本文探討了CATIA與車身設計相關內容。

　　一汽集團技術中心的車身開發一直致力于先進技術的應用，因為只有這樣才能最大程度地發揮出自身的能力。技術中心從1994年開始應用3D CAD系統(ICEMDDN)，在當時為一汽大眾公司設計捷達改型項目上得到了很好地應用，完成的捷達改型轎車至今仍很受歡迎。技術中心從1996年開始使用EUCLID，1999年使用CATIA V4。2003年，技術中心車身部在CATIA V4的基礎上開始引入CATIA V5軟件，得到了達索公司與迅利科技公司的支持與優質服務。

　　CATIA V5的使用

　　基于CATIA V5環境來進行車身結構開發有別于以往EUCLID和CATIA V4的環境，達索公司推出的CATIA V5系統突破了以往結構設計軟件的模式，更加符合21世紀的創新需要，可以為汽車企業提供一系列支持產品創新開發的手段。

　　當然，讓設計師從CATIA V4轉變到使用CATIA V5版本顯然是有很大的難度的，這在軟件環境和內核完全不同的情況下尤其突出，而且原有的大量V4數據需要花費很多人力進行轉化，不然使用CATIA V5無法承接以往的知識積累。為了更好的推廣和使用CATIA V5，車身部成立了CATIA 應用推廣小組，該小組在CATIA V5的推廣和使用方面起到了突出作用，是CATIA V5在車身部成功引進和使用的關鍵因素之一。

　　推廣小組有效地解決了V4轉化成V5數據過程中遇到的諸多問題，與達索公司的技術支持人員制定了有針對性的轉化規范，同時開始有計劃地進行實施 ：

　　□ 第一步，一個項目中一個車身總成開發使用CATIA V5。

　　□ 第二步，一個車身產品開發項目使用CATIA V5。

　　□ 第三步，所有項目使用CATIA V5。

　　推廣小組在實施中不斷地向設計人員展示CATIA V5系統的新功能和新設計理念，設計人員從逐漸接受到大量使用，歷時半年的時間，CATIA V5在技術中心車身部項目得到了全面使用。

　　應用DMU

　　隨著CAD技術的飛速發展，上世紀90年代中期出現了通過CAD技術建立DMU(Digital Mock-Up，數字化電子樣機)的新設計手段。在波音公司應用DMU技術后，國外的汽車行業也開始應用DMU技術。由于各種產品的更新換代越來越快，物理樣機(PMU)的制造周期和制造成本越來越難以適應產品開發的需求，采用DMU技術來替代采用PMU進行汽車開發成為當時國外汽車行業產品開發的特點。

　　在使用虛擬樣機方面，中國汽車行業與國外起步時間差距不大。近十年來，CAD功能都只是圍繞著如何提高幾何圖形設計的能力來提高零部件的設計效率，唯有發展到CATIA的DMU技術，CAD的應用才開始真正對提高整個車型產品的開發能力起到根本性的作用。

　　既然已經跨越到了CATIA V5平臺，一汽集團技術中心車身部希望在此基礎上開始應用DMU技術，并通過DMU技術的深入應用，逐步實現用DMU替代采用PMU進行汽車產品的開發。

　　當然我們也需要清楚的認識到，DMU技術的應用是與我們目前的汽車研發能力相輔相成的，并不是有了先進的設計手段就將我們的設計能力提高到先進水平了。DMU技術說到底還是一個工具和手段，我們只是通過對DMU技術的應用來使開發工作變得更有效率和直觀。

　　車身開發的核心內容無非在于兩個方面：一是概念開發階段控制結構設計的能力，它包含了流程、規范以及關鍵的性能節點和成熟的結構模板;二是完善的臺架和道路驗證，它包含了有效的試驗方法和對應的指標。我們正是在這兩個方面與國外存在著較大差距，而這個差距不是通過引進和拷貝就可以縮小的。DMU技術的應用雖然可以替代采用PMU進行汽車產品的開發，但為了這種“替代”，我們必須做好目前的試制、試驗等物理驗證，只有完善了“物理實現”，“虛擬實現”才能成為可能，只有這樣我們才能在研發道路上做到“快步小跑不丟步”。

　　正是技術中心車身部與達索公司在認識上高度統一，才不斷在DMU技術應用上取得成果：

　　1、在可視化方面突破了對三維數據進行檢查的傳統手段，這里傳統檢查手段是指設計者使用眼睛觀察裝配后總成的三維數據以及車身斷面。

　　現在，隨著DMU技術的深入，可視化在以前的基礎上增加了渲染、四維空間漫游、DMN模塊的簽注、場景記錄等功能(如圖1所示)。

圖1 可視化檢查

　　2、DMU技術在產品預裝配(DPA)方面得到了充分的應用(如圖2所示)。DPA是指對計算機中零部件裝配起來的三維模型進行干涉檢查，對運動機構分析、拆裝分析、人機工程學應用等模塊進行功能性分析，從而形成計算機中的一臺數字化電子樣車，通過這臺數字化電子樣機，實現物理樣機進行真實逼真的模仿和再現。采用DPA技術，我們能夠最大程度地發現設計中存在的問題，從而減少物理樣機的數量、縮短產品的開發周期、提高產品的設計質量。目前我們已經實現干涉檢查，即利用建立的三維產品數據，使用CATIA V5干涉檢查模塊進行整車干涉和空間分析，發現所有產品設計中存在的設計錯誤。

圖2 預裝配分析

　　另外一方面是實現運動機構分析，利用建立的三維產品數據，使用CATIA V5運動分析模塊對駕駛室各個運動機構進行分析，從而驗證機構的設計正確性。

　　3、實現拆裝分析，利用建立的三維產品數據，使用CATIA V5拆裝分析模塊模擬整車狀態下零部件的拆卸過程(如圖3所示)，為產品開發的后期可裝配性、可維護性提供依據。拆裝分析可以分為三個方面：白車身焊裝分析、內外飾拆裝分析、駕駛室懸置拆裝分析。

圖3 玻璃拆裝分析

　　利用建立的三維產品數據，使用CATIA V5人機工程分析模塊對駕駛員視野、操作舒適性、H點、手伸及面、駕駛姿態等方面進行分析，從而對駕駛室的舒適性、操作的方便性進行驗證，為駕駛室開發提供正確的依據。

　　關聯設計階段的DMU是采用關聯設計以及知識工程模板，將產品的設計理念始終貫徹產品的開發過程中，形成電子化樣機。

　　關聯設計是指運用CATIA獨有的PUBLICATION技術，按照自頂向下的設計方式，實現裝配之間的、零部件之間的、一個模型文件中的多個幾何實體之間的、曲面模型和實體模型之間的、特征之間的多種層次的端到端的各類關聯。

圖4 人機分析

　　結語

　　經過幾年的探索與實踐，一汽集團技術中心一直在不斷提升產品開發能力，尤其在車身開發方面，徹底改變了以追求幾何造型為目標的工作方式。基于CATIA V5，技術中心不僅在焊點、標準件庫、人機工程、有限元分析、管路設計、鈑金設計等方面有了更深的應用，還建立起了CATIA設計規則、實施DMU技術、完善了知識工程體系，并計劃在基于V5的平臺上更加全面深入地運用達索公司的領先技術，向更高的目標邁進。