随着产品复杂性的提高,对三维CAD工具的需求日益提高,同时三维CAD技术在可视化装配、处理、干涉检查以及CAE/CAM方面的优势,也让企业越来越重视三维CAD的应用,在这种背景下,规范、高效地应用三维CAD,不仅可以提高企业的工作效率,同时可以节约成本,提高企业的竞争力。
ABC公司作为国际知名的外企,成功应用NX已经十多年,积累了丰富的经验,并建立了成熟的应用模式,本文以此为基础,介绍NX在该企业的基本应用情况。
1.License配置
1.1硬件设置
NX的license支持浮动,通过license服务器允许更多的用户使用一定数量的NX license,当用户需要使用license时,从license服务器上获取license,获取到后就占用了一个license,关闭NX命令或者程序时,就释放了license。当同时使用license的用户数超过了购买的license数量时,其他用户就获取不到license,只能等待别的用户释放后,才能使用。
图 1浮动license设置
对于全球化的公司,在进行license架构时,可以充分利用时差的优势,例如美国和中国,完全处于相反的工作时间,所以当中国的员工处于工作时间时,美国的员工已经下班了,在这种情况下,中国和美国的公司可以共用一个license服务器,这样可以节约大量的成本。
1.2配置因素
NX作为Siemens PLM Software 的高端三维CAD/CAM/CAE软件,其license的价格不菲,如何有效地配置license是企业值得研究的课题,在实际的应用中着重研究以下几个方面的需求
1)业务因素
License的配置与企业的业务密切关联,不同类型的企业,对NX的需求不同,有的对曲面造型使用比较频繁,有的对钣金模块应用较多,针对这不同的需求,license的配置也不同。
2)项目因素
项目的进度情况也是影响license配置的因素,对一个项目来说,前期是建模和装配,只有在项目的后期才会用到制图,这时需要统计大多数项目的进度情况,从而配制出合理的license数量。
举个例子来说,一个拥有30个结构工程师的研发中心,对建模、工程图、装配的license配置应如何?如果购买30个建模license、30个工程图license、30个装配图license,那势必会造成license的浪费,浪费企业花去大量不必要的资金,因为一个工程师不可能同时使用建模、工程图和装配的license,这时就需要考虑项目的进展情况。
3)协同因素
对于跨国集团,在全球各地都设立了众多个子公司,如何保证各个研发中心之间的协同设计,也是配置license需要考虑的因素。
在NX里,同一个造型可以用多种方式来实现,使用不同的方式代表了不同的license,如果各个研发中心使用不用的license来实现,那必然造成甲员工设计的模型别人无法编辑,从而影响协同设计。这时就需要统一License配置,统一建模方式,从而做到Design anywhere, produce anywhere, support anywhere(无论何处设计,无论何处生产,无论何处支持)。
2.标准化
三维CAD软件的标准化设置,是建立协同设计的基础,从而保证“Design Anywhere, Produce Anywhere”(无论何处设计,不管何处生产),使所有的工程师面对的都是统一的三维模型,统一的二维图纸格式,提高协同设计的效率,具体包括以下内容。
2.1实现方式
在企业里实现三维设计的标准化有两种方法
1)NX的设置
NX支持统一管理各个客户端的设置,通过限制普通用户修改NX的默认设置,保证了各个研发中心使用了全球统一的NX设置。
2)Teamcenter的设置
通过Teamcenter管理包含标准模板的种子文件,工程师通过调用种子文件进行设计,从而保证工程师使用了全球统一的模板,设计了基于标准设置的产品。
2.2标准设置
1)三维建模设置
设置草图规范,没约束时的颜色以及完全约束时的颜色。
设置层规范,命名不同的层名,定义不同的特征的层放置范围,例如草图放置在层60-90之间。
图 2层设置
设置定义不同特征的默认颜色,例如普通的三维模型为黄色,片体为紫色,这样既与系统默认的颜色设置没有冲突,又可以方便工程师区分不同的表面。
