（中车永济电机有限公司 陕西省西安市 710016）
摘要：三维协同是一种项目实施的流程、是一种协同工作的方式、是信息流转、利用的过程。本文介绍了变流装置产品的协同化设计，通过Windchill与Creo2.0一体化协同设计平台，验证了变流装置产品自顶向下及模块化的协同设计方法。
关键词：三维协同；变流装置产品；自顶向下；模块化
引言
目前，变流装置产品设计采用Creo/ProE软件进行三维设计，没有采用整体协同设计体系及方法，不仅设计周期长、成本高、效率低，而且结构设计的资源信息共享度低，故变流装置产品的三维协同设计是未来产品设计的必然需求。
1.三维协同设计概述
协同设计主要是指企业内不同设计部门、不同设计专业或同一项目的不同设计企业之间进行协调和配合。协同设计是一个系统工程，除了单独的设计功能外，还有相应管理功能；采用自下而上的设计方法,不仅从产品结构的顶层，向下给所有被影响的子系统组织并传递设计意图，而且可以将更改在整个设计中控制和传播,提高设计意图的管理和沟通。
2.变流装置产品的三维协同设计
为了提高变流装置产品设计质量、效率及市场响应能力，满足资源共享需求，本文提出了在Creo 2.0与Windchill平台进行变流装置产品的三维协同化设计。协同化设计采用自顶而下的设计思想，由总体布局、总体结构、部件结构到部件零件自上而下、逐步细化的设计过程。自顶而下参数传递如图2-1。
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图2-1 自顶而下参数传递示意图
2.1变流装置总体设计的流程
自顶向下是一种设计思想，它的设计方法与流程、产品的结构、部门组织架构层次等密切相关。相同的产品，不同的组织架构，它的自顶向下的设计方法会有所不同；同理，不同的产品，相同的组织架构，它的自顶向下的设计方法也是会有所不同。
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图2.1-1 变流装置自顶向下设计基本流程
在Windchill系统下，熟练灵活的运用Creo软件，采用自顶向下的设计方法，可以大大的提高我们的设计效率和设计质量，一般来说我们可以按照下面的基本流程来进行设计，如图2.1-1所示：
项目经理分配相应的工作任务，指定设计组成员及职责；
项目组根据客户需求和原理图确定产品的设计条件，包括产品的外形参数、性能参数，各个主要零部件的主要参数；
项目经理在Windchill系统中建立相应的产品存储文件夹；
总体设计师在产品存储文件夹内建立分部件存储文件夹；
总体设计师根据输入条件，在工作区中建立该产品的装配结构，包括变流柜总装配、变流柜总骨架、各分系统的空装配、各分系统的骨架，将设计信息发布到各分系统骨架，并检入到服务器对应的文件夹中，通知各分系统设计师；
分系统设计师检出到自己的工作区进行设计。
注意：上述流程图中不同的颜色代表不同的角色负责的工作。
2.2实例说明
牵引辅助变流装置既实现了牵引变流器的功能，也实现了辅助变流器的功能。本文以动车变流装置为实例进行说明。变流装置产品根据功能主要分为箱体骨架、门组件、各电气功能平台、模块组装、冷却装置、线缆等。
2.2.1变流装置自顶向下设计与传统设计对比
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2.2.1-1自顶向下设计与传统设计对比
由于本文介绍的变流装置是平台式结构，在进行自顶向下协同设计时装配结构变化不大，主要是增加的总骨架及平台骨架。
2.2.2 变流装置协同设计
(1) 创建变流装置总装配；
(2) 创建变流装置总骨架；骨架是一种语言，它通过点、线、面等等一系列表达方法把方案在Creo的三维设计中表达清楚，传递信息，它是产品修改的源头；在变流器总体设计骨架中，把确定的设计条件，通过各种方式在变流器总体设计骨架中表达出来。
在设计完成骨架模型以后，可以创建各个分系统的装配，并把相应的发布骨架装配至新建装配中，然后在分系统装配中装配主要电器器件，进行器件的布局，如图5.9.1所示。
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2.2.2-1主要器件布局的骨架模型
总体设计师将各平台的装配发布给分系统设计师，主要是用于设计意图的传递以及平台内比较重要的器件的放置位置的一个大概的布局。当然设计意图的传递还可以以会议、方案评审或者其它形式进行实时的沟通和交流。
（3） 创建各分系统（平台）装配；
（4） 创建各分系统（平台）骨架；
创建变流装置各分平台骨架；针对总体设计师发布的子骨架，分系统设计师可以再根据设计要求进行细化完善。与机车变流柜不同，动车变流柜的箱体不进行独立设计，而是分散于各个平台中，分系统设计师要完成平台中箱体部分及电器安装部分的设计。
2.2.3 变流装置产品协调设计问题
在变流装置产品的协同化实施过程中，需要注意每个设计人员完成相关部件设计后，要及时上载更新，以便其他设计人员及时参考并完成相关设计。
3.总结
本文通过介绍进行变流装置产品的协同化设计，大幅提高产品设计开发效率并加快研发速度，降低研发成本，提高快速响应市场的能力，满足知识共享的需求，提高了产品设计质量及可靠性。