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中小模具企业CAD/CAM系统的选型

2014/4/15    来源:互联网        
关键字:CAD/CAM选型  模具CAD/CAM  
本文介绍了模具CAD/CAM选型的基本原则与选型的要点,供企业在进行CAD/CAM选型时参考。
    与大型企业相比,中小企业的规模小、实力弱,专业计算机技术人员少,但经营灵活、对市场的反应快,这种企业很适合应用CAD/CAM系统。市场上可供选用的CAD/CAM种类多、范围广,许多企业由于选型不当,使系统长期闲置、浪费,在人们的认识上投下了阴影,并成为企业应用现代技术的障碍。选型时涉及到档次不同的硬件设备、功能有别的应用软件,如何在有限的资金投入下利用CAD/CAM,系统的正确选型是其成功的基础,也是推动CAD/CAM良性发展的前提。
 
1 选型的基本原则
    1.1 选择主流产品
    计算机技术的发展十分迅速,产品的淘汰很快,选型一定要选择符合行业规范、代表技术潮流的产品。要了解产品制造商是否能够提供跟上技术发展趋势的产品,避免使用过时的技术。系统要支持网络操作,为了满足今后的需求扩展,共享外设、图形和符号库应能够充分利用网络环境的优势,包括异种计算机的互连网络。
    1.2 选择适合自己的产品
    各种CAD/CAM产品都存在着差异,有其相应的技术特色与专业分工,并不是对所有用户都是最适宜的。例如,不同软件功能和操作各有所长,国外原版软件不是专门针对中国的,在标准规范、技术习惯、技术思维等方面存在差异,而且一般不公开核心技术,不利于二次开发。经过二次开发的国内软件,具有自主版权,结合中国实际,适合企业技术人员学习与应用,但系统的稳定性、可靠性、功能等方面与国外有一定差距。这就必须搞清各种产品的特点,针对本企业的习惯、CAD/CAM使用人员的类型来作出抉择。
    1.3 根据企业特点配置
    中小企业CAD/CAM的主要任务是应用,只有在少数情况下才对系统的缺陷进行沟通性二次开发维护,研制一些适合本单位自身特点的辅助工具。所以,中小企业应从自身需求出发,进行系统的合理配置,做到够用为度、兼顾发展。
    1.4 预留发展
    CAD/CAM发展迅猛,在选型阶段就应该充分考虑未来的发展。系统自身应能够扩展,配置上要适应发展,创造出一个良性循环的应用基础。在预留发展的问题上,首先应该考虑企业需求的发展,其次才是系统在技术和功能方面的发展。CAD/CAM系统是作为工具存在的,是为满足企业特定方面的需求而存在的,没有必要追求当时最高端的硬软件产品,而要考虑企业的需要及发展状况。
 
