基于并行工程的近视治疗仪开发

　　1 引言

　　长期以来，并行工程被认为是对产品及其相关过程进行并行、集成化处理的系统方法和综合技术[1]。它要求产品开发人员尽早地考虑产品整个生命周期中的所有因素( 包括设计、分析、制造、装配、检验、维护、成本和质量等) ，其目的是要在初始设计阶段识别出产品整个生命周期的关键因素，并用它们来指导设计决策，使产品开发能够获得较大程度的并行性，在优化和重组产品开发过程的同时，实现多学科、多领域专家群体协同工作，以达到提高产品质量、降低成本、缩短开发周期的目的。

　　2 基于并行工程和三维软件的近视治疗仪开发

　　图 1 是 Pro/E 软件下建立的某型号近视治疗仪的三维图，其治疗原理是簧片上安装按摩球( 其上有中药) ，通过按摩拉动睫状体，使睫状体曲度变小，改善近视眼睫状体曲度变大的情况。

　　2.1 近视治疗仪结构分析

　　该近视治疗仪结构可以分为内壳、外壳金属簧片和眼距调节片等几部分，内壳、外壳为塑料件，适合用注塑模具成型，簧片和眼距调节片适合用冲压模具成形。

　　2.2 近视治疗仪产品的并行开发

　　产品并行开发作为并行工程理念的最好实践方式，对于企业有效快速地响应市场，提高核心竞争力有着重要的意义[2]。在三维软件强大功能的支持下，该近视治疗仪主要零件的模具可以并行开发。基于并行工程和 Pro/E、Master CAM 三维软件的近视治疗仪各零件模具设计与制造流程如图 2 所示。

　　对于每个零件，其模具设计与制造又可以并行，治疗仪外壳模具并行设计与制造流程如图 3 所示。

　　由图 2 可知，该近视治疗仪模具设计与制过程造中可以实现以下几方面的并行。

　　1) 模具设计过程的并行

　　以治疗仪外壳为例，在三维软件支持下，设计师先构造出零件的三维模型，然后由不同的设计者分别进行分模( 模面设计) 和模具结构设计，工艺师同时进行工艺设计。其他设计者利用统一的数字化模型进行工业设计工程分析、产品评价等相关阶段并行设计。设计完成后，利用仿真模块进行虚拟制造和流动模拟，及早发现设计中的问题，真实模具制造之前就进行修改。任何一个模块的变动能及时反馈给其他的模块，保持设计的一致性和关联性。模具结构评价CAE 的数据也能及时反馈给各个设计模块[3]。近视治疗仪外壳零件模具如图 4 所示。

　　2) 模具加工的并行

　　模具零件三维模型可通过计算机软件( 如 MasterCAM) 生成相应工艺参数，然后进行加工，为了缩短模具加工周期，各个不同零件的传统加工、NC 加工并行，同时还可以进行标准件的采购工作。