淺談制造業3D設計平臺建立方法

江邊鳥 · 發表于 2009-3-23 12:49:45

隨著社會的發展和計算機軟硬件的突飛猛進，機械設計領域的設計工具也在飛速的發展，從2000年開始，國內的制造業的設計系統就開始逐步的轉換到3D時代；現在大部分企業都或多或少的在應用3D設計軟件，如PRO/E、NX（UG）、CATIA等高端平臺的設計軟件，SolidWorks、Invertor、Solidedge等中端平臺的設計軟件都在不同的領域有這豐富的用戶群，3D設計軟件的應用領域也有大型、軍企等往中小型民營企業推進。
現在中小型民營制造業企業的設計特點是：
1：產品的品種相對單一、但必須滿足客戶的細節要求，也就是說在細節上又有很多不一樣的地方，變種很多；
2：模具、工裝基本由本企業的人員設計開發，模具的開發難度不大，大部分都是模仿性或者重復性的設計，原創性設計很少；
3：有大量的二維圖紙，大部分設計人員對3D軟件的應用經驗較少；
4：設計部門的領導層對3D設計軟件的作用和特點缺乏了解。
以上特點就決定了在企業推廣應用3D設計軟件的過程中，會出現很多問題，諸如：“3D的設計軟件不如2D的好用”、或者“我用2維的能夠進行更快速的設計”等等，有工程設計人員的抵觸情緒也有領導層的種種誤解。總的來說還是因為對3D設計的特點、作用缺乏了解所致。
3D軟件的設計優點在這里就不一一重復的了，介紹性的資料很多，諸如：可視化、關聯設計、干涉檢查等等，有許多2D設計沒法比擬的優點，但為什么許多企業在推廣3D過程中遇到哪么多的問題？導致進度緩慢？企業該如何去正確的推廣3D的設計平臺？
一 3D設計平臺構建的過程：
筆者總結的3D設計搭建的3D設計平臺的基本過程如下，分三步走：
3D設計平臺比2D的設計平臺要復雜的多，因為2D和手工的繪制習慣沒有本質的區別，所以使用人員只需要熟悉設計工具即可。而3D的設計平臺的導入就復雜的多，這里除了使用設計思維的變化、設計習慣等問題，還有軟硬件平臺、企業環境等額外因素。所以真正意義上的設計平臺是不可能一步就能完成的，需要逐步的導入和建立。
第一階段：3D設計的導入階段
1.1 評估需求：
在上3D平臺前的評估十分重要，有沒有必要上？上了有那些優點？能給企業帶來那些效益？目前推廣可能存在的問題？（人員素質、資金、領導層的認識等）。
1.2 軟件的選型：
現在的3D設計軟件很多，有高端的，有中端的，需要根據企業的設計特點和內外部環境以及企業的實力進行選擇，起始時除非有經驗豐富的人員評估，否則需要選擇2~3款軟件進行評估。
1.3 軟件測試：
這個環節，很多企業都忽略了，很多企業都是聽別人說或者銷售說，具有某某優點，滿足某某需求等，就忽略了實際的測試過程，測試的人員需要至少進行3個月以上的應用，根據企業的設計特點和設計過程進行綜合評估。
1.4 確定軟件
根據測試人員的測試數據和結果，對測試的產品進行評估。軟件確認時的幾個要點：
A：能夠滿足企業的設計需求？
B：是否易學易用？
C：與相關的CAM、CAE、PDM/PLM，ERP等的配合是否有問題？
1.5 成立應用小組
在選定軟件后，由各設計部門抽調精英人員（學習能力強的，有上進心的人員）組成一個小的項目組進行軟件的學習、測試及日常設計應用的大規模測試，將可能在應用過程中的問題點在這個時間段解決掉。
1.6 總結應用經驗
小組在測試完成后，保證在各個設計組的日常應用不存在重大的技術問題后，總結不同部門的應用特點和測試過程中的經驗教訓，評估軟件的使用的問題點和優劣，將小組人員確定為種子用戶，使其下面企業的大規模應用時各個設計組的“應用專家”同設計組內遇到的問題由種子用戶負責解決。
1.7 企業的整體推廣：