2 应用软件的选型
    应用软件是CAD/CAM系统的主体,对系统的性能影响很大。选择时既要满足企业当前的需要,又要考虑今后的技术发展。不能够只听信软件商的宣传,应该根据自己需要的功能,全面考察软件的性能。企业可以先设想或请专家设计一些问题,目的是验证软件的操作性能,测试计算、响应、图形操作是否简捷快速,输入输出是否方便简单,各种应用功能是否好用等,主要是考查软件总体功能。另外,还要通过企业的典型零件实际应用,考察软件对复杂问题的解决能力。
    目前,市场上微机平台的CAD/CAM软件主要分为二维和三维两类。据模具专家罗百辉介绍,在二维CAD/CAM软件中,有完全从国外引进的如Micratation、Sigraph等,这些软件的参数化绘图功能很强、系统稳定,但是不太适合国标、在汉字处理等方面能力弱;也有基于国外平台软件,经过二次开发的微机CAD/CAM系统软件,是目前应用最多的一类,主要有Autodesk公司的AutoCAD。AutoCAD通用性强、易学易用,在我国用户最多,但其性能、用户接口、特殊功能等方面存在不足,因此国内外不少公司在其基础上进行二次开发,形成各种专业的CAD/CAM软件。三维CAD/CAM软件系统主要由两类软件组成,一类是在UNIX工程工作站平台上经部分改制移植下来的,如Pro/E、Solid Edge等;另一类是由原专门从事微机平台二维CAD/CAM软件或新厂商开发的,一般在Windows平台上即可很好地运行,如Solid Works等。由于在Windows NT上能运行DOS应用软件,使DOS下已有的大量软件资源不致浪费,因此,Windows NT操作系统是中小企业集成软件平台的最佳选择。
    2.1 软件的功能
    软件的功能必须根据系统总的要求,满足各种产品设计对CAD/CAM应用软件的功能要求。选择软件时,应当注意综合性能的对比,保证软件功能齐全、商品化程度高,特别应当注意功能能够满足自己的需求。某些软件的单项功能较强,而在其它方面功能较弱,往往会影响用户的应用。模具专家罗百辉认为,选型时主要从以下几方面考察软件的功能:(1)基本建模能力,包括3D建模的草图设计、实体建模、特征建模、曲面造型、系列化设计、工程更改,工程制图的自动生成2D图纸、各种剖视、尺寸与符号标注、中文输入、符合国标,装配设计的装配工具、配对操作、爆炸操作、装配管理、生成装配明细;(2)系统辅助特性,包括界面与操作、图形显示能力,二次开发工具、标准件库与建库工具,版本兼容、图形数据交换、数据管理;(3)专业过程工具,包括工装模具设计管路设计与布线设计以及其它专业化软件包;(4)工程分析,包括有限元分析的有限元前后置处理、有限元计算器,机构分析,其它工程分析软件及接口;(5)数控加工,即数控编程、后置处理、加工模拟仿真;(6)高级建模能力,具有现代产品设计技术、方法、工具。
2.2 软件的开放性
    要求软件具有开放性,用户可以方便地把自己的内容加进去,以便使用中对系统进行二次开发,修改和用户化满足本单位的特殊需要。系统应该提供二次开发工具,允许使用者编写程序存取和管理CAD/CAM数据库,为专门的应用领域对命令菜单进行用户化。系统应能容易地完成某类用户的思维、工作方式改造的工作,并集成到CAD/CAM软件中,而且要求二次开发工作量越小越好。系统开放性的另一个重要体现是标准化程度,标准化程度越高,系统的通用性越强、兼容性越好。系统的灵活性也是开放性的一个标志,我们需要的是一个十分灵活的系统,它可以调整以适用于企业的要求。
    2.3 人机界面
    漂亮的图形界面只是一种表面形式,CAD/CAM软件的核心不是界面而是功能,首先是好用而不是好看。对界面的评价应当从如下几个方面考虑:界面是否统一、一体化,界面是否易学易用,使用一个功能需要多少次操作,是否具有帮助功能,菜单层次的数量,是否具有UNDO和REDO功能,图形操作是否简单、方便,输入手段是否多样、方便,光标选择与键盘命令是否可以同时操作,视图切换是否方便、快速,国外的系统是否已经汉化。
    2.4 软件与硬件的匹配
    不同的应用软件,往往要求不同的硬件环境支持,如内存空间的大小和操作系统等。另外,为了发挥CAD/CAM系统的综合性能,不同档次的计算机/工作站应配置相应档次的应用软件。
    2.5 软件公司的实力和技术支持能力
    软件公司的背景对软件的前途有很大的影响。软件公司有两种,一种具有工业企业的背景,它推出的软件对某些行业具有很好的适应性,但在产品的推广、商业化差些,所以需要多考虑其产品的生命力。另一种是单纯的软件公司,产品的商业化较好,升级换代有保证。模具专家罗百辉表示,不管是什么制造商,如果其发展前途和规模存在问题,在选型时就一定要慎重。
    CAD/CAM是一项高技术,需要完备的售后服务与有效的技术支持。因此,选型阶段不仅要考察软件的功能,还应考察供应商的技术支持与服务能力。技术支持能力强的,能够帮助用户很快地掌握软件,及时解决应用中遇到的难题,能够在短时间内产生经济效益。技术支持服务大体包括:软件系统的升级,开发商应有雄厚的研发实力,不断推出新功能、新版本;素质高、经验丰富、响应快、态度好的技术支持队伍,负责维护系统的正常运行,帮助解决应用中的问题,协助用户进行二次开发;完备的培训体系;提供信息发布、咨询、交流的方式与渠道。
 
