縱觀企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的發(fā)展歷史，我們經(jīng)歷了從手工繪制圖，二維計(jì)算機(jī)繪圖，到三維設(shè)計(jì)。二維的大面前推廣應(yīng)用，為企業(yè)快速提高設(shè)計(jì)速度做出了重大貢獻(xiàn)。三維設(shè)計(jì)對(duì)提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、建立新的設(shè)計(jì)理念起到了一定作用。然而與企業(yè)預(yù)期的目標(biāo)有很大的差距。今后企業(yè)三維設(shè)計(jì)將如何發(fā)展，讓三維軟件在設(shè)計(jì)生產(chǎn)中真正發(fā)揮效益，值得探討。

一、目前存在的問(wèn)題

    1、二維設(shè)計(jì)理念根深蒂固。相當(dāng)一部分設(shè)計(jì)師用著三維設(shè)計(jì)軟件，設(shè)計(jì)理念仍然是二維的。三維設(shè)計(jì)是讓軟件本身參與到真正的設(shè)計(jì)過(guò)程中來(lái)，設(shè)計(jì)者通過(guò)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的構(gòu)思，并對(duì)設(shè)計(jì)構(gòu)思在結(jié)構(gòu)上、機(jī)械性能和物理化學(xué)性能上進(jìn)行不斷的檢驗(yàn)。單純把三維軟件用于繪圖，是對(duì)設(shè)計(jì)資源的浪費(fèi)，這也是我們以往推廣應(yīng)用的一個(gè)誤區(qū)。

    2、三維數(shù)模制造部門沒(méi)有利用。設(shè)計(jì)部門雖然已經(jīng)利用三維軟件設(shè)計(jì)了零件，但是發(fā)送到到車間的仍然是二維圖紙。制造部門需要在消化設(shè)計(jì)圖樣的前提下，重新錄入數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的重新錄入一方面加大了工藝師的工作量，另一方面也會(huì)帶來(lái)重新錄入數(shù)據(jù)出錯(cuò)的可能。

    3、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)急需梳理，設(shè)計(jì)重用率、標(biāo)準(zhǔn)化率低。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的不斷深入，設(shè)計(jì)周期原來(lái)越短。設(shè)計(jì)車型越來(lái)越多。設(shè)計(jì)沒(méi)有時(shí)間將成熟的產(chǎn)品線、車型、結(jié)構(gòu)、零部件進(jìn)行梳理。接到訂單，為了趕進(jìn)度搶時(shí)間，設(shè)計(jì)師往往是拷貝相似的幾何圖形，修改生成新的圖形，不斷重復(fù)發(fā)明“新”的零部件，造成了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)空前的膨脹。這樣的設(shè)計(jì)模式，設(shè)計(jì)周期縮短了，后續(xù)的工藝、采購(gòu)、制造部門所需的時(shí)間卻大大增加了。車型設(shè)計(jì)的重用率、標(biāo)準(zhǔn)化率大大降低。直接造成了企業(yè)現(xiàn)在工藝、制造部門繁忙的局面。

    4、缺少企業(yè)級(jí)信息支撐系統(tǒng)PDM。質(zhì)量是企業(yè)生存的根本。單純從下游部門抓質(zhì)量，忽視了企業(yè)上游產(chǎn)品質(zhì)量、特別是忽略了上游產(chǎn)品數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)時(shí)、方便、有效地傳遞到下游，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量起到了至關(guān)重要的作用。缺少統(tǒng)一的平臺(tái)支持研發(fā)、設(shè)計(jì)上游數(shù)據(jù)及時(shí)有效地發(fā)放到工藝、生產(chǎn)下游部門。完全靠一些人為約束、電子表格、流程、部門級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)的發(fā)放，又沒(méi)有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源，遲早要出問(wèn)題的。保證質(zhì)量根本無(wú)從談起。

二、解決方案

    1、樹(shù)立正確的三維設(shè)計(jì)理念。

    二維設(shè)計(jì)模式已在設(shè)計(jì)師頭腦中根深蒂固，真正讓設(shè)計(jì)師樹(shù)立三維設(shè)計(jì)理念應(yīng)該說(shuō)是一項(xiàng)艱苦漫長(zhǎng)的工作。三維設(shè)計(jì)先要建立三維模型，然后將模型裝配，再出工程圖，整個(gè)過(guò)程就比二維繪圖要多花費(fèi)許多時(shí)間。三維設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)不在出圖，而是它的協(xié)同、分析、優(yōu)化、特別是把原來(lái)二維設(shè)計(jì)時(shí)只能在下游工藝生產(chǎn)部門才能發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。用加大設(shè)計(jì)周期換回如此大的產(chǎn)品整體效益的提高是值得的。

