模具企业的CAD/CAM/CAE软件选型分析

    许多制造业企业的生产模式向单件小批量多品种方向发展，企业的产品型号更新换代速度日益加快。企业越来越认识到CAD/CAE/CAM实施的重要性。CAD/CAE/CAM的实施目标不难实现，关键在于“效果”。达到这一目标的关键是四要素：规划、工具、人和供应商。
    规划：结合企业未来的发展方向，从解决问题的角度确定CAM的实施规模和功能要求，不受其他非需求因素的影响。
    工具：指CAD/CAM/CAE软件系统，以上我们提到的软件种类就有十几种之多，每种软件具有不同的定位和应用范围，选择一个在模具行业中具有广泛应用的软件，是本行业的首选和主流软件，是选择工具的基本原则。
    人：是设计环节中重要的因素，要考虑到使用软件的人的专业水平、使用习惯等因素。以及专业技术人员的培训。
供应商：是提供CAD/CAM/CAE 软件和服务的公司，选择的原则有：对企业整体CAD/CAE/CAM及计算机网络的规划能力，对CAD/CAE/CAM系统掌握的水平如何，有无实施实际工程的经验，本地化服务能力如何，有无专职胜任的技术人员，已有客户层次、数量及其评价。
    一、模具企业选择CAD/CAM/CAE软件的方法和步骤
    软件系统在功能实现上一般都分为两个步骤：首先根据所加工零件的结构特征，结合工艺决策（包括刀具选择、进给量等工艺参数的决定），生成描述加工过程的刀具轨迹信息文中，这一过程被称为前置处理，然后是根据刀轨迹信息及特定机床的性能参数要求和该机床所配置的数控系统的特性要求生成针对该数控设备的数控加工代码，这一过程为后置处理。
    （一）前置处理方面
    1.考虑系统的数据输人接口。
    由于产品设计工程师和加工程序设计工程师可能不在一个技术部门工作，采用的可能是不同的软件系统，这就需要CAM软件的数据输入接口应该能够正确读取各类CAD系统的模型文件，特别是用户正在使用的CAD系统的设计结果。大多数的CAM软件都能提供多种格式的数据输人接口，但不同的CAM软件所“专长”的数据格式不同，支持的程度也有所差异，这就需要作进一步的详细了解。
    2.加工支持的走刀方式以及其他一些工艺适应性。
    机械加工工艺支持非常重要，走刀形式跟加工出来的表面质量有很大的关系。如铣削加工，单纯的往复走刀行切，对于平面轮廓加工的质量还可以，但是对于曲面轮廓，需要沿轮廓线进行环形走刀行切才可以达到较高的表面加工质量，而且对于同一个零件，可能在不同的部位需要不同的走刀方式。又如，对于零件两个面之间的衔接部分，系统是否提供良好的“清根”编程。除了走刀方式之外，也要注意到软件是否提供过切保护、刀杆的干涉检查甚至是加工过程的模拟仿真等辅助功能。
    （二）后置处理方面
    好的CAM软件，对于各类数控机床能够提供开放式的后置处理自定义功能。如一些优秀的CAM系统，采取问答交互的方式，帮助用户定义特殊的后置处理功能，使普通用户能非常方便地完成复杂的后置处理自定义过程。
    （三）综合性能方面
    1.系统功能与能力配置。
    要根据系统的功能要求确定系统所需要的软件模块和规模。
    2.与硬件匹配性。
    不同的软件往往要求不同的硬件环境支持才能使软件运行可靠，不死机。
    3.易学易用性。
    友好的操作界面及简洁实用的操作方法，对于使用者来说是一个无形的帮助，windows系统澡作风格的软件，不用培训就可以摸索着进行操作，比Unix系统上并发的软件容易学习和使用。软件功能及操作的简洁也非常重要。有些CAM软件.功能比较强大和齐全，但操作起来感受像走迷宫一样，需要较长时间的学习，影响使用效率，无形之中增大推广和普及的难度。
    4.发展性 。
    选择的CAM软件，要具备技术的前瞻性，充分考虑该系统的可扩充性和长远发展。所选软件应具备升级能力，便于系统的应用和扩展。除此之外，也要考虑供应商的发展变换趋势、信誉、经营状况和售后服务能力，是否具有维护服务机构、手段、维护服务响应效率，能否提供有效的技术支持、培训、故障检修和技术文档资料，产品的市场占有率和已有用户的反映情况等。
    5.软件性能价格比。
    与硬件系统一样，同样功能的软件，不同厂家生产的在性能和不同供货渠道上，价格有很大的差异。
    6.二次开发能力与环境。
