Top-Down 设计概念

我想就我的经验和想法来说说Top_down Design。
我觉得Pro/E中的Top_down Design，简而言之，
就是利用skeleton model来传达设计意图及设计
架构给engineer，并且管理零件与零件之间的
外部参考，其实就像3d layout。skeleton model
内可以包含datum plane、datum axis、datum
point、cruve、surface、solid feature等等。
它可以用来定义产品的外观，零件的大小，组立
关系，空间需求、运动状况等等，并减少不必要的
外部参考。我在下面举几个例子，来说明
skeleton model的用法。
@鼠标
外观设计：
设计师可以先将手稿、PU或黏土模型的照片，
放到skeleton model里，并在其内利用curve定义
外观的大小，然后在接续进行外观设计。
当修改外观时发生fail的状况时，不会马上影响到
机构设计，ID可先自行慢慢解决问题。
机构设计：
1. 可将ID.prt直接放入skeleton model，或者
利用external copy geometry将外观copy到
skeleton model，以断绝与ID.prt内feature的
父子关系。(有时可节省一些重生的时间或
减少feature的数目或model size)
2. 在skeleton model可利用curve或其它datum
来定义重要零件的位置或大小，如switch、IC、
ball、optical module、pcb等等。
3. 在assembly建立上盖、下盖、按键等part。
(但part内是空的)
4. 利用copy gemoetry将外观surface或其它
需要的datum复制到各part内。
5. 长成实体后，将各个part内不需要的外观
部位去除，就完成了拆件。
6. 建立机构时，重要零件可参考skeleton model或
从其复制的datum。
当重要零件并变更位置时，零件的feature也会跟着
移动，并且不易有交互参考的状况发生。
当修改修外观时，不会直接影响到机构设计。即使
外观做的修改幅度大，也仍有机会解父子关系，
并regen成功。

其实像mouse、PDA、modem、hub之类消费性电子产品，
Top_down Design的运用依然有限，因为这些机构大部分
都可一人独自完成。
@NB
其实NB的大致流程和mouse差不多，但skeleton model
重要性就更明显。因为NB零组件较多，且需分工进行设计。
你可以在skeleton model定义外观，并且可以利用cruve或
其它datum来进行初步的layout。例如cd-rom、hd、battery、
keyboard、IO port、散热module等等的位置及空间大小和
其间的组立关系。(在skeleton model内，可只用curve或
surface所绘制的立方体或简略的骨架来定义零件即可)。
完成基本的架构后，team内的engineer在各自就负责的组件，
如本体上盖、本体下盖、面板、散热module等等分别进行设计。
engineer只需skeleton model就可了解产品的主要架构，
而skeleton model就是其共同的外部参考。设计时也不需将
所有的组件打开，可以节省绘图和重生时间。
当发生设计变更时，leader只需修改skeleton model，
各组员就能自行check是否有问题发生，并且可以同步
update model。
@运动结构
例如一个简单的连杆结构，可以在skeleton model利用curve定义
连杆的长度，利用axis定义连杆之间接合的枢轴，利用curve或
surface定义连杆的运动范围或组立位置。当你需要变更连杆长度
或者变动位置时，只需修改skeleton model即可。当然前提是
设计的组件必须都对skeleton model做共同的外部参考。
就像3d动画，设计师也是将人物的骨架建好，再移动骨架产生人物
的动作或其它效果。
其实越是复杂，需要进行team work才能进行设计的组件，或是
运动结构，就越能体会到Top_down Design的可用之处。
我自己觉得Top_down Design可以算是一个观念，
其它3d软件应该也可以利用此观念，而用类似的方式进行设计。
而PTC是有推出较多Top_down Design的Module，来推行这个观念。

