在并行工程中，產(chǎn)品數(shù)據(jù)在各個(gè)設(shè)計(jì)單元中動(dòng)態(tài)地流動(dòng)，如果沒(méi)有一個(gè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)系統(tǒng)，幾何模型、計(jì)算結(jié)果、輸入數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)都將產(chǎn)生多個(gè)備份，并且可能發(fā)生過(guò)時(shí)的數(shù)據(jù)被使用，這將浪費(fèi)時(shí)間和費(fèi)用。因此虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)環(huán)境應(yīng)有一個(gè)PDM 子系統(tǒng)，另外還要有虛擬設(shè)計(jì)和仿真分析兩個(gè)子系統(tǒng)。

　　PDM子系統(tǒng)是虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的核心，主要管理三維CAD模型數(shù)據(jù)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程；虛擬設(shè)計(jì)子系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題的定義和求解，并將原型化、仿真和評(píng)價(jià)階段產(chǎn)生的信息反饋給設(shè)計(jì)者，輔助設(shè)計(jì)決策；仿真分析子系統(tǒng)是通過(guò)定義合適的產(chǎn)品、過(guò)程和活動(dòng)模型，集成原型與制造活動(dòng)直接產(chǎn)生設(shè)計(jì)決策，并能仿真整個(gè)裝配過(guò)程，而且機(jī)器的運(yùn)行時(shí)間和費(fèi)用也可以利用企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出來(lái)[5]。圖1 為包裝機(jī)械虛擬設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)環(huán)境。

　　產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，設(shè)計(jì)概念確定以后，基本的設(shè)計(jì)模型表現(xiàn)為三維實(shí)體模型，即虛擬原型，可通過(guò)CAD 軟件實(shí)現(xiàn)，模型和相關(guān)信息存儲(chǔ)在PDM 系統(tǒng)中。利用實(shí)體模型進(jìn)而可以創(chuàng)建分析模型，比如過(guò)程模型和活動(dòng)模型等，實(shí)現(xiàn)過(guò)程設(shè)計(jì)、裝配仿真和虛擬測(cè)試，以及結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析等。

2 包裝機(jī)械虛擬設(shè)計(jì)的建模過(guò)程

　　建立包裝機(jī)械的三維模型是系統(tǒng)中工作量最大的部分，為了在總體參數(shù)變化時(shí)，所有零部件都能保持正確的幾何尺寸和約束，必須采用三維參數(shù)化技術(shù)。Pro/E 參數(shù)化CAD/CAM 設(shè)計(jì)軟件是目前應(yīng)用廣泛的一種三維建模工具，它廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、家電等工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)械設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、加工制造和機(jī)構(gòu)分析等，具有零件設(shè)計(jì)、工程制圖、產(chǎn)品裝配等功能。Pro/E 的設(shè)計(jì)模塊都是相關(guān)的，設(shè)計(jì)過(guò)程中任一處的修改，都能夠擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)中，可自動(dòng)更新所有的工程文檔、裝配和設(shè)計(jì)圖紙、制造數(shù)據(jù)等。因此可采用Pro/E 為主要支撐軟件，建立包裝機(jī)械所有零部件的實(shí)例庫(kù)，并根據(jù)零部件的幾何形狀和相互關(guān)系的約束條件，建立參數(shù)關(guān)系，使得包裝機(jī)械零部件之間在設(shè)計(jì)過(guò)程中始終保持正確的相對(duì)位置和裝配關(guān)系。