    为高质、高效地充分发挥CAD/CAM软件作用，通常都需要进行二次开发，要了解所选软件是否具备二次开发的可能性，开放性程度，所提供的二次开发工具，进行二次开发所需要的环境和编程语言。有的支撑软件提供专用的二次开发语言，有的采用通用的汇编语言进行二次开发，前者的专业性强，学习和培训量大，但使用中效率较高，而后者则相反。
    二、中小型模具设计企业CAD/CAM/CAE系统配置实施方案
    中小企业与大型企业相比，在资金实力、技术水平、规模效应等方面处于劣势，但中小企业对市场的反应比较灵敏，为了生存与发展，它们必须抓住每一个机会，及时推出适合市场需求的产品。
    （一）硬件配置
    微机工作站：现在的高档微机系统，其计算能力已接近低档工程工作站。能够担负初级的工程设计任务。对于进行工程设计的微机，其硬件应满足以下要求：
    CPU至少为Pentiuml（主频350MHz以上），有条件的可配多处理器；内存至少为64兆字节，最好选用大厂生产的l0MHz同步ECC内存以提高可靠性并加快存取速度；硬盘容量应大于9千兆字节，硬盘的控制接口最好采用SCSI II接口以加快存取速度并减少CPU的占用时间；有图形加速功能，配专业图形加速卡；l7时以上专业型图形显示器；工程图扫描输人设备及矢量化软件系统。
    （二）系统软件
    网络操作系统宜选用Windows NT，一是操作简便，更重要的是可以节省一台专用服务器。使用国产软件首先可以获得良好的技术支持服务，厂商还可提供一揽子解决方案；其次。全中文、符合中国人习惯的使用界面可大大减少操作人员的培训时间.国外的CAD软件动辄就要上万元人民币，而国产CAD软件只要几千元，有的仅售几百元。值得一提的是，CAD/CAM软件不同于游戏软件，一定不能贪图便宜购买盗版。否则轻则影响效率、重则给企业带来无法估量的损失。
    （三）图形软件
    企业需要根据自己的需求，不要盲目追大求全，看是否确实存在对三维软件的需求，或者这种需求的比例。如果在较长时间内并不存在对三维CAD软件的需求，那么是役有必要购买三维软件的；如果对三维软件使用很少但又必不可少，那么可以考虑大部分购买二维软件，同时购买适量的三维软件。也不能盲目追求价格便宜买盗版，会造成无针对性、稳定性差，反而提高成本。
    因此CAD系统选型要从基础作起，一步一步来，切忌盖空中楼阁。一般广义上的企业CAD应用为四个步骤：
    1.二维图形设计绘制，一般为实现“甩图板”的初级目标；
    2.三维图形设计绘制，是更进一步的应用，但还未超越基本目标；
    3.CAE应用，通过计算机辅助分析，可使设计者不仅知道怎样设计产品，而且明白为什么这样设计，从而可进一步完善产品细节；
    4.PDM应用，对产品数据进行管理，CAD应用经验积累到一定的基础，使之发生质变，真正实现设计制造的系统化。
    针对目前CAD市场比较混乱的情况，给选型的CAD用户提出几点建议：首先分析自己需要汁么，然后再去买什么，千万不要去做什么“一步到位”的事，事实证明，企业要真正用好CAD，需要一个长期的过程，非一日一时之功可实现；另外，还得多做调研，向有CAD使用经验的同类企业多做咨询；最重要的一点，提供软件的厂商要有良好的发展前景和企业信誉，能提供周到的售后服务和升级、排除障碍等技术支持。
    （四）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。通过网络可将CAD系统与信息管理系统连接起来。例如信息管理系统可以通过接口程序读取CAD系统中工程图样、明细表的数据(如各零件的名称、规格、数据材料等)，而采购供应部门可以及时获悉生产制造部门需要何种品种、多少数量的原材料。
    选择价格低廉易于实施的方案是中小企业的设计部门最为可行的。一般中、小企业网络用户都不多且较集中，属于局域网。目前，高速以太网、快速交换以太网、FD-DI、ATM等高速网络技术日趋成熟，它们足以满足现在及几年内的性能要求。“快速交换以太网”是中小企业的一个不错的选择，能力比较强，容易地组建虚拟局域网VI-AN，是适合于5一20人CAD/CAM设计室的很好选择。实现这种网络，需购买服务器，最好选购速度快、存储量大的服务器；需配备网络集线器、双纹线和RJ一45插头若干。