基于目标的协同设计是达索系统3DEXPERIENCE平台的一种行业解决方案，使航空航天和国防客户能够按照规范、按时和按预算交付项目。从达索系统助力波音777第一架全三维设计开始，其在工业领域探索新技术理念及实施从未止步，达索系统3DEXPERIENCE平台集概念、设计、仿真、制造和管理一体化平台，实现了真正的协同设计。本文介绍了飞机研发过程中，在不同阶段层次是如何利用达索系统3DEXPERIENCE平台进行多专业系统开发的。

飞机系统架构

整个项目社区人员都可以在完整的产品3D模型中查看、导航和搜索。每天有几十个专业或系统进行协作，如机身金属结构、机身复合结构、电气系统、流体系统、燃油系统和设备等。这些各专业之间通常有各自的目标，同时这些目标之间又存在冲突。所以，最终的目的是使多专业之间能够达成妥协。

1、DMU审查

DMU是协作设计基础，DMU为工程师提供了在完整飞机的背景下进行协作的能力。零件、子装配和子系统的外形和尺寸在第一次就能够以很高的精度装配在一起。因此，在设计阶段定义更加成熟的产品，可减少在制造时的问题。

DMU促进异地协作，供应商提供了越来越多的价值。工程师分布在多个公司和多个地点，在产品的详细设计阶段，每天都有成百上千的人在进行产品的详细设计工作。例如在空客A350 XWB中，每天大约有3000名设计师在DMU环境中工作。

DMU不仅仅建立产品的物理表示，除了3D，通过在DMU中添加颜色、管理显示/隐藏、添加三维标注等，可以表达很多相关信息。

DMU的实时性，有时企业会在独立的机器中进行DMU评审。需要从PLM平台中提取数据然后再重构，过程比较繁琐和痛苦。然而到了评审时，拿到的DMU数据可能不是完整的或最新的。基于达索系统3DEXPERIENCE平台的DMU评审，可以利用产品属性和配置标注等，为所有协作用户提供实时查看产品数据的体验。

因此，DMU旨在创建一个虚拟的设计办公空间，可以包括来自多个地点的不同的设计和非设计活动。在整个开发生命周期中，DMU都可以作为参考。


2、系统架构导航和追溯
达索系统3DEXPERIENCE平台可以方便的浏览整机系统架构。系统和子系统（电气、流体、暖通等）从高层级组织，向下关联到详细的组件。在平台中，可以很直观的导航系统架构组件之间的链接。例如，查看需求关联的逻辑对象和空间占位模型中的三维对象。根据用户需要，可以自顶向下浏览，也可以自底向上浏览。

负载分析
仿真对于加速设计收敛、预测产品行为和调整重量KPIs至关重要，仿真还可以大大减少昂贵且耗时的物理测试次数。飞机中的机翼、起落架、舱门等的许多组件是可移动部件，此类部件需要进行运动学仿真，以检查运动行为是否正确。

达索系统3DEXPERIENCE平台提供了可以同时浏览大装配数据（如飞机部段）以及浏览复杂的运动仿真的能力。
达索系统3DEXPERIENCE平台具有多种仿真能力，例如结构、流体、噪声、电磁仿真等，这些仿真都具有逼真的3D渲染。
达索系统3DEXPERIENCE平台支持在整个项目开发过程中，在大量的物理结构上的迭代应力研究。无论什么样的仿真，达索系统3DEXPERIENCE平台都可提供访问相关需求和系统追溯的能力。
达索系统3DEXPERIENCE平台提供单一数据源，使得CAD数据和仿真数据保持了连续性，可有效提高研发效率。

子系统工程（起落架）
达索系统3DEXPERIENCE平台提供了开发复杂系统项目的独特能力，例如在“起落架”子系统的设计过程中，结合了SAM（空间分配模型）的使用，以及数据具有追溯能力的RFLP（需求、功能、逻辑、物理）设计方法。所有这些数据的访问和导航都可以在网页端同一个看板（Dashboard）上完成。

1、系统可追溯性
达索系统3DEXPERIENCE平台的“系统可追溯性”可以很方便的了解子系统的相关需求、功能描述和逻辑架构。点击“系统可追溯性链接”可以进入子系统节点，每个子系统节点可以通过点选进行扩展，以访问子级内容。只需单击需求条目，就会自动在右侧展示关联的功能和逻辑组件。

