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关于TOP-DOWN的总结基于CATIA TOP-DOWN设计思想⼀.TOP-DOWN设计思想⽬的:提⾼设计质量和缩短设计周期.TOP-DOWN的优点:1.参考基准统⼀,集中,数量少.2.减少设计更改. 便于设计更改3..为初期DMU分析提供初步的原始数据⼆.使⽤范围:CATIA软件设计的各种⼤中⼩型装配全参数化设计和半参数化设计. 熟悉该产品结构(⼀般⽐较适⽤于成熟产品的改型)三.符合TOP-DOWN设计思想的条件个⼈认为符合以下产品设计流程和⽅法才算TOP-DOWN1.前期产品的定义2.前期零件树的建⽴2.产品周边零件主参考的提取(对整车⽽⾔)3.主⾻架规划4.主⾻架参数的控制5.外部参考的联接6.基于主⾻架为总体基准的各零部件参数化建模.四.符合TOP-DOWN设计思想CATIA配置条件CATIA的设置,1、配置参数必选项：Tools \ Options \Infrastructure \ Part Infrastructure \ General \ External References勾选“Keep link with selected object”项，选中以后，应⽤特征时会把它放到⼀个“外部引⽤”的⼏何图形集并保持链接，否则就会是⼀个不链接特征。
任选项：Tools \ Options \Infrastructure \ Part Infrastructure \ Display \ Display in Specification Tre e勾选“Parameters”和“Relations”项.Tools \ Options \ Mechanical Design \ Assembly Design \ Constraints\Constraints有三个选项，字义上都⽐较明了，建议按需选择后两项：Use any geometryUse published geometry of child components only ，这个适合于把发布特征的应⽤限制在本 PRODUCT 范围内，唯有本PRODUCT ⾥的 PART 、⼦ PROCUCT 、⼦⾻架等等才可以参照。
一般的机械设计采用的是自下而上的方法。
首先，工程人员仔细研究掌握各部件的性能和局限，在这基础上设计出由它们组成的大一点的部件，反复试验后再往上走一层，如此逐步地完成整个设计任务。
一、Top-Down设计法概述一般的机械设计采用的是自下而上的方法。
首先，工程人员仔细研究掌握各部件的性能和局限，在这基础上设计出由它们组成的大一点的部件，反复试验后再往上走一层，如此逐步地完成整个设计任务。
但如果产品系统复杂程度大大增加，产品具有专业面广、设计更改频繁及各专业间关系密切等特点时，在产品设计过程中，往往存在着外形与结构、结构与系统等三维模型之间的相互影响、相互依赖。
自下而上的设计方法在效率及控制设计错误时往往无法满足需要。
自顶向下设计就是从产品的顶层开始，通过在装配中建立零件来完成整个产品设计的方法。
自顶向下的产品设计是从产品功能要求出发，选用一系列的零件去实现产品的功能。
其设计的主要过程是：先设计出初步方案及其装配结构草图，建立约束驱动的产品模型;再通过设计计算，确定每个设计参数，进行零件的详细设计，通过几何约束求解将零件装配成产品;最后对设计方案进行分析，返回修改不满意之处，直到得到满足功能要求的产品(图1)。
图1二、在装配体中新建零件单击“新零件”(装配体工具栏)，或依次单击“插入”→“零部件”→“新零件”(图2)。
选取一个平面作为新零件的基准平面，即可开始在装配体中为新零件建模。
可使用“编辑零部件”命令结束零件编辑状态，或新建的零件将以虚拟零部件的方式保存在装配体文件内部，如果需要将新零件保存成硬盘上的单独文件，可在FeatureManager设计树上右键点击新零件，选择保存至外部(图3)。
三、基于装配体的关联设计方式及装配关系分析1.用装配约束建立关联设计在装配环境中，新设计零件是直接用创建新零件命令生成的零件，之后再利用装配约束操作，建立起需要的装配关系来牵动零件的尺寸，达到符合设计需要的目标。
第一章布局及组件结构简介可以使用Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 采用自顶向下设计流程来创建复杂的组件。
在自顶向下设计流程中，组件设计是通过创建布局来开始的。
布局包括可用于控制整个组件的规范和参数。
您将创建一个初步的组件结构，其中包含一个子组件和元件的列表以及它们在该组件内部的层次。