使用Pro_E进行Top_Down设计步骤基本上有以下四大问题需要去克服：
A. 绘制骨架(SKELETON)
B. 将机构分割成次组合
C. 将人员分配到各次组合并设定其设计权限
D. 图档管理体系
本文将分别针对以上四点进行研讨：
A. 绘制骨架(SKELETON)：
Skeleton骨架是一个机构的骨干，同时也是在设计一个机构时第一个绘出的组件，基本上此机构的自由度已经可从Skeleton上完整模拟出来，此外Skeleton并可包含组件之尺寸(马达的大小，共享之旧件的大小)，机构边界空间限制，及设计需求(design intent)信息等。完成骨架的设计，通常也就完成了机构规格的定义，因此我们对于骨架的绘制成功与否，往往会决定所设计的机构是否可行，通常进行骨架绘制的人是项目领导人(Project Leader)，其它的项目参与人员只能够遵循领导人(Project Leader)所绘制骨架进行设计工作，其绘制需注意之重点如下：
1. 决定机构中何者为固定基准，何者为移动基准，并针对固定基准定义出一个绝对原点(通常为相对于地面不动的点，此点也是Pro_E中坐标系的原点)。然后以一些简单的绘图对象画出固定基准的重要界面，固定基准绘出后再进行移动基准骨架绘制，移动基准的骨架与固定基准建立关联性后(尺寸标注到固定基准上)，注意这些尺寸将控制机构的可动性，必须不断测试是否与所要机构可产生相同的动作。
2. 针对上一步骤所完成的骨架，也就是将机构大部的外型分别绘在三视图上，一般称为Layout设计工作，此时需注意，标注外部骨架的尺寸时，必须标注到相对应的固定基准或变动基准上。以确保将来基准移动时外部骨架也会一起移动。Layout设计的越详细，以后的细部设计工作就越轻松。同时亦需考虑将来骨架要拆散给不同人员进行设计工作时，各次组立间的接口是否清楚易懂。
3. 骨架为简化的机构，因此其绘制的原则以能够代表原零件的特性为主，例如地面可以用Datum Plane表示，连杆可以用Curve表示，转轴可用Axis或是Curve表示。不论组件的外形如何，只要将骨架绘出，进行先期机构模拟之后，即可于设计进行前先确认此机构是否可行。
4. 共享零件可以成为骨架的一部份，但是只限于外部骨架，不可用来定义移动基准。或是以单一零件方式组立到各次组立中，使用时将共享件以Map Part方式组立到固定或移动基准上。在Pro_E20版当中新增添了一项对于零件共享性的控制，称为参照控制(Reference control)，将于本文稍后进行介绍。
5. 骨架可先以part方式单独建立，完成后储存起来备用。建立一个总组立，选取component，create，skeleton，copy from，选择刚才完成的骨架档，将之附加到新组立的skeleton上。
B. 将机构分割成次组合：
完成骨架绘制之后就必须进行分割次组立的动作，此时将遭遇到的问题是：机构的分割是否明确？分割后的次组立，是否可以只依赖骨架上的信息进行设计工作？最重要的是我想要将那些骨架信息分割给各单元负责人？过多的信息将造成混淆，信息不足又将无法完成设计工作。其分割要点如下：
1. 分割原则：除了被分割出来的次组立相关之骨架需完全参照之外，介于两个次组立之间的骨架需要双方都参考。
2. 先定出各个次组立应该包含的骨架，在总组立中，再利用modify_skel，feature，create，geometry，publish geometry建立出各个次组立的部份骨架群组，这些骨架群组称为Published geometry。建立群组化骨架的优点是在于方便定义次组立的接口，且将来拆分到其它次组立时将较容易点选。
3. 建立一个次组立并且用坐标系对坐标系的组立方式将次组立组合到总组立上，使用modify_subassembly，component，create，skeleton，empty，建立一个空的次组立骨架。
4. 再用modify_ skeleton，选取次组立上刚刚建好的空的骨架，feature，create，geometry，于选单中选择publish geometry，选择模型树(Model tree)上相对应于此次组立的部份骨架群组，将总骨架上的信息藉此方式参考到次组立上。因为使用的是publish geometry的方式，在次组立中并无法修改骨架，次组立负责人只可单向接受来自总组立的信息。但在次组立上新增的组件及其变更，可以显示于总组立上。
5. 平行等级之间的次组立如果需要分享彼此的设计进度时，可以由总组立当中建立copy geometry的方式来进行。在总组立中先由模型树找到要复制他人边界的次组立，按开模型树并使次组立骨架反白，按下鼠标右键选择feature, create, geometry, copy geometry,。于对话窗口中选择要复制的几何类型，再到总组立上选择要复制的几何原素。此时被选中的几何原素就会自动被复制到次组立当中。此时几何原素的选法就很重要，例如曲面可以用一个种子(seed)配合loop surface的观念来达成同步变更的目的。
6. 分割后的次组立可再次进行骨架绘制及分割，依照骨架绘制要点及骨架分割要点将骨架再向下扩充一个层级。原则上层级数目越多，其档案管控就越不容易，但是总骨架也相对的可以简化(因为总骨架要包含的参数由次组立层级的骨架所吸收)。
C. 将人员分配到各次组合并设定其设计权限：
次组立分割完成后就必须进行人员分工及权限设定，此部分的工作将影响到将来设计工作是否互相冲突，如果权限设定有问题，将造成机构的规格(骨架的架构)会被不相关的人员变更，机构将问题百出。其主要的设定原则如下：
1. 首先定出项目领导人(project leader)，及项目工程师(project engineer)设定相对应之人选及其工作划分。将已经分割完成的次组立分别放入个别的目录并交由负责人进行次组立设计。