在種子用戶回到各個設計部門后，企業指定整體的教育培訓計劃，在3~6個月內將企業的設計平臺轉變到3D上。
第二階段：效率提升階段
企業花費了這么多人力物力引進3D軟件后，不是拿來炫耀的，而是應實實在在的見到成效，見到效益，否則就是“失敗”3D設計的好處有很多，但是確往往降低了設計的效率，對計算機的硬件要求也比2D高，而且對應用人員的要求也高，企業無形中的支出成本會增加；企業又缺少規劃和管理，還再用2D的經驗去應用3D軟件，往往會降低設計的效率，雖然可能會提高設計成功率降低設計失誤。所以3D軟件大規模應用后，就存在一個如何提高設計效率的問題。
2.1 基于3D特點的標準化的建立
設計效率的提升離不開企業的標準化，沒有標準化也就沒有效率，所以如果企業沒有標準化體系，首先第一步就要進行企業級標準化的建立，而且是基于3D特點和計算機設計與管理特點的標準化的建立，在這里我們就不詳細的論述如何建立標準化了。
2.2 標準件庫的建立
有了標準化自然就有標準件，一般企業的標準件可以分為3類：
A：國標件
B：采購件（外企標準件，如MISUMI等）
C：企業內標準件（企業自己的標準件）
2.3 設計庫的建立
根據各個設計組的設計特點，創建設計庫，用過3D軟件的人都知道，在創建單零件級別的零件時，熟練的畫制圖形也許2D和3D的時間不會相差很大，但是如果對現有圖形進行修改，3D的優勢就很明顯，在設計意圖不變的情況下，大部分的設計只需要更改參數（3D設計的尺寸驅動幾何體技術）即可完成設計，BOM和工程圖和刀路等都能實現自動變更，所以設計庫就是基于以上特點進行建立。將有代表性的零件、裝配體單獨出來創建設計庫，這樣在設計類似的產品時，直接Copy模型進行修改，即可完成設計。
設計庫中的零件建模的思路要合理，并且盡可能多的應用方程式、約束、關聯設計等要素，實現模型一定程度上的自動化，如更改一個尺寸后，相關的尺寸通過方程式、約束等自動變更。這些元素的應用，除了簡化模型的更改設計，而且固化的大量的設計經驗和設計公式在其中，降低了普通人員的設計難度和設計失誤的發生。
2.4 設計庫的應用
設計庫創建后，需要有專人進行維護，不要將普通的模型隨便的“丟“進來，需要有專人對其進行優化和整理，最大程度滿足模型的可讀性、可被更改性和自動化。設計主管和領導也要監督普通的設計人員最大程度利用設計庫進行設計，以提高設計效率和設計的標準化。
第三階段：企業自己的3D設計平臺
第二階段效率雖然有一定程度的提升，但是設計人員還是需要去讀懂模型，需要去手動的修改尺寸，需要做很多不必要的重復性勞動，所以此時要想進一步的提高設計效率，就需要建立企業自己的3D設計平臺。
3.1 總結設計庫成果
設計庫的積累過程很重要，沒有這個過程就需要去總結設計特點、設計經驗有了設計庫，此過程就比較簡單了，將設計庫中模型的更改元素抓出來，總結并歸納整理，為下一步企業系統的設計提供第一手的資料。
3.2 系統設計
基于總結和整理的文檔，設計系統的架構、界面等，這個需要系統設計人員的參與。
3.3 開發系統
這個過程有兩種方案：
第一種是企業自己基于3D軟件開發系統，優點是系統的界面會很直觀，效率會高一些，缺點是，一旦程序開發好，更改就比較困難，而且需要專業的程序開發人員。
第二種方法是使用現成的解決方案，直接定制就可以，如SolidWorks平臺下的DriveWorks。通過這種軟件，普通的設計人員就可以定制了，不需要專業的開發人員和開發工具，而且維護建議，操作簡便，缺點是，界面可能不是很直觀。
3.4 系統測試
系統開發完畢后，有各個設計組的關鍵人員進行應用測試，及時解決出現的問題。
3.5 應用設計系統
系統測試完成后，普通人員只需要輸入設計參數，即可完成設計，最大程度上提高設計效率。
二在實施過程中的注意事項：
1 正確認識需求和效益：