3 硬件系统
    选择了系统的软件后,就要根据软件选择与之相匹配的硬件。计算机硬件平台是CAD/CAM技术的基础,把握硬件平台的发展趋势,选准未来的主流产品,是系统选型最基础的工作。
    3.1 系统组成和要求
    CAD/CAM系统对硬件环境的配置要求是比较高的,一般需要较快的运行速度,较大的内存空间与硬盘容量,高性能的图形显示,快速的网络传输。模具专家罗百辉认为,硬件性能将直接影响CAD/CAM软件功能的发挥,硬件配置应服从于CAD/CAM软件功能,应与处理数据的复杂程度与规模相匹配。主要应满足以下要求:具备高性能的数字计算能力和图形功能;主机应具备大容量的内存和硬盘;软件具备批处理方式与交互方式;有良好的工程数据库管理能力和灵活的联网功能;硬件应具备丰富的软件资源,属当前主流机型并具发展前途;系统应提供利用现有资料的途径,即硬件应提供异刑机的联网能力,软件应具备对现有软件资源的接口能力;硬件系统应从图形输入、图形处理直至图形输出全过程进行配套选型,并充分注意矢量化输入没备的选择。
    3.2 硬件配置
    一般中小企业都配有不同档次的微机,有的已在内部连接成局域网,部分单位配有较高档次的工程工作站。在组成CAD/CAM系统时,要充分利用现有资源配备硬件系统。目前,可用于CAD/CAM应用的硬件系统有两大类:微机(PC)和工作站。
    3.2.1 微机工作站
    传统的方式是使用工程工作站,但由于价格昂贵和使用复杂,近年来较少使用。随着微机性能的不断提高,现在高档微机系统的计算能力已接近低档工程工作站,能够承担普通的工程设计任务,已成为主流的CAD/CAM应用平台。用户可以用较低的成本配置系统,为中小企业广泛应用CAD/CAM提供了条件。
    3.2.2 工程工作站
    工程工作站拥有比微机更加优越的综合性能,仍然占有一定的市场份额。尽管现在高档微机的计算能力已可向低档工程工作站发出挑战,但由于工程工作站在系统设计时充分考虑了数值计算与图形处理能力,而且价格不仅较专用CAD/CAM应用系统便宜,就是与高档微机相比也不是显得很贵,值得在中小企业的设计部门应用。
    工程工作站主要有两大类,一类是Windows NT工程工作站,另一类是UNIX工程工作站。目前,市场上的工程工作站主要是SUN、HP、IBM、COMPAQ(DEC)、SGI五大厂商提供的产品。
    3.3 网络配置
    计算机网络有两大优势,即实现资源共享和加强员工之间的通信能力。使网络上的所有用户可共享网络上的各种外部设备,也可以共享服务器上的各种系统软件和应用软件,方便同组成员相互交换各种信息数据,互相调用图形和数据。现在用于微机联网的主要网络管理系统是Windows NT,大多数CAD/CAM软件都有可供网络使用的版本。工程应用的特点要求网络系统具有高可靠性、大数据传输率和良好的可扩充性,在兼顾这些性能要求的前提下,选择价格低廉易于实施的方案。目前,高速以太网、快速交换以太网、FDDI、ATM等高速网络技术日趋成熟,它们足以满足现在及未来几年内的性能要求。
    中、小企业网络用户都不多且较集中,在众多的局域网技术中,最适合中小企业设计部门选择的首推高速以太网。它兼容以前的10BASE-T网络,技术成熟、便于维护、成本低,可随意运行Netware等网络操作系统,能保征每个用户有足够的网络传输带宽传输数据。快速交换以太网在以前以太网络基础上加以少量的改造,添加网络交换机即可,升级能力比较强,在此基础上可以很容易地组建虚拟局域网VLAN。快速交换以太网是5~20人CAD/CAM设计室的最好选择,配置时需购买服务器、网络集线器、双绞线和RJ-45插头,最好选购速度快、存储量大的服务器。
 
4 系统硬件与软件的匹配
    在CAD/CAM技术应用初期,硬件和软件是一一对应交织在一起的封闭系统,20世纪70年代的小型机系统是典剖代表。随着CAD/CAM技术的进一步发展,软件逐渐独立于硬件,现在软件与硬件的关系是一对多的关系,即一套软件可适用于若千种型号的计算机。但对于一套具体的软件来讲仍然有一定的方向性,即它只能在某些硬件上运行,而不是在所有硬件上都能够运行。因此,在选择系统时一定要注意它与软件的匹配问题。
 
5 系统的升级与扩充
    CAD/CAM硬件投资较大,要真正在中小企业中充分发挥作用,有个较长的过程。如果初期就购买太多的设备,投资大而且技术和人员难以跟上,可能会造成设备利用率不高,计算机的飞速发展极易导致设备的贬值。在选配系统硬件时,要充分考虑分阶段逐步扩大系统设备的可能性。
    为了做到系统的升级与扩充,在开始建立CAD/CAM系统时,就必须拟订一个发展CAD/CAM技术的长远规划和分阶段具体实施计划。普通中小企业应用CAD/CAM,通常分为二维图形设计绘制、三维图形设计绘制、CAE应用、PDM应用几个阶段。要明确每个阶段要达到什么目标、需要什么设备,避免后购买的设备与已有的设备发生不兼容的问题。
责任编辑:刘谊萍
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