1.2 DELMIA软件的基本介绍
本节将介绍DELMIA软件，方便接下来的学习。
1.2.1 背景介绍
DELMIA（Digital Enterprise Lean Manufacturing Interactive Application）是法国达索系统公司（Dassault Systemes）的一款数字化企业的互动制造应用软件。
作为全球PLM[1]领域的技术领导者，法国达索系统公司为客户提供了一整套数字化设计、制造、维护以及数据管理的PLM平台。以“不断的技术创新”为理念的达索系统解决方案已经在国内（包括航空飞行器设计、汽车制造和消费电子产品等领域）成为事实上的工业标准。在达索系统内部，又包含了一个面向制造过程（维护过程、人机过程）的 “数字化制造”平台子系统——DELMIA 。通过统一的V5 PPR（产品/流程/资源）数据通道，将整个PLM解决方案贯穿成一个有机整体，如图1-1所示。
图1-1 达索系统
DELMIA作为Dassault公司继CATIA之后的又一大型工业软件，它提供了能够数字化地设计、测试和验证一台机床、一个工作单元或整条生产线的解决方案。DELMIA PLM提供的流程与资源功能，能够贯穿整个产品生命周期，创建和验证连续的、涉及产品的制造流程。DELMIA服务于那些重视制造流程优化的行业，包括汽车、航空、制造与装配、电气电子、生活消费品工厂和造船部门。通过使制造商能够优化流程，DELMIA帮助公司提高生产率，促进协同和加速上市时间。
DELMIA向随需应变（on-demand）和准时生产（just-in-time）的制造流程提供完整的数字解决方案，帮助制造厂商缩短产品上市时间，同时降低生产成本、促进创新。DELMIA数字制造解决方案可以使制造部门设计数字化产品的全部生产流程在部署任何实际材料和机器之前进行虚拟演示。它们与CATIA设计解决方案、ENOVIA和SMARTEAM的数据管理和协同工作解决方案紧密结合，给PLM的客户带来了实实在在的益处。结合这些解决方案，使用DELMIA的企业能够提高贯穿产品生命周期的协同、重用和集体创新的机会。
1.2.2 软件特点
DELMIA提供目前市场上最完整的3D数字化设计、制造和数字化生产线解决方案。运用以工艺为中心技术，针对用户的关键性生产工艺，实现全面的制造解决方案。目前，DELMIA在国内外广泛应用于航空航天、汽车、造船等制造业支柱行业，其中在航空业中的典型用户有：波音、空客、成飞、郑飞、西飞、上飞、603所等，汽车行业的典型用户有：通用 、丰田、尼桑、中华汽车等。
DELMIA解决方案涵盖汽车领域的发动机、总装和白车身[2]（Body-in-White），航空领域的机身装配、维修维护，以及一般制造业的制造工艺，使用户可以利用数字实体模型完成产品生产制造工艺的全面设计和校验。DELMIA数字制造解决方案建立于一个开放式结构的产品、工艺与资源组合模型（PPR）上，此模型使得在整个研发过程中可以持续不断地进行产品的工艺生成和验证。通过3D协同工作，PPR能够有效地支持设计变更，让参与制造设计的多个人中的每一个人都能随时随地掌握目前的产品（生产什么）、工艺与资源（如何生产）。基于PPR集成中枢的所有产品紧密无缝地集成在一起，涵盖了各种工艺的各个方面，使基于制造的专业知识能被提取出来，并让最佳的产业经验得以重复利用。DELMIA在提供给用户技术与协同工作环境两方面不断创新进步，以更好地、数字化地定义产品的制造过程。随着产品的持续改善，客户通过使用DELMIA解决方案，能够大大地提高生产力、效率，在安全性和品质方面得到最大的效益，同时降低成本。
DELMIA的应用可以使企业能有效地实现从“数字样机”到“数字制造”的延伸。“数字制造”在设计周期的早期就使用人体工程学分析，对操作与维护进行仿真，以便在产品生命周期的后续阶段提高效率，以系统的方法支持真正的“面向维护的设计”业务流程。