创建了布局后，就可使用骨架来定义关键元件尺寸、安装位置、空间要求和组件各元件之间的运动。
最终，通过参照骨架和共享组件结构各级之间的设计信息来创建单个元件几何。
目标学习此模块后，您将能够：说明自顶向下设计流程。
使用布局记录设计信息。
创建组件结构。
简介自顶向下设计流程可以使用Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 采用自顶向下设计流程来创建复杂的组件。
在自顶向下设计流程中，组件设计是通过创建布局来开始的。
布局包括可用于控制整个组件的设计规范和参数。
您将创建一个初步的组件结构，其中包含一个子组件和元件的列表以及它们在该组件内部的层次。
然后，使用骨架来定义组件的设计框架。
使用骨架可定义关键元件尺寸和安装位置、空间要求和组件各元件之间的运动。
接着，可声明布局的骨架和组件元件。
这样就能够分布关键设计信息，包括整个组件结构中心位置的设计更改。
下一步，使用发何和复制几何功能，将关键设计参照从骨架中选取并复制到低级元件中。
最后，通过参照包含来自骨架的关键设计参照的复制几何特征，在单独的元件中完成设计几何。
自顶向下设计流程传统设计流程∙使用传统设计流程（又称为自底向上方式）可以创建独立于组件的单独元件。
∙将元件放置到子组件中，然后装配子组件来创建顶级组件。
∙创建顶级组件之后，经常发现某些元件无法正确拟合（例如两个模型的关键界面不匹配），您必须手工调整元件和组件来纠正这些问题。
∙当装配更多的元件时，查找和纠正干涉可能要花费大量的时间。
如果出现影响很多元件的重大设计更改（如更改设计的整体宽度），则必须手工标识并修改每个受影响的元件以适应更改。
顶层设计及其在各行业的应用一、概念及发展历程（一）顶层设计起源Top—Down Design，是西方国家源于自然科学或大型工程技术领域的一种设计理念。
引进中国后被翻译为“顶层设计”。
Top—Down Design的意思是，站在一个战略的制高点，从最高层开始，弄清楚要实现的目标后，从上到下地把一层一层设计好，使所有的层次和子系统都能围绕总目标，产生预期的整体效应。
显然，Top—Down Design不仅包含着对高层层次的设计，而且也包含着对中层层次和基层层次的设计，并不是如有些学者所理解的，“顶层设计”就是“对顶层的设计”，并据此提出，既要进行“顶层设计”，也要进行“基层设计”。
殊不知，Top—Down Design本身就包含着“基层设计”，强调要具体化到细节。
由此可知，把Top—Down Design翻译为“顶层设计”，只能体现这一设计的最主要的特征，即臵身于最高处这一点，它确实有美中不足的地方。
华夏兴业表示“顶层设计”实际上是指“从高处着眼的自上而下的层层设计”。
还要注意到，不要把顶层设计理解为就是一种完全工程性质的技术活，只具有应用性、操作性的特点。
顶层设计首先是宏观战略设计，需要哲学理性思维，崇尚人文思想指引。
其次，尽管顶层设计具有应用性、操作性的突出特点，但也不是只要有了工程蓝图、施工流程就可以了，还要进一步看有没有施工队伍和最终工程是否完工。
正因为这样，顶层设计十分强调执行力，在绘制蓝图后，注重执行，在执行间的互动与衔接，以便确保工程的完成和质量的提升。
顶层设计的定义：自高端开始的总体构想。
顶层设计的思想内涵：用系统论的方法，以全局视角，对项目建设的各方面、各层次、各种要素素进行统筹考虑，和谐各种关系，确定目标，选择实现目标的具体路径，制定正确的战略战术，并适时调整，规避可能导致失败的风险，提高效益降低成本。
（二）顶提出顶层设计的必要性很显然，中央在《“十二五”规划纲要》中提出顶层设计的要求，目的是为了“全面推进各领域改革”。
Top-Down Design 何谓Top-Down Design?•它是一种设计的方式由最顶层的产品结构传递设计规范到所有相关次系统的一种设计方式•它是一种管理的工具能在整个设计过程中掌控相关性与衍生的改变能有效的管理外部参考它提供了以下问题的答案:"我如何..."•掌控概念设计的结果•传递进行同步设计工程所须资料与相关设计工作•控制关键的设计资料•当设计变更时控制我的设计资料已更新•使用我的硬设备进行非常复杂的设计Top-Down Design 提供以下功能:•产品结构定义与运用的工具•在次系统与组装阶层攫取设计意念的工具•管理设计规范沟通与整合设计意念的工具•管理内部零件之间的关连性使得工程资料的再利用变得更容易为何要使用Top-Down Design•管理与组织设计意念完整的掌控与传递设计意念更佳的管理与运用避免在建构时不适当的参考关系•弹性化设计更容易与精确的测试造成的改变•资料共享确定共享设计与信息设定的一致性•效率更快的传达改变设变时需要较少时间,金钱与资源•运动控制确立运动的范围与检查干涉Top-Down Design的六个阶段:Top-Down Design的六个阶段: 1. 