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)過程中來,設(shè)計(jì)者通過軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的構(gòu)思,并對設(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)用的一個誤區(qū)。
2、三維數(shù)模制造部門沒有利用。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,另一方面也會帶來重新錄入數(shù)據(jù)出錯的可能。
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。隨著市場競爭的不斷深入,設(shè)計(jì)周期原來越短。設(shè)計(jì)車型越來越多。設(shè)計(jì)沒有時間將成熟的產(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、制造部門所需的時間卻大大增加了。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、方便、有效地傳遞到下游,對產(chǎn)品質(zhì)量起到了至關(guān)重要的作用。缺少統(tǒng)一的平臺支持研發(fā)、設(shè)計(jì)上游數(shù)據(jù)及時有效地發(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、部門級應(yīng)用系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)的發(fā)放,又沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源,遲早要出問題的。保證質(zhì)量根本無從談起。
二、解決方案
1、樹立正確的三維設(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)師樹立三維設(shè)計(jì)理念應(yīng)該說是一項(xiàng)艱苦漫長的工作。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,整個過程就比二維繪圖要多花費(fèi)許多時間。三維設(shè)計(jì)的優(yōu)勢不在出圖,而是它的協(xié)同、分析、優(yōu)化、特別是把原來二維設(shè)計(jì)時只能在下游工藝生產(chǎn)部門才能發(fā)現(xiàn)的問題。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)成為一個新的產(chǎn)品研發(fā)模式,并成為未來產(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)制造過程所必需的文件,無圖的三維模型在許多國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)成為一個新的產(chǎn)品研發(fā)模式,并成為未來產(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。這是一個相當(dāng)艱苦和繁重的基礎(chǔ)工作,需要有一個團(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)的過程不應(yīng)該是不斷出“新”的過程,而是盡量重復(fù)使用典型標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)件及配置的過程。
標(biāo)準(zhǔn)化的目標(biāo)是,將某個產(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)的各個層次中。此時,不僅應(yīng)該將注意力放在單個零件和部件上,更應(yīng)該注重可組合的功能模塊。在零件層,應(yīng)該對整個產(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。例如下圖中對前6個零件幾何形狀進(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)品的制造過程,較高的零件重用頻率,較短的加工準(zhǔn)備時間,較少的工裝夾具數(shù)量和較簡單的倉庫管理就是其中相當(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PDM系統(tǒng)
我們的目的是,實(shí)施一條貫通全局的過程鏈。從而可以對產(chǎn)品的整個形成過程進(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,利用統(tǒng)一的用戶界面,對數(shù)據(jù)和過程進(jìn)行管理并對所有用戶的數(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)的多個部門,會涉及到業(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軟件沒有企業(yè)良好管理基礎(chǔ)作支撐,也是一紙空談。
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