要素检出，并向分系统的设计者发布。10.2.4分系统结构分解与布局分系统结构分解与布局的主要工作是在产品结构分解与布局的基础上，分解分系统结构，确定分系统的结构层次和结构树，并通过点、线、面、参数等基本元素(参考要素),确定分系统中的零部件组成及其布局信息(位置、法向、轮廓形状等),并建立分系统参考要素之间的约束关联关系。10.2.5检出分系统参考要素检出