設計部門的直屬領導層要正確的認識企業的需求，認識3D設計平臺的優點和給企業帶來的好處，要綜合考量整個設計開發流程在引入3D設計后能夠給企業帶來那些效益，如果本企業的設計特點決定使用3D設計沒有效益或者效率很差，那就建議不上，不能夠為了所謂的業績或者“政績工程”而上3D的設計平臺。
2 推廣過程不易太急
經過綜合考量后，認識到3D設計平臺的優勢，決定將設計推廣到3D平臺后，要加強宣導，培養種子用戶，開始進行試點。之所以進行這一步，是為企業培養應用人才，現在大部分的3D軟件商在實施軟件導入時，都強調所謂的“一把手”工程（幾乎所有的計算機系統的導入試試都強調“一把手”，這是種很不正常的現象），之所以強調一把手的作用，就在于企業沒有經驗豐富的應用人員，也沒有統一認識，企業設計人員學習熱情很差，思想上有抵觸情緒；所以上3D平臺應由點到線，由線到面，逐步推廣。
3 根據本企業的設計特點和標準化，構建設計庫和標準件庫
基于制造業的特點，設計過程基本為重復性設計，根據產品的類似程度，分類、總結、并利用3D軟件的關聯性、尺寸驅動幾何體的優勢，構建設計模板庫，設計庫可以是單零件級別的，也可以是部件或者總裝級別的，需要根據企業的設計特點決定。設計庫的構建過程是統一設計思路，集成設計經驗的過程，3D模型的構建過程本身就是經驗的一種積累，配合方程式、配置等功能及設計的標準化，大部份的零件就是更改幾個參數就完成設計，而不是從頭到尾的重新建模。要充分利用3D設計的“尺寸驅動幾何體”技術（靠更改現有模型的參數完成設計），構建豐富的設計庫，要把70%以上的設計納入到設計庫，使得大部分的設計過程中的重復性工作去除掉，提高設計的效率。
4 建立培訓和溝通機制
在剛開始使用3D軟件的人員和熟練使用3D軟件的人員，工作的效率是相差很大的，3D軟件對使用人員的素質要求比2D要高很多，比如說：一個2D模型，所有人基本上都會畫3視圖，繪制的過程基本上不會有太大的區別（最多就是技巧性的區別），而3D的模型則要負責的所，構建模型是思路最重要，還有對各種工具的數量應用，同一零件不同特征的關聯關系，以及不同零件的關聯關系，零件的可更改性等等因素決定了即使一個同樣的模型也會體現出繪制人員不同的素質。所以培訓和溝通很重要，要定期的舉辦企業內部的學習交流活動，增強人員的應用素質，不要掖著藏著，不要掩蓋問題，要勇于暴露自己的問題。要不斷進取，自我改變。
以上四點，簡單的總結了在導入3D設計軟件時，一些需要注意的地方，3D設計平臺的構建過程是不可能一蹴而就的，企業要有耐心，工程設計人員要有自信心和進取心，方能真正的從3D平臺中獲益。

深南大道 · 發表于 2009-3-23 20:47:22

貌似很理想，其實在中國，除非很大的公司，否則很難做到這些。。。

寂靜天花板 · 發表于 2009-3-26 10:57:33

基本就看公司的高手用的是什么3D軟件，如果用SW的多，就用SW；如果用inventor的多，就用inventor，不過inventor因為與autodesk的反盜版策略聯系在一起了，用戶買inventor，autodesk就不追究用戶盜版autocad的責任了，結果恰恰相反，用戶全買了SW了。

ytysy · 發表于 2009-3-26 14:10:34

隨時計算機性能的提高和普及，3d肯定會逐步取代2d，尤其是隨著設計庫的廣泛建立，出圖效率可以大大提高。同時帶來的好處是加工出錯率可以有效降低，三維效果的展現更可讓非專業人員參與進來，產品當然也會更加完美。

		自動登錄	找回密碼
密碼			注冊會員

久久久国产一区二区_国产精品av电影_日韩精品中文字幕一区二区三区_精品一区二区三区免费毛片爱

淺談制造業3D設計平臺建立方法