淺談公共交通型扶梯參數(shù)化設計系統(tǒng)開發(fā)
公共交通型(公交型)扶梯的設計高度必須按土建實際尺寸開展,同時需要精確到1mm,這導致了產(chǎn)品設計的規(guī)格眾多,設計工作量大。另外,由于公交型項目通常供貨周期急,而現(xiàn)在不同高度的扶梯設計中,對各部件的設計參數(shù)確定,必須經(jīng)過設計人員每次計算、校對、審核完成,容易出現(xiàn)人為疏忽的不良,存在設計周期較長的不足。
為了有效地縮短設計周期,避免人為大量計算、校對過程中出現(xiàn)錯漏,提高設計準確性及合同應對能力、降低設計不良,因此對公交型扶梯進行參數(shù)化設計勢在必行。
1.背景與目的
公交型扶梯主要使用于地鐵、BRT、火車站、輕軌等公共交通場所。隨著市場的不斷擴大,公交型扶梯使用數(shù)量不斷提高,業(yè)務也不斷地提升。
當前,公交型扶梯合同設計中,都會對扶梯的各變化部件進行一次新的計算、校對、審核等參數(shù)確定過程。流程過多地依賴手工計算,重復性操作較多,這樣,不但設計周期長,而且參數(shù)計算過程中出錯率也比較高,設計人員工作負擔過大。
而且,目前公交型扶梯變化部件一碼多物的問題,是由設計人員在合同基礎設計書內(nèi)采用ATO(assemble to order)指引來解決,才能達到下游部門完成生產(chǎn)定制的需要。
EPD(elevator parametric design)參數(shù)化設計系統(tǒng)是專門針對電梯行業(yè)開發(fā)的產(chǎn)品設計系統(tǒng)??勺詣由烧麄€電梯的三維模型、二維工程圖紙、鈑金展開圖、整梯及各部件的物料清單,完成材料、圖號、成本核算等生產(chǎn)所需相關(guān)信息的匯總。能快速提高產(chǎn)品及零部件的系列化及標準化程度,降低非標設計比例,提高設計準確率、設計效率,可在最短時間內(nèi)為后續(xù)生產(chǎn)、采購、倉儲提供準確數(shù)據(jù)。EPD參數(shù)化設計系統(tǒng)已在直梯和商用扶梯中投入使用。
公交型扶梯設計中前述的問題要得到解決和改善,需通過對公交型扶梯的EPD參數(shù)化設計系統(tǒng)開發(fā),才能達到縮減設計周期,避免繁瑣的計算出現(xiàn)錯漏,在采用EPD參數(shù)化設計系統(tǒng)對公交型扶梯開展設計工作后,通過系統(tǒng)功能驅(qū)動三維模型變化,達到不同變化部件一物一碼的目的。實現(xiàn)公交型扶梯合同自動生成基礎設計書。
2.分析公共交通型扶梯變化規(guī)律
公共交通型(公交型)扶梯的設計高度必須按土建實際尺寸開展,同時需要精確到1mm,采用參數(shù)化設計是開展此類提升高度要求的有效設計方案。
EPD參數(shù)化設計系統(tǒng)具有良好的人機界面,其參數(shù)化設計思想與公交型扶梯參數(shù)化設計相契合,并能與PLM系統(tǒng)中龐大的數(shù)據(jù)庫相關(guān)聯(lián),在PLM中原有的部件均可直接引用。公交型扶梯EPD參數(shù)化設計系統(tǒng)開發(fā)前,按系統(tǒng)要求,需確定公交型扶梯的變化部參數(shù)的變化規(guī)律,并將這些規(guī)律用合理簡化的主要基本參數(shù)計算。
目前公共交通型扶梯產(chǎn)品的合同設計是在PLM系統(tǒng)上完成,鑒于提升高度精確化的特殊性,變化的零部件一碼對應多物,不利于下游部門直接生成MBOM。在基礎設計書中,需對出現(xiàn)參數(shù)變化的各個零部件進行具體數(shù)值化指引,借助制作指引欄、備注欄輔助完成變化零部件的具體值。公交型扶梯合同基礎設計書需作備注指引的主要有桁架、中間導軌、欄桿三大部分。
經(jīng)過對桁架、導軌、欄桿等各變化部的數(shù)據(jù)分析,我們可以了解公交型扶梯的變化規(guī)律。通過一個具體的提升高度H,將需要作ATO指引的變化部參數(shù)關(guān)聯(lián)在一起,從而實現(xiàn)參數(shù)化設計。把計算公式應用到EPD系統(tǒng)中,作為系統(tǒng)的腳本參數(shù)及賦值邏輯。