1.2.3 体系结构
作为面向制造维护过程仿真的子系统，DELMIA的重点是通过前端CAD系统的设计数据结合制造现场的资源（2D/3D）。通过3D图形仿真引擎对于整个制造和维护过程进行仿真和分析，得到诸如可视性、可达性、可维护性、可制造性、最佳效能等方面的最优化数据。虽然是达索PLM的子系统，但是DELMIA本身又是一个结构庞大、面向部门的系列解决方案集合，主要包括：
● 面向制造过程设计的DPE。
● 面向物流过程分析的QUEST。
● 面向装配过程分析的DPM。
● 面向人机分析的Ergonomics。
● 面向机器人仿真的Robotics。
● 面向虚拟数控加工仿真的VNC。
整体的DELMIA技术流程如图1-2所示。
图1-2 DELMIA技术流程
1.DPE（DELMIA Process Engineer）工艺工程模块
DELMIA工艺工程模块是进行工艺和资源规划的一个强有力的工具，可以早期发现工艺风险、重复使用已验证过的工艺、追踪变更与决策、获取分散的工艺知识。对于产品、工艺与制造资源数据（包括工厂布置）之间关系的全面性处理，有助于避免规划错误，在制定工艺的初期，取得所需投资成本、制造空间以及所需人力要求的准确的一个概览。该模块优势如下：
● 提供一个结构性的方法，在规划阶段初期，通过考虑所有与工艺相关的成本，并分析可能的替代方案，系统地引导出一个最佳的解决方案。
● 重用已经验证过的工艺，降低风险。
● 支持多用户，缩短规划时间。
● 基于统一的产品、工艺、资源模型结构组织每个规划项目，方便地配置项目结构。
● 客户化用户界面与报表格式，满足用户要求。
● 为所有项目提供相同的规划环境。
● 提供规划记录的历史文档。
● 实时地将数据变更反馈给所有的用户。
● 可与CATIA及ENOVIA无缝集成，通过接口与其他的CAD、PDM系统集成。
2.QUEST（DELMIA QUEST）工厂物流仿真模块
DELMIA QUEST工厂物流仿真模块是针对工厂制造物流仿真与分析的一个完整的3D工具，如图1-3所示。为工业工程师与制造工程师和管理层提供了一个虚拟的协同开发环境，用于开发并验证最佳的制造流程。该模块优势如下：
● 可以对设备布局、资源配置、看板和生产计划表反复交替进行试验，仿真其效果。
● 改进设计，降低风险与成本，最大化生产效率，确保了准确性与收益。
● 能有效地将结果展示给客户、管理者或其他不同工程领域的人。
● 提供单一的模型，能与现行的设计工具集成。
图1-3 QUEST界面
3.DPM（DELMIA DPM ENVISION Assembly）装配模块
DELMIA DPM ENVISION 装配模块是针对制造与维护工艺开发的，可以提供一套新的工艺规划与验证的解决方案，如图1-4所示。DPM ENVISION 装配模块提供先期规划、细节规划、工艺验证及车间现场指令的单一及统一的界面，来提供给制造工程师和装配工艺工程师一个端到端的解决方案。该模块优势如下：
● 以图形化的方式，建立、显现、检验与修改制造工艺。
● 轻松地建立机械装配的约束、自动定位零件，检查装配的紧密程度。
● 利用3D工具优化制造工厂与现场工作单元的布局。
● 确定产量，预估成本。
● 使用类似VCR的界面，回放整个装配工艺仿真过程。
● 读取DELMIA Process Engineer中生成的工艺规划。
● 与DELMIA Human人机工程模块配合使用，来分析与优化现场工作人员的操作。
图1-4 DPM
4.Ergonomics（Ergonomics Design & Analysis）人因工程设计与分析模块