概念设计(设定设计规范)Conceptual Engineering2. 设定初步的产品架构Define Preliminary Product Structure3. 攫取设计意念(骨架)Capture Design Intent (Skeletons)4. 管理关连性Manage Interdependencies5. 相关设计意念沟通与传递Associative Communication of Design Intent1. 概念设计(设定设计规范)•了解目前的状况空间配置重要的需求•定义新的空间与运动2D草图3D模型仿真快速重复与累积•攫取关键的设计意念记录窗体所有人的资料概念设计现有应用软件输出资料产品结构概念模型工程经验既有影像资料设计需求与规范表格化设计资料 概念设计应用实例概念草图 模型 现有2D,3D 资料 窗体2. 设定初步的产品架构目的:•快速定义产品结构阶层- 在任何组件几何定义之前•直觉式的自动对应起始档案- 确保所有的设计使用相同的必要设定~层名,视角等•弹性与关连的BOM数据•后续工作传递的基础内容:•建立起始的产品结构组装建构环境(Pro/E与模型树弹出选单,Pro/INTRALINK与Pro/PDM)•组件建立方式空的组件,复制起始件,自动以内定基准组装,以现有组装组件为基础,未定位的组件•部分和过度拘束的组件3. 攫取设计意念(骨架)内容:•攫取组装架构的概念设计参数•在单纯与方便的位置取得并控制关键对象的界面•取得并控制多个设计变量•执行三度空间的包装体积与空间需求研究骨架模型•骨架模型是组装设计者的工作台•组装件的3D参数与特征式配置模型•永远是组装件中的第一个组件•可在不同的设计中被使用•可在一个组装件中使用多个骨架•可以包含家族表,可在BOM,简化表示,图面与模型树作特殊处理•独特的关连参考过滤条件•可设定为只能参考骨架•传递时可被过滤•支持BOM,质量性质计算,简化表示,图面与模型树•自动以组装件档名附加方式命名为何使用骨架模型•集中沟通的路线- 传递与保留设计规范与意念,较容易研究,区分与避免问题•使工作分配较容易- 设计变得更可携带与自足•提升良好组织过的设计环境- 真正掌控组装变量•能更快速有效的传递设变- 在正确的时间提供正确的信息骨架建立工具•建成如各别零件- 只包括需要的曲面与基准参考•建成如各别零件- 包括能表现整个组装件的内容•直接组装到现有组装中- 会自动排序到任何实体组件之前4. 管理关连性外部参考•在设计过程中产生与现在设计模型外零件与组装件的关连•快速作大型组装设计时产生的复杂关连需要被管理与组织为何外部的参考很重要•完全扩展参数关连设计的威力与弹性•能更有效率的管理相关连或不相关连对象之间的资料交换•控制能重复使用资料的使用量•确保整个设计意念配置的一致性在Pro/ENGINEER可使用的工具•参考对象控制(Reference Scope Control)•参照检视器(Global Reference Viewer)•参照图形显示(Reference Graph)•模型树(Model Tree)•Pro/PDM and Pro/INTRALINK - 提供更高层次的数据管理功能并在几何建立前先设好关连o确定Top-Down Design的设计方式是否被遵循o将设计管理规则直接合并到设计中o设定是否可被选择o可参考对象的处理方式o确定设计资料再使用的适当性o显示图标可得知所选组件的状态o可作总体性设定(config.pro)或设定在组装层次(模型树)参照检视器(Global Reference Viewer)o可作各组件细部的设计关连检查o了解当设计变更时会如何影响整个设计o检查出参考的种类(外部参考...)o可在树状结构显示方式中检视父子关系参照图形显示(Reference Graph)o容易了解复杂的相互关系o可设定显示的方式模型树(Model Tree)o进行设计时的信息中心o可设定显示资料让重要资料更容易检示5. 