0 概述
我國加入WTO,意味著我國經濟將全面溶入國際經濟體系,對于中國制造業(yè)來說,既有加快發(fā)展的良好機遇,又要面臨著更加嚴峻的挑戰(zhàn)。
隨著計算機技術的突飛猛進的發(fā)展和市場競爭的要求,我公司應用計算機技術越來越普及,越來越深入,特別是CAD應用已經相當成熟和普及。我公司已經建立了約400個節(jié)點的計算機網絡系統(tǒng),實現(xiàn)了設計部門與工藝部門及部分管理部門的聯(lián)網,實現(xiàn)了設計數(shù)據(jù)與工藝數(shù)據(jù)的簡單傳遞與共享;實現(xiàn)了設計部門內部數(shù)據(jù)傳遞與共享,網絡中配置有高檔的大型CAE/CAD/CAM一體化軟件UNIX/NX軟件,大量的微機CAD軟件INTECAD及適合于系列化設計的OBJECTD系統(tǒng),還有大量的應用軟件,形成了從低端到高端比較完善的設計平臺,甩掉了舊圖板,大大提高了設計效率,縮短了設計周期,提高了設計質量。利用先進的CAD設計手段,已經開發(fā)出百余套新產品,為企業(yè)帶來了巨大的經濟和社會效益。
盡管我們在技術創(chuàng)新、產品創(chuàng)新方面取得了可喜的成績,但還遠遠不能適應殘酷的市場競爭。如企業(yè)資金困難,技術人員緊張,忙于產品設計,沒有足夠的精力做基礎性研究,沒有形成專業(yè)CAD系統(tǒng),CAE應用還不夠深入,原有的技術圖檔沒有實現(xiàn)有效的管理、利用,各個GAD系統(tǒng)沒有實現(xiàn)有效的集成,因而,產品設計效率還不夠高,產品設計差錯比較多,設計質量還不夠高,還不能適應快速響應市場競爭的需要。
高校學科齊全,人才濟濟,科研能力強,走廠校結合產學研之路,利于優(yōu)勢互補,對于全面提高企業(yè)在國內外市場的競爭力,對于加速高校科技成果向生產力轉化有著極其重要的推動作用,而且對于整個國民經濟的發(fā)展具有深遠的影響。
1 項目內容及系統(tǒng)功能
該項目是以CIMS系統(tǒng)中工程設計子系統(tǒng)為主線,在現(xiàn)有CAX基礎上,進行二次開發(fā),建立以產品開發(fā)為核心的重大技術裝備的產品設計系統(tǒng),并利用PDM技術,實現(xiàn)產品信息的集成。該項目作為整個重大技術裝備計算機集成制造系統(tǒng)的重要部分,既解決企業(yè)急需問題,見效較快,同時便于以后系統(tǒng)的分期實施。其具體目標是實現(xiàn)太原重型機械(集團)有限公司技術中心與太原重型機械學院現(xiàn)代材料加工技術中心之間的專線網絡連接,建立廠校信息快速通道,共享院校技術、人才資源;在原有CAD/CAE基礎上,創(chuàng)建基礎數(shù)據(jù)庫,進行CAD專業(yè)化開發(fā)和CAE深層次應用開發(fā),并利用PDM技術實現(xiàn)CAD/CAE的有機集成和產品信息的集成,從而提高現(xiàn)有技術文檔資源的有效管理和有效利用,高度集成產品設計的各個環(huán)節(jié),形成高效的并行設計環(huán)境,從而提高設計效率和設計質量,縮短產品開發(fā)周期。
項目包括四個予項目:太重一重院合作平臺建設、CAD專業(yè)應用開發(fā)一鑄造起重機CAD、CAE深層次開發(fā)及應用和PDM系統(tǒng)開發(fā)及集成等四個子項目。
1.1 重與重院合作平臺建設
對太重現(xiàn)有網絡系統(tǒng)進行了擴充完善,并實現(xiàn)與重院的連網,并開發(fā)建立了雙方合作平臺,實現(xiàn)了院校的技術、人才資源共享;通過合作平臺,能夠方便地開展項目的合作;了解項目開展的動態(tài),查詢項目的合作的結果;通過合作平臺,可以直接利用重院的計算機軟硬件資源,如MARC有限元分析軟件,為公司的產品設計服務。
1.2 CAD專業(yè)應用開發(fā)——鑄造起重機CAD
針對太重典型支柱產品之一——鑄造起重機,進行專業(yè)CAD應用開發(fā),建立必需的基礎數(shù)據(jù)庫、標準件庫和規(guī)范的圖庫,開發(fā)起重機輔助設計軟件,標準選型軟件,部分零、部件的參數(shù)化繪圖軟件,部分關鍵件有限元分析軟件,能夠改進產品結構,評價設計質量,實現(xiàn)部件、總圖的高效拼裝,形成專業(yè)的CAD系統(tǒng),提高設計速度,降低綜合成本,為快速響應市場需求提供技術支持。
1.3 CAE深層次開發(fā)及應用
以國外高水平的商品軟件為主要設計分析平臺,利用ActiveX自動化技術、動態(tài)數(shù)據(jù)交換技術以及網絡通信技術實現(xiàn)了CAD系統(tǒng)與CAE軟件之間高效數(shù)據(jù)傳輸和信息集成。在此基礎上,通過對6個有關產品主導工藝及關鍵零部件的實例設計分析表明,基于網絡集成的相關軟件系統(tǒng)能夠滿足重大技術裝備產品開發(fā)中的技術需求,分析結果可靠性強,大大提高了產品設計的科學性。
1.4 PDM系統(tǒng)開發(fā)及集成