Ergonomics人因工程模块是DELMIA中做得比较出色的一个部分，它可以按照用户要求建立起不同性别不同比例的人体模型，并带有详细的人体分析，对人体的各种主要工作的动作进行模拟，也可以模拟人在不同工作姿态下的舒适程度和活动范围。
Ergonomics Design & Analysis提供了人体任务仿真与人因分析的相关工具，理解、优化人体与其所制造、安装、操作与维护的产品或资源之间的关系，Ergonomics界面如图1-5所示。
事实上，汽车、航空航天及重工业的制造商，均可将人机工程模块解决方案运用于其产品的设计及开发，而从中获益。这些企业中的佼佼者更是最早使用这些先进技术用于分析从事制造、安装、操作、维护工作的人员的能力和局限。该模块可以量化人因因素，在以下的一些方面为企业带来价值：
● 通过国际研究（专属的或一般的）或企业内的知识积累来生成企业自己的智能财产。
● 确保适当的人机功效为设计者所使用。
● 建立一个通用的人体模型文件格式，在整个企业内使用人因知识，而非局限于工程与制造部门。
● 在产品生命周期的早期就引入人机工程学的概念，可节省用于处理人机工程方面问题的时间。
● 更快、更好、更经济地生产产品。
图1-5 Ergonomics界面
5.Robotics（DELMIA ROBOTICS）机器人模块
DELMIA机器人模块利用强大的PPR集成中枢快速进行机器人工作单元建立、仿真与验证，是一个完整的、可伸缩的、柔性的解决方案，Robotics界面如图1-6所示。使用DELMIA机器人模块，用户能够容易地：
● 从可搜索的含有超过400种以上机器人的资源目录中，下载机器人和其他的工具资源。
● 利用工厂布置规划工程师所完成的工作。
● 加入工作单元中工艺所需的资源，进一步细化布局。
图1-6 Robotics界面
6.VNC（DELMIA VNC）虚拟NC模块
DELMIA虚拟NC模块针对NC机械加工工艺提供快速评估、验证与优化，以及完整的数字制造解决方案，如图1-7所示。该模块的优势如下：
● 能够以离线方式，快速、有效地验证NC代码。
● 改善零件品质。
● 节省资源和时间。
● 增加机床利用率。
● 减少工程变更。
图1-7 VNC
其中，基于人因学的Ergonomics Design & Analysis模块为本书的重点内容。
DELMIA提供了工业上第一个和虚拟环境完全集成的商用人体工程模型。Ergonomics Design & Analysis可以在虚拟环境中快速建立人体运动原型，并对设计的作业进行人体工程分析。人体工学仿真包含了操作可达性仿真、可维护性仿真、人体工学/安全性仿真等，主要功能如下：
● 人体建模（Human Builder）——DELMIA提供了不同国籍的第5、50和95百分位的男女人体模型库。这些模型都带有根据人体生物力学特性设定的人体反向运动特性。
● 人体测量编辑（Human Measurements Editor）——用户可修改人体各部位的形体尺寸以适应各种人群和特殊仿真需求。
● 人体姿态分析（Human Posture Analysis）——可以对人体各种姿态进行分析，检验各种百分位人体模型的操作空间可达性、座舱乘坐舒适性以及装配维修舒适性等。
● 人体视野分析（Visual Field Analysis）——DELMIA可以生成人的视野窗口，并随人体的运动动态更新。设计人员可以据此改进产品的人体工学设计，检验产品的可维护性和可装配性。
● 人体活动分析（Human Activity Analysis）——DELMIA可以利用各种人因工效工具对人体进行RULA（快速上肢评估）分析、推拉分析、抬举放下分析、搬运分析和生物力学单一动作分析。
● 人体任务仿真（Human Task Simulation）——DELMIA可以在图形化的工作界面下设计人体的动作，从而进行运动仿真。