    2、將三維數(shù)模直接發(fā)送到車間

    基于三維模型的產(chǎn)品研發(fā)已經(jīng)成為一個(gè)新的產(chǎn)品研發(fā)模式，并成為未來(lái)產(chǎn)品研制方向。隨著數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的廣泛應(yīng)用，三維模型可以替代二維圖樣作為技術(shù)交流和信息傳遞的主要方式，二維圖樣不再是設(shè)計(jì)制造過(guò)程所必需的文件，無(wú)圖的三維模型在許多國(guó)家的合同上已具有法律地位。因此，基于三維模型的產(chǎn)品研發(fā)已經(jīng)成為一個(gè)新的產(chǎn)品研發(fā)模式，并成為未來(lái)產(chǎn)品研制方向。因此企業(yè)現(xiàn)在就應(yīng)為今后的研發(fā)設(shè)計(jì)方式奠定基礎(chǔ)。真正實(shí)現(xiàn)CAD/CAM的有效集成。

    3、規(guī)范設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、重用化率

    規(guī)范設(shè)計(jì)就是將現(xiàn)有的眾多種類的產(chǎn)品進(jìn)行梳理。這是一個(gè)相當(dāng)艱苦和繁重的基礎(chǔ)工作，需要有一個(gè)團(tuán)隊(duì)專門做此項(xiàng)工作，也是實(shí)施PDM的基礎(chǔ)。要將眾多的產(chǎn)品按車型、結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類。歸納總結(jié)出標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)的零部件。設(shè)計(jì)的過(guò)程不應(yīng)該是不斷出“新”的過(guò)程，而是盡量重復(fù)使用典型標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)件及配置的過(guò)程。

    標(biāo)準(zhǔn)化的目標(biāo)是，將某個(gè)產(chǎn)品的基本創(chuàng)新原理，盡可能體現(xiàn)在模塊化組合產(chǎn)品系統(tǒng)的各個(gè)層次中。此時(shí)，不僅應(yīng)該將注意力放在單個(gè)零件和部件上，更應(yīng)該注重可組合的功能模塊。在零件層，應(yīng)該對(duì)整個(gè)產(chǎn)品系列的所有零部件制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其核心任務(wù)是，通過(guò)分析設(shè)計(jì)草圖，檢索幾何形狀相似的零件。找到能滿足功能要求的、尺寸結(jié)構(gòu)相似的的替代零件。例如下圖中對(duì)前6個(gè)零件幾何形狀進(jìn)行分析，在保證功能的前提下，找到下圖中圈紅的零件完全可以替代前面6個(gè)零件。

    圖1 零件幾何形狀分析

    這是完成變形設(shè)計(jì)的第一步。下一步就可以用變形的零件來(lái)構(gòu)建變型的部件。從而形成最高層次的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化還非常有利于產(chǎn)品的制造過(guò)程，較高的零件重用頻率，較短的加工準(zhǔn)備時(shí)間，較少的工裝夾具數(shù)量和較簡(jiǎn)單的倉(cāng)庫(kù)管理就是其中相當(dāng)可觀的效益。一句話，企業(yè)的精細(xì)化工作要從源頭：設(shè)計(jì)部門抓起。

    4、搭建企業(yè)級(jí)PDM系統(tǒng)

    我們的目的是，實(shí)施一條貫通全局的過(guò)程鏈。從而可以對(duì)產(chǎn)品的整個(gè)形成過(guò)程進(jìn)行靈活的控制。所需要的各種信息應(yīng)該跨部門或者跨地域的在正確的時(shí)間，以正確的形式，傳送到正確的地點(diǎn)，供正確的人員使用。PDM系統(tǒng)是各種應(yīng)用軟件的集成平臺(tái)，利用統(tǒng)一的用戶界面，對(duì)數(shù)據(jù)和過(guò)程進(jìn)行管理并對(duì)所有用戶的數(shù)據(jù)存取進(jìn)行控制。構(gòu)建并應(yīng)用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的組合產(chǎn)品系統(tǒng)、產(chǎn)品重用必須有企業(yè)級(jí)的PDM工作支撐。

    筆者認(rèn)為企業(yè)要實(shí)施好PDM系統(tǒng)，首先必須是企業(yè)級(jí)領(lǐng)導(dǎo)高度重視，因?yàn)镻DM的實(shí)施涉及到企業(yè)的多個(gè)部門，會(huì)涉及到業(yè)務(wù)流程的改變、設(shè)計(jì)理念的轉(zhuǎn)變、大量的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的梳理、改變現(xiàn)有的設(shè)計(jì)模式。二是要得到有經(jīng)驗(yàn)的PDM實(shí)施商的支持，至于選用哪個(gè)PDM軟件不重要，重要的是我們要做大量的基礎(chǔ)工作，為實(shí)施打基礎(chǔ)，否者再好的PDM軟件沒(méi)有企業(yè)良好管理基礎(chǔ)作支撐，也是一紙空談。

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