图 3特征的默认颜色
2)装配设置
定义不同的引用集名,在装配体里通过选择相应的引用集查看不同形式的装配体。
图 4引用集设置
3)二维工程图设置
通过定制的标题栏工具条,定义了二维工程图的模板样式。
图 5标题栏工具条
这样通过标题栏向导,可以给二维工程图自动添加图框和标题栏
图 6标题栏实例
4)更改标记设置
定义了更改标记工具条,通过与上一版本的对比,在修改过的地方标记黄色,通过这种统一的方式,让评审员可以清楚地看到与上一版本的区别。
图 7更改标记设置
3.数据管理
3.1轻量化
轻量化是实现全球共享与全生命周期可视化的关键,可以在多个组织乃至整个供应链内实现产品信息的准确、安全及有效共享。JT™数据格式是PLM领域业内首个三维虚拟ISO标准,也是NX的标准轻量化文件,通过JT文件,可以满足,可以保证部门经理以及采购、生产等非研发部门的员工不需要打开NX就能查看三维模型以及二维工程图,节省NX license费用,提高设计以及生产的效率。
3.2数据模型
三维CAD的管理,包括三维模型、二维工程图、装配图、轻量化文件等数据的管理,不仅要保证数据的准确完整,还要保证数据之间的关系准确有效,这类数据关系包括三维模型和二维工程图之间的对应关系、三维模型和装配图之间的对应关系等。在ABC公司,通过Teamcenter的面向对象的管理方式,建立了零件的数据模型,以零件为对象,把三维模型、二维工程图、表单文件、材料等作为它的属性,并建立属性之间的关联,然后通过装配不同的对象形成不同的装配体。具体如下图所示
图 8 Teamcenter的数据模型
通过以上的图示可以看到,A5Q11111114A为零件号,Housing为零件名,在该零件下有2个版本,分别为01版、02版。在每个版本下面有零件使用的材料(编号为7224100050),零件的三维模型(以及轻量化的JT文件)、表单文件(包含了零件的基本特征)、二维工程图(有两张图纸分别为A5Q11111114A/01_Z1_2、A5Q11111114A/01_Z2_2),并且通过Teamcenter建立三维模型和JT文件之间的关联、二维工程图和三维模型、表单文件以及材料之间关联,从而满足了企业对三维CAD数据的管理要求。
3.3轻量化
3.4全球协同
站点内部协同:通过Teamcenter进行内部协同。Teamcenter存储了本站点所有工程师的设计数据,在同一个装配体中,负责甲零件的工程师可以通过Teamcenter实时看到负责乙零件的工程师的设计结果,然后根据乙零件实时调整甲零件的设计,实现站点内部的协同设计。
站点之间的协同:由于各个站点的数据模型完全一致,所以可以通过Teamcenter Multi-site实现。具体步骤如下:
1.首先由工程师在站点A的Teamcenter里发送数据到其他站点(B和C);
2.其他站点的工程师在本地Teamcenter搜索该数据,这时该站点的工程师对该数据只有读权限,不能修改;
3.其他站点的工程师如果想修改,需要导入该数据并获取所有者权限,然后进行更改;
4.通过定时的同步机制,保持两个站点之间的数据一致。
具体如下图
图 9机械设计站点间协同原理
4.管理规范
随着全球采购的日益加深,提高图纸质量,保证图纸和三维模型包含所有必须的信息越来越重要,这样才能使供应商依据图纸和三维模型直接生产出零件,而不需要额外的询问。
对一个研发中心来说,图纸和三维模型是一种工程语言,它定义了产品的质量,而图纸和三维模型的管理规范则定义了基本的质量水平,它包含了很多知识,包括图纸创建的流程、零件(塑料件、齿轮、压铸件)的设计、三维模型和图纸的标准图示、尺寸定义、基本描述等内容,在应用这些管理规范的十多年里,该公司的图纸和三维模型的质量不断提高,并且逐步由原来的只向供应商提供全尺寸图纸,慢慢过渡到提供非全尺寸图纸和高质量的三维模型,保证了供应商加工零件的效率。
5.总结
通过以上全球通用的标准化设置以及基于协同的数据管理平台,保证了全球各子公司应用同样的NX设置,生成标准的三维模型以及统一的二维工程图,保证了模型和图纸的质量,同时提高了全球协同设计的效率,从而提高了企业的竞争力。

