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2016产品创新数字化征文:浅谈企业三维标准化设计平台的搭建

2016/12/7    来源:e-works    作者:李伟      
关键字:CAD  标准化设计平台  
搭建企业标准化设计平台是企业经营和发展的重头戏,无论是现代的标准化设计方法、企业规范体系制定、建立通用要素库还是企业知识继承体系的完善,每一个环节无不维系企业的生死存亡。

一、国内三维CAD应用现状

    基于三维模型的产品设计与制造已成为我国制造业的主流模式,由于产品三维模型具有可视化、数字化和虚拟化等特点,使其成为产品开发各环节( CAD、CAECAPPCAM 等) 不可或缺的基础载体。虽然三维CAD已经进入普及时代,但事实上,很多企业的三维CAD的应用只是停留在简单的软件功能应用和产品造型上,三维CAD的应用并没有达到企业预期的效果。很多企业采用三维设计软件后的很长时间内,三维应用水平始终停滞不前,无法实现全三维数字化设计。同时,产品设计效率不但没有提升,反而有所下降,如何更好的搭建三维标准化设计平台,是大多数企业普遍面临的最为迫切的问题。

二、搭建基于三维的标准化设计平台,你准备好了吗?

    搭建基于三维的标准化设计平台,你准备好了吗?笔者曾经针对这个问题,走访了国内的30多家大中小型企业,没有得到肯定的答案。究其原因,这些企业在搭建基于三维的企业设计平台的过程中,普遍面临如下几个问题:

    1.一般而言,产品方案设计(概念设计)阶段的设计周期非常短,使用三维CAD进行产品方案设计无法满足设计周期的要求。

    2.国内大多数企业的加工制造阶段还是依赖于二维工程图纸,目前主流的三维CAD软件的二维工程图功能不完善,无法满足企业要求。

    3.大部分企业的产品设计过程都是“相似设计”,改型和变型的产品比较多。大部分企业长期积累了大量的二维CAD资源库,设计借用和调用方便快捷。相反的,三维CAD资源库的建立过程复杂,建立周期较长,不能满足企业当前的设计需要。

    4.三维CAD软件运行速度较慢,特别是大型装配体,对计算机软硬件的配置要求较高,企业需要投入大量的资金进行硬件改造。

    5.三维CAD所生成的设计数据后期很难重用,模型修改容易出错。

    6.三维CAD软件的操作者培养周期长,大多数企业的人员流动大,经常会面临“无人可用,无人能用”的尴尬局面。

    综上所述,我们来总结一下企业使用三维系统的过程中为什么会举步维艰?概括起来无非是如下几个个方面的问题。

    1.缺乏标准化设计的理论和方法

    2.没有企业统一的规范体系

    3.没有建立通用元素库,三维CAD设计效率低下

    4.不具备企业知识继承体系。

    机械产品本身的最大特点是存在着相似性。研究和统计分析表明,在新产品开发中,约40%是重用过去的部件设计,约40% 是对已有设计部件的微小修改,而只有约20% 是完全新的设计。通过成组技术、标准化技术和模块化技术,可以把90%的结构要素标准化,把60%-70%的零件规范化,把这部分零部件模块化。这部分标准化、规范化和模块化的零部件是产品设计的基础,可供设计者选用。这些零部件一旦选中,其数字化模型、图纸、工艺、制造代码、工装、量具都是现成的,无需设计或制造,可直接开始生产。因此,只要按相似性原理做好产品的成组化、标准化和模块化设计,就可以将重新设计的零部件数量控制在10%-20%范围内,其余零部件的结构设计、工艺设计、工装设计和数控代码设计等都可以省略,这就能大大缩短产品的设计周期和开发周期,提高整体的效率。因此,提高企业产品设计的整体效率而言,需要应用三维CAD技术来实现成组技术、标准化技术、模块化技术以及其他先进的设计和制造技术,这是二维CAD软件没有办法实现的,这也就是大部分制造企业已经从最初的二维CAD制图转向了三维CAD应用的最根本的原因所在。

    产品设计阶段,企业追求的主要目标就是提高设计效率。提高设计效率最直接的方法就是提高设计数据的重复利用率。三维CAD数据比二维数据复杂,提高设计数据的重复利用率的难度更大。笔者认为,提高设计数据的重复利用率的关键是量体裁衣,搭建符合企业自身需要的企业标准化设计平台体系。

三、 什么是企业标准化设计平台

    企业标准化设计平台就是把各种有助于产品研发的实用技术集成为一个可共享的技术系统,为快速、优质的进行研发工作,提供一个科学的、综合的坚实的基础(平台)。企业标准化设计平台可以将相关技术知识和实际经验相结合,转换为适于工程应用的、具有可操作性的、适合于企业特点的、实用的共享技术。搭建企业设计平台,可以使企业取得最大效益。单就产品研发而言,就是为研发团队创造一个规范化的、高效的、有助于发挥创造性的活动舞台。

    通常情况下,企业标准化设计平台由4大体系构成,如下图所示:

图1 企业标准化设计平台由4大体系构成

图1 企业标准化设计平台由4大体系构成

四、 标准化设计平台之标准化体系

    1、什么是标准化

    标准化是指在经济、技术、科学和管理等社会实践中,对重复性的事物和概念,通过制订、发布和实施标准达到统一,以获得最佳秩序和社会效益。

    公司标准化是以获得公司的最佳生产经营秩序和经济效益为目标,对公司生产经营活动范围内的重复性事物和概念,以制定和实施公司标准,以及贯彻实施相关的国家、行业、地方标准等为主要内容的过程。

    2、基于三维的标准化设计必须做好的两件事情

    基于三维的标准化设计必须做好两件事情:第一,必须将CAD软件进行企业化定制。第二,三维CAD应用技术必须结合现代标准化设计方法论,与现今的设计、制造理论和方法相结合。

责任编辑:马倩
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