这种影响分析可以在任何级别的任何元素上进行，因为系统可追溯性是在任何方向上工作的（父到子和子到父）。例如，选择一个逻辑组件，可以找到父逻辑节点、功能和需求。系统可追溯性尤其在复杂产品和系统的开发过程中可带来重要的价值，以确保所有需求都得到满足和实时检查。

2、运动学仿真
在起落架设计中，运动学是一个非常重要的活动，因为许多组件在一个非常紧凑的空间中移动，并且在起落架内部的部件之间，以及与它的环境之间可能发生碰撞。达索系统3DEXPERIENCE平台针对大型装配体DMU可以在任意时候进行实时复杂运动学仿真。

多专业设计（起落架）
达索系统3DEXPERIENCE平台具有飞机多学科多专业协同开发的能力，如管路系统设计、电气系统设计和复合材料设计等。

1) 管路系统设计，例如飞机起落架液压系统，通过RFLP的逻辑层可以设计管路原理图自顶向下子系统之间，以及子系统内部设备之间的逻辑连接。物理层可以设计管路空间占位和管子与附件之间的详细连接。逻辑层与物理层之间还可以相互追溯和一致性校验。管子和管附件可以按行业或企业标准进行定制。

2) 电气系统设计，例如飞机起落架电气系统，同样，通过RFLP逻辑层设计电气原理图、接线图。物理层可以设计电气设备和线束空间占位，以及线束内部组件之间电气连接。

3) 复合材料设计，例如飞机起落架疏水阀是复合材料部件，定向纤维材料应用于创造一个刚性部分，能够吸收机械应力。

材料存储在达索系统3DEXPERIENCE平台中，在整个复合材料设计过程中可考虑材料特性，尤其是铺层堆叠和纤维取向。
铺层堆叠可以在任何时候进行分析。它有助于理解每个方向的层数、顺序、芯的位置等等。设计人员可随时更改压实顺序和层数。
使用剖切功能性进行铺层审查，有助于检查铺层是否被正确定义和重新限制。

4) 复合材料成型，可以模拟每层纤维在成型阶段（制造）的行为，有利于验证制造过程的设计质量。

5) 优化装配，可以找到数据库中存在的类似部件，从而优化组装，这可以根据项目优先级（定价、重用的最大化、最佳解决方案等）的不同标准来实现。

首先，在统计仪表板上导航，显示每个项目的部件数量、更改等信息。

然后，可以通过选择起落架部件来开始“类似部件”的搜索，呈现出的类似部件相关的信息。例如，可以将查询细化为仅获取“标准”部件。

最后，设计师要决定装配中是否应包括该零件。


操纵面机电工程
达索系统3DEXPERIENCE平台可以很容易地专注于特定的系统，在3D产品结构上导航，构建与其他设计师共享的3D评论，并回放之前创建的运动学仿真。比如机翼上的襟翼等复杂系统，显然是由需求（空气动力学、压力、负载等）驱动的。

这些审查活动可以从网页端运行，而不需要重客户端安装。这使得可以与公司内部非CAD社区用户和合作伙伴分享经验。

在网页上对三维产品进行导航时，可以对部分对象隐藏起来，以显示想要关注的部分。

可以用几张幻灯片（视图）放大装配的特定区域进行设计审查。特定视图幻灯片可以存储在达索系统3DEXPERIENCE平台，针对幻灯片可以进行评论以及回复。


组件功能的创成式工程
到目前为止，大多数结构部件都是金属部件（铝、钛）或复合材料，以满足负载和重量航空学限制。为了实现产品性能目标，重量优化是产品开发过程中始终关注的问题。使用达索系统3DEXPERIENCE平台可以实现不同的设计和优化策略，创成式设计解决方案（GDE）是一种基于仿真结果的三维优化形状建模，根据规格和求解输出网格设计零件。

首先，需要初始化仿真条件：初始形状和边界条件。
然后，通过求解器计算优化出新的形状。
经过仿真迭代以及形状进行精细化完善后，计算最终应力分析。




总结
以上，主要介绍了在航空领域达索系统3DEXPERIENCE平台如何进行基于目标的协同设计以及多专业系统开发：
1.飞机系统架构导航、追溯及整机DMU
2.大数据仿真分析、运动仿真分析
3.起落架子系统开发、系统追溯性和运动学仿真
4.起落架子系统多专业设计
5.操纵面机电工程网页端系统评审
6.组件功能创成式功能