研究PDM技術,利用計算機網絡、數(shù)據(jù)庫最新技術,以產品及零部件為對象,實現(xiàn)產品圖檔及相關技術資料的有效管理和高效利用,并利用PDM技術,建立產品并行設計環(huán)境,來組織項目的實施,從而提高整體設計效率,保證技術資料安全。具體功能如下:
(1)實現(xiàn)了產品圖檔及相關技術資料管理
(2)實現(xiàn)了項目管理及組織實現(xiàn)產品并行設計
(3)實現(xiàn)了產品結構管理
(4)實現(xiàn)了版本管理
(5)實現(xiàn)了BOM表自動生成
(6)實現(xiàn)了打印管理及統(tǒng)計
(7)實現(xiàn)了原有圖檔自動歸檔
(8)實現(xiàn)了圈閱批紅
(9)實現(xiàn)了提供多種查詢
(10)提供多種安全保障
2 實施原則
該項目是一個極其復雜的系統(tǒng)工程,我們將堅持以下原則保證系統(tǒng)順利進行。
(1)總體規(guī)劃,分步實施,效益驅動。
(2)實用性確保為企業(yè)解決實際的問題,給企業(yè)帶來效益。
(3)先進性確保系統(tǒng)的先進性,能夠適應未來5--8年的計算機發(fā)展。
(4)開放性系統(tǒng)選型采用國際標準,確保系統(tǒng)將來的擴展。
(5)安全性PDM系統(tǒng)管理的數(shù)據(jù),都是企業(yè)的重要數(shù)據(jù),因而,要確保系統(tǒng)的安全性,保證系統(tǒng)不受損壞,技術不被泄密。
(6)可靠性保證系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行,從而保證企業(yè)正常運轉。
3 本系統(tǒng)總體設計
重大技術裝備設計系統(tǒng)以太原重型機械(集團)有限公司的重大技術裝備主導產品為實施對象,在CIMS框架體系下,在其典型產品如起重機、軋鋼機械、鍛壓機械、挖掘機等CAD、CAE應用基礎上,綜合利用企業(yè)、院校現(xiàn)有人才、技術和物質資源,在引進各種CAX和PDM技術的基礎上,通過二次開發(fā)、網絡建設、系統(tǒng)集成,建立太重與重院合作平臺;開發(fā)專業(yè)化的鑄造起重機CAD綜合利用重院、太重現(xiàn)有的NX、NAS TRAN,MARC、DFORM等大型CAE/CAD軟件和有限元分析軟件,解決產品設計中實際問題;并利用PDM技術,實現(xiàn)產品圖檔及相關技術資料的有效管理和高效利用,建立產品并行設計環(huán)境,最終完成重大技術裝備的計算機虛擬設計制造系統(tǒng)。
圖1 基于PDM的重大技術裝備設計系統(tǒng)
4 系統(tǒng)設計平臺
操作系統(tǒng):WIlNDOWS NT/2000/98,考慮向UNIX平滑過度。
網絡協(xié)議:TCP/IP
CAD環(huán)境:AUTOCAD/INTECAD UNIX/NX、OBJECTD、SOLID EDGE
數(shù)據(jù)庫:ORCALE
開發(fā)工具:VC、VB
有限元分析軟件:MARC、DFORM、UG
PDM平臺:SMARTEAM
5 項目的特點
5.1 產學研結合,實現(xiàn)優(yōu)勢互
太重技術中心是太原重型(集團)有限公司的設計研究部門,本身是生產與科研的結合體。太原重型機械學院則是教學與科研的結合體。兩者強強聯(lián)合攻關,產學研密切結合,有利于發(fā)揮雙方的優(yōu)勢,并形成優(yōu)勢互補。
5.2 運用高科技改造傳統(tǒng)產業(yè)
山西是一個老工業(yè)基地,機械行業(yè)又是一個傳統(tǒng)產業(yè),受新興產業(yè)的沖擊較大。針對重型機械資金密集、單件小批生產的特點,如何用高新技術改造傳統(tǒng)產業(yè),振興機械行業(yè),不僅是當務之急,也是國家加快國民經濟發(fā)展的重要戰(zhàn)略。
本項目旨在運用信息技術、網絡技術、虛擬制造技術、CAD/CAM技術、計算機應用等高新技術,更新產品的設計、經營、生產方式。利用虛擬制造技術和軟件編程技術的靈活性和柔性,來適應太重單件小批生產模式,最大限度地降低成本,提高效率。
5.3 整體規(guī)劃,分布實施
CIMS系統(tǒng)龐大而且復雜,采取“總體規(guī)劃,分布實施,效益驅動”的原則,分期分階段穩(wěn)步實施,投資規(guī)模小,見效快,形成良性循環(huán)。
5.4 新舊技術結合,保證投資效益
在太重多年CAD/CAE應用的基礎上,充分利用現(xiàn)有資源,同時引進先進技術,實現(xiàn)新舊技術有機銜接,從而保證投資效益的最大化和持續(xù)化。
5.5 多平臺系統(tǒng)集成
建立和開發(fā)了基于網絡的、異構的、多平臺數(shù)據(jù)共享的太重PDM環(huán)境和框架,實現(xiàn)了整個系統(tǒng)、企業(yè)產品信息的集成,實現(xiàn)了多平臺的信息交換和信息共享,并提供了并行設計、并行工作的環(huán)境和手段,實現(xiàn)了產品開發(fā)過程中數(shù)據(jù)共享和并行設計及并行工作。
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本文標題:基于PDM的重型機械設計系統(tǒng)