2. 此时的次组立开启之后应可见到由项目领导人所分出的骨架数据，各项目工程师即依此骨架进行设计工作。所有次组立目录皆放在含有总组立的项目目录下，设定含有此目录之计算机为data base。其它计算机为workstation。将data base上的项目目录share至网络上，每台计算机(含data base)皆mapping至此目录为相同的一个网络磁盘驱动器。以简化Pro_E中config.pro档案下的搜寻径设定工作。
3. 设定桌面上Pro_E快捷方式的起始位置为所属的次组立目录，并将config.pro档案修改其中包含search-path的路径，加入项目目录路径及各次组立目录路径。所有环境设定可放置于Pro_stds目录下，便于将来的工作环境管理。并设定登入网络后在NT环境下的设定。如果使用NT Server系统可写login script文件以方便管理。另外要注意，使用标准零件(Start Part)及标准组立(Start Assembly)的快速起始功能时，需将std_part.prt及std_assy.asm两个档案放置一份到所属的次组立目录底下，或是干脆于定义快速起始功能时将搜寻的路径指向Pro_stds目录底下。
4. 在每一部计算机上设定所有项目参与人员的账号，其登入名称及密码需每一部计算机皆设为相同。亦可将参与此项目之人员的账号设定到一个工作群组(work group)中，之后在data base那部计算机上设定各目录所要掌控的权限。账号及权限设定完成之后必须使用每一个账号登入NT系统，并将项目目录Mapping为同一个网络磁盘驱动器。
5. 权限设定原则如下：
[$sup2] 项目目录：项目领导人(project leader) full control
其它人员(everyone) read only
[$sup2] 次组立目录：次组立负责人 full control
他人员(everyone) read only
6. 测试权限设定是否正确，原则上各工程师只能针对自已所负责的次组立进行设计及修改工作，如果去修改他人的次组立，回存时将出现存取错误，无法回存。总骨架及总组立亦只能呼叫出来参考，不能回存。项目领导人对于所有工程师的工作只有检视权力，但是不可进行修改回存。但是项目领导人可控制总组立及总骨架。
D. 图档管理体系：
当产出之档案渐多，数据必须释出至其它部门或其它人进行交流。甚至于版本管制及设计变更管制，共享零件处理等工作，将会逐渐变得更重要。因为参数式的系统中，单一零件的变更很可能自动的影响到其相依的零件，如果在组件设计过程中有加入自动化的参数式运算，很可能变动一个尺寸就造成机构规格及结构的大变动，不可不慎。
在20版当中另外一个重要的新功能就是前面提出参照控制(Reference control)，当设计进行当中，我们常常会设计让零件可以共享，也许不同的项目但是却使用相同的一个零件，甚至于在设计过程当中试验不同型式的零件，此时就必须使用参照控制(Reference control)的设定。举个例子来说，在某个组立当中用到A零件，但是已经预期到将来可能使用A零件在其它机构(因为成本过高或制程过长甚至因为大批量购用较为经济)。为防止A零件单独被拆离开原本产生时的机构时重生(Regenerate)会失败，应该禁止A零件参考任何一个外部图组件来设计，此时就可以将A零件的参照控制层级( Reference control level)设为全无(None)，这样一来，我们在设计A零件时标注的尺寸无法参考外部组件上的任何一个像素。另外一种情况是设计过程中共享他人设计的零件，为了避免将来他人设变时造成自己的组立发生不想要的改变，所以也可以在进行新零件设计时将共享件外围的零件设为不可参考。
参照控制( Reference control)有4个层级，All，subassembly，skeleton，None。分别控制新组件设计时可以参考的外围环境。设定为All时，此零件将会自动随着它所参考的外围环境而变化，相反的设定为None时，这个零件是完全可以独立的个体。subassembly，skeleton的设定分别代表设计此零件时可以参考的是subassembly，skeleton。所以会跟它所参考的对象同步变动。使用None，subassembly，skeleton的设定时，还可以进一步设定，如果设计过程当中遇到真的需要参考其它组件时的处置方式。你可以选择如果真有如此情况Copy一份相关参考组件数据到目前组件上或是设定所有参考都是不允许的(Prohibit)。
使用Pro_E当中的Intralink模块，不仅对于对象版次管理明确，对于整个设计工作的流程皆可进行详尽的规划。如设变权限，BOM管制，设计人员权限管制等等，皆可进行完整的定义。尤其数据共享的功能，更可以将设计部门所生成的资料传递到所有需要的部门。本文所提到的关于存取权限的设定，其实只可以消极的防止设计权限相互冲突，当设计数据的产出渐渐增加时，就无法全面以人为的方式进行控制。基本上如果使用Intralink之后，就可以完整的建立一个同步分工的工作环境。

WORD档下载,希望能有点分

楼主幸苦了，支持、、

请问楼主,你是搞结构设计的吗?还是你看书自己总结出来的经验,我以前没搞结构设计是也很在乎skeleton model,但至从搞结构设计后,我看到很多人都不是这样做.Top_down Design我的理解是,先整体后局部.就是这样.不过我研究下你的说法,说不定有新的体会.辛苦拉.

楼主如果你是搞结构设计的,希望我们能交流交流经验.

刚完了TOP-DOWN的培训,新项目就用上了,对于大件组装较为复杂的产品,此方法很有效，方便!!

应该是转贴的吧？？

顶!