浅谈企业三维标准化设计平台的搭建

一、国内三维CAD应用现状

    基于三维模型的产品设计与制造已成为我国制造业的主流模式，由于产品三维模型具有可视化、数字化和虚拟化等特点，使其成为产品开发各环节( CAD、CAE、CAPP、CAM 等) 不可或缺的基础载体。虽然三维CAD已经进入普及时代，但事实上，很多企业的三维CAD的应用只是停留在简单的软件功能应用和产品造型上，三维CAD的应用并没有达到企业预期的效果。很多企业采用三维设计软件后的很长时间内，三维应用水平始终停滞不前，无法实现全三维数字化设计。同时，产品设计效率不但没有提升，反而有所下降，如何更好的搭建三维标准化设计平台，是大多数企业普遍面临的最为迫切的问题。

二、搭建基于三维的标准化设计平台，你准备好了吗？

    搭建基于三维的标准化设计平台，你准备好了吗？笔者曾经针对这个问题，走访了国内的30多家大中小型企业，没有得到肯定的答案。究其原因，这些企业在搭建基于三维的企业设计平台的过程中，普遍面临如下几个问题：

    1.一般而言，产品方案设计（概念设计）阶段的设计周期非常短，使用三维CAD进行产品方案设计无法满足设计周期的要求。

    2.国内大多数企业的加工制造阶段还是依赖于二维工程图纸，目前主流的三维CAD软件的二维工程图功能不完善，无法满足企业要求。

    3.大部分企业的产品设计过程都是“相似设计”，改型和变型的产品比较多。大部分企业长期积累了大量的二维CAD资源库，设计借用和调用方便快捷。相反的，三维CAD资源库的建立过程复杂，建立周期较长，不能满足企业当前的设计需要。

    4.三维CAD软件运行速度较慢，特别是大型装配体，对计算机软硬件的配置要求较高，企业需要投入大量的资金进行硬件改造。

    5.三维CAD所生成的设计数据后期很难重用，模型修改容易出错。

    6.三维CAD软件的操作者培养周期长，大多数企业的人员流动大，经常会面临“无人可用，无人能用”的尴尬局面。

    综上所述，我们来总结一下企业使用三维系统的过程中为什么会举步维艰？概括起来无非是如下几个个方面的问题。

    1.缺乏标准化设计的理论和方法

    2.没有企业统一的规范体系

    3.没有建立通用元素库，三维CAD设计效率低下

    4.不具备企业知识继承体系。

    机械产品本身的最大特点是存在着相似性。研究和统计分析表明，在新产品开发中，约40%是重用过去的部件设计，约40% 是对已有设计部件的微小修改，而只有约20% 是完全新的设计。通过成组技术、标准化技术和模块化技术，可以把90%的结构要素标准化，把60%-70%的零件规范化，把这部分零部件模块化。这部分标准化、规范化和模块化的零部件是产品设计的基础，可供设计者选用。这些零部件一旦选中，其数字化模型、图纸、工艺、制造代码、工装、量具都是现成的，无需设计或制造，可直接开始生产。因此，只要按相似性原理做好产品的成组化、标准化和模块化设计，就可以将重新设计的零部件数量控制在10%-20%范围内，其余零部件的结构设计、工艺设计、工装设计和数控代码设计等都可以省略，这就能大大缩短产品的设计周期和开发周期，提高整体的效率。因此，提高企业产品设计的整体效率而言，需要应用三维CAD技术来实现成组技术、标准化技术、模块化技术以及其他先进的设计和制造技术，这是二维CAD软件没有办法实现的，这也就是大部分制造企业已经从最初的二维CAD制图转向了三维CAD应用的最根本的原因所在。