相关设计意念沟通与传递帮助设计者快速且容易的将设计规范与意念传达到所有相关次阶层并能及时的更新相关资料在Pro/ENGINEER可使用的工具•骨架模型•复制/发布几何(Copy/Publish)•封包特征( Shrinkwrap)复制几何特征(Copy Geometry Features)•可复制各种类的几何(曲面,边界线,曲线,基准,曲面组,复制/发布几何)•维持被复制几何的名称与层的设定)•可随时切换与被复制几何的关连外部复制几何特征(External Copy Geometry)•建立组装件与外部模型的关连•对使用坐标系统组装练习有帮助发布几何特征(Publish Geometry Features)•预先分类将被复制参考的几何•改善设计团队的沟通•容许设计者设定与其它成员的共享参考具关连性的封包特征•选项位置# Feature# Create# Data Sharing•可设成类似复制几何特征的内部(特征)或外部(组件)使用方式•内部封包- 当被制作封包的几何改变时会随之更新•外部封包- 制作成独立的零件文件供参考,是理想的简化处理方式封包特征何时会更新•内部封包- 参考曲面改变时,组装件重新运算时,使用者点选更新封包时,需要重新检视封包时,加入新的内容时•外部封包- 当此封包与参考的对象同时存在内存中时沟通相关设计意念的好处•改善产品结构中工作的传递- 依设定好的路线,使得资料的传递变得容易•简化工作环境的复杂性- 容易管理可减少问题发生•阶层化的相关信息- 次组装与零件只包含所需要的资料, 避免不需要的参考与关连•提升既存设计资料重复使用的相关性- 共同讯息与资料能重复使用避免无谓的新件6. 进行组装设计进行组装设计的工具•先建立组件再组装方式(自动的拘束条件方式动态拖曳拘束条件自动抓取)•直接在组装件建立组件(骨架模型,零件或组装件,镜射组装)•机构运动仿真(Mechanism)建立组件•建立个别零件•在组装件建立组件- 组件建立时与组件自动产生关连- 提供可选择种类与副种类- 可控制建立的方式(从既有模型复制,无几何的空对象,定位基准面,立刻直接建构几何) - 提供不放置定位选项镜射次组立特性•节省个别镜射组件与手动建立新镜像组立的需求•内定位置及几何与原来被镜像者保持关连•可从新定义位置以打破关连性•可以排除对称零件Mechanisms•提供设计机构运动的仿真•动态拖曳机构•设定的连接与固定件可直接在Pro/MECHANICA使用。
Top-Down Design是一种由最顶层的产品结构传递设计规范到所有相关次系统的一种设计方法论，通过Top-Down Design 的运用，能够有效地传递设计规范给各个子组件，从而更方便高效的对整个设计流程进行管理。
本文讨论了Top-Down Design在设计中的应用。
一、Top-Down Design在行业中应用的优势。
在机械行业和其他重型工业中，产品构造的复杂性带来了装配的困难，为了解决这些问题，Top-Down Design技术应运而生。
Top-Down Design自顶向下设计有许多优点，它既可以管理大型组件，又能有效地掌握设计意图，使组织结构明确，更能在设计团队间迅速传递设计信息，达到信息共享的目的。
二、Top-Down Design 运用所要达到的目的2.1管理（Management）大型复杂的装配设计，系统地组织管理是相当重要的。
在Pro/Engineer中，提供了按照设计意图、规划，使用由骨架模型（Skeleton Model）来承载定义组件的接口、零件组装的空间约束及特定运动关系等重要设计需求的应用功能工具。
利用骨架模型作为沟通的桥梁，遵循大组件所赋予的设计空间与限制，子组件能够自我地进入设计流程，由上往下层层负责，全面关联，模块化的设计概念可以彻底实现。
2.2 组织（Organization）在设计初期，自顶向下结构已经完整定义，每一个子组件间通过严密的组织紧密结合在一起，彼此的相关配合约束完全由计算机系统来控制，防止人为的不慎和非预期的错误发生。
2.3信息共享（Sharing Information）Top-Down Design具备健全的组织结构，能让设计信息在整个系统的任何阶层快速地传递与共享。
任何的改动都会在整个系统中传递给各个子组件。
因此，它能够使整个团队共享信息，作到协同设计。
三、 Top-Down Design的设计流程1. 定义设计意图(概念设计) （Conceptual Engineering）2. 设定初步的产品架构（Define Preliminary Product Structure）3. 导入骨架模型（Introducing Skeleton Models）4.传达设计意图至整个组件结构中（Communicating Design Intent Throughout the Assembly Structure）5. 继续拓展设计意图至所有零组件（Continued Population of the Assembly）6.管理零组件间的相互从属参考（Managing Part Interdependencies）3.1 定义设计意图所有产品开发初期，最重要的步骤就是清理设计意图。
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。