3.公交型扶梯參數(shù)化設計系統(tǒng)應用
經(jīng)過對公交型扶梯三大部分中間變化部參數(shù)變化規(guī)律及參數(shù)數(shù)據(jù)分析,完成了公交型扶梯采用EPD參數(shù)化設計系統(tǒng)進行參數(shù)化設計的數(shù)據(jù)前處理。在公交型扶梯進行產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化的前提下,EPD系統(tǒng)內(nèi)進行公交型扶梯腳本邏輯編制,完善參數(shù)化模型設計,實現(xiàn)在EPD系統(tǒng)自動生成工號基礎設計書。
公交型扶梯在PLM系統(tǒng)可將其零部件進行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分類,其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由桁架、導軌、桁架小部件及安全裝置、主傳動系統(tǒng)、扶手帶驅(qū)動系統(tǒng)、樓層板、欄桿、電氣系統(tǒng)組成。在EPD設計系統(tǒng)中將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進一步細化和分層。
公交型扶梯的結(jié)構(gòu)層就像“金”字塔結(jié)構(gòu)一樣,每層間傳遞著參數(shù)的相關(guān)信息。此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)層為EPD系統(tǒng)中公交型扶梯大架構(gòu)。在此大架構(gòu)下,將各部件細分形成產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),再將細分后的各部件編碼化,使其在EPD系統(tǒng)最后生成的基礎設計書內(nèi)的各部件按產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)架構(gòu)有序排列。
通過對公交型扶梯內(nèi)容的信息數(shù)據(jù)輸入,數(shù)據(jù)信息測試完成后,可在EPD系統(tǒng)生成基礎設計書,但此生成的基礎設計書,還不能生成生產(chǎn)所必需的ATO指引,還必須對相關(guān)的變化參數(shù)部件,即需作ATO指引的部件進行變量賦值。根據(jù)公共交通型扶梯變化規(guī)律,編制變化部裝配腳本邏輯。
完成公交型扶梯產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、基本信息錄入、腳本邏輯編制后,運行EPD系統(tǒng),可在EPD系統(tǒng)中自動生成公交型扶梯基礎設計書,并以EXCEL的格式顯示。
4.擴展
在EPD系統(tǒng)中,完整的腳本邏輯應包含編制變化部裝配腳本邏輯和驅(qū)動3D模型腳本邏輯。前者能夠自動生成公交型扶梯的基礎設計書,后者可以驅(qū)動各個變化零件參數(shù)變化。
在編寫模型腳本邏輯前,需要對各個零部件進行三維模型創(chuàng)建。參照原有的公交型扶梯參數(shù)化設計思想,借助Solidworks三維輔助設計工具進行模型的建模,模型經(jīng)EPD系統(tǒng)腳本控制驅(qū)動后,可實現(xiàn)各個變化部子件的參數(shù)化設計,得到各個子件的基本信息,實現(xiàn)一物一碼的目標。
完成模型腳本邏輯后,能實現(xiàn)不同高度3D模型,能直觀地了解各部件之間的裝配,減少因二維制圖設計帶來的干涉、錯誤。另外,還能運用ansys對模型進行有限元分析,對扶梯的受力、強度等進行檢驗和校對。另一方面,也可以通過腳本邏輯輸出二維圖紙而非三維模型。這樣,既可以減少設計人員圖紙輸出強度,也減少3D模型設計的時間和難度。并且,不但符合企業(yè)發(fā)展的業(yè)務要求,也可以減少維護人員的負擔。
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