在實際應用中，每個行業領域都有一定的行業特點，對三維CAD設計系統也存在不同的特殊需求。在一些專業行業領域，需要有針對性的行業解決方案，從而能夠更高效地處理工作中遇到的一些問題。針對特定的行業開發相應的功能模塊，提供專門的行業解決方案來滿足不同行業的設計需求，是三維CAD的技術發展方向。
一、機械行業產品設計特點
機械行業產品種類繁多，產品設計特點如下：
產品對曲面精度要求不高；
用戶需求個性化設計產品種類繁多，設計任務重；
以往產品設計關注的是產品的繪圖過程，目前側重產品的整個生命周期管理，還包括分析、優化、加工過程；
產品設計周期短。
二、機械行業CAD用戶痛點
（一）異構CAD數據無法編輯并重用
一般情況下，只能以Parasolid、IGES、STEP、DXF及DWG等格式打開其他軟件的設計作品且查看不了歷史特征，更不用說編輯重用。
（二）二三維設計脫節
很多企業應用三維CAD后比較棘手的問題就是與二維文檔的交互和對原有二維技術文檔的借用，造成了二三維應用脫節。
（三）嚴格的父子關系、設計變更受限
在設計過程中，如對模型進行修改，需要十分了解建模過程，對設計工作者的水平要求較高。否則修改的過程會導致眾多的歷史特征失效，與重新建模差別不大。
（四）與其他軟件集成性差
很多企業雖然在研發流程中引入了CAD/CAE/CAM/和產品數據管理系統，但往往由于各個軟件系統之間相互孤立而沒有發揮其應有的價值。如果一個廠商能夠提供一體化的解決方案，在集成性方面是沒有問題的。
三、機械行業CAD軟件選型原則
作為一種企業產品設計中不可或缺的工具，三維CAD技術的發展已經很成熟，各種三維CAD軟件也都有其各自的優勢。總體而言，目前市場上主流的三維機械CAD軟件基本能滿足絕大多數企業的應用要求，只是對于不同類型的企業，在選型的方面所考慮的側重點有所不同。那么，機械行業企業在進行三維CAD軟件選型時該從哪些方面進行考慮呢？結合大部分企業的選型經驗，提出了三維CAD選型原則，僅供企業選型參考。
（一）三維CAD軟件的功能
一般來說，企業在進行三維CAD選型時，可以從以下幾個基本功能的角度進行考慮：
1、二維圖形功能：基本繪圖功能，圖形編輯和操作功能，尺寸及形位公差等的標注功能，圖紙幅面定義功能，繪圖輔助功能。
2、三維造型及零件設計功能：概念設計，線框造型功能，曲面造型功能，實體造型功能，特征造型功能，零件庫功能，參數化草圖功能和物性分析功能。
3、裝配功能：基本規模裝配（滿足零部件數量的多種裝配要求），裝配約束（裝配約定義、裝配約束求解）、干涉檢查、爆炸圖、裝配結構樹和生成零件BOM表。
4、2D向3D遷移功能：如果需要借用原有二維圖紙信息，可以借助二維轉三維的功能，將這些二維圖紙轉變為三維模型，幫助工程師節省重新進行三維設計的時間。
5、二三維關聯功能：二維或三維環境下簡單的修改某些尺寸參數，系統就可以自動更新所有相關零部件或圖紙。
6、仿真分析功能：應力分析、機構運動分析。
7、數據接口功能：能夠打開并快速編輯和重用異構CAD模型的幾何體。
（二）三維CAD軟件的性能
1、軟件的可靠性：可以屏蔽用戶操作錯誤；運行操作錯誤不會導致系統異常退出；軟件應提供數據、圖形備份和恢復手段；軟件能進行有效性檢查；無損壞數據、圖形和軟件的現象；具有容錯性；易恢復；安裝運行后對系統中其它程序不產生破環性的影響。
2、軟件的易用性：易安裝；用戶界面友好，各個模塊的界面風格一致；操作提示易于理解；界面布局比較合理；所用術語規范、準確；提示準確可引導用戶進行正確操作；有聯機幫助。具有人性化的快捷操作。
3、軟件的可擴展性：用戶可進行系統的功能擴充，例如：用戶定義的圖形庫、線型庫和符號庫；對話框開發；提供二次開發接口。
（三）企業產品特點
CAD選型一定要根據企業產品特點，切莫盲目追求“高、大、上”。如果企業產品復雜，曲面功能要求高，可以優先選擇高端三維設計軟件CATIA、NX、Creo；若產品結構相對簡單，設計流程并不復雜，建議可以選擇性價比較高，而且功能也很全面的三維設計軟件，如Solid Edge、SolidWorks、CAXA、中望3D等都是不錯的選擇。
有的三維CAD軟件在某些特定的行業有相對優勢，比如在模具行業，高端三維CAD軟件NX和國產軟件SINOVATION都有完備的行業解決方案，因此，模具行業的企業在選型的時候就可以依據所設計模具的復雜程度從這兩個軟件來考慮；而在航空航天、汽車設計領域，起源于航空航天的高端三維CAD軟件CATIA則占有領導地位，成為很多大型集團企業的首選。
因此，企業可以根據自己所處行業的產品特點與廠商的知名度以及所能提供的解決方案，并結合企業的規模來選擇相應的軟件。
（四）軟件集成性
三維CAD軟件與其它應用系統的集成主要包括與PDM集成、與CAPP/CAM的集成、與CAE的集成、與ERP的集成、與其他CAD軟件的集成。一般來說，如果一個廠商能夠提供一體化的解決方案，在集成性方面是沒有問題的。如果一個企業的PDM/PLM系統是選用Siemens公司的Teamcenter，那么三維CAD選型就可以考慮選擇該廠商的NX或者Solid Edge。如果一個企業的PDM/PLM系統是選用PTC公司的windchill，那么三維CAD選型就可以考慮選擇該廠商的Creo。
建議選擇具有一體化解決方案的軟件廠商，這樣可以隨時升級為高端產品，保護企業的投資。
（五）三維CAD軟件成本
在滿足功能、性能、企業需求的情況下，優先選擇價位低的軟件。軟件選型比價格時，不僅要比總價和首付，還要比年服務費和升級費使用費，擠掉軟件應用的每一滴多余成本。
（六）三維CAD軟件廠商的規模、技術支持和服務
引進三維CAD絕不是買一套軟件加幾本使用手冊甚至一張光盤就行了，技術支持服務也是選擇三維CAD系統的需要重要考慮的部分，無良好的售后服務，如同使用一個無使用版權的軟件，對于企業來說，是有很大風險的。三維CAD是一項高技術，需要完備的售后服務與有效的技術支持。購買軟件在很大程度上是買服務、買承諾，是尋找合作伙伴。因此，軟件廠商規模、技術支持隊伍素質、培訓體系的完善性也是不可忽視的。
四、Solid Edge助力機械行業
（一）免費的二維制圖
與大部分常見的二維CAD不同，Solid Edge的二維模塊是免費的，且Solid Edge是一個純Windows軟件，這就意味著Solid Edge使用標準的Windows字體，就像Office軟件一樣。
在Solid Edge中，既可以像傳統的二維CAD那樣進行非參數化設計，也可以在二維CAD中進行參數化設計。在Solid Edge中，我們可以打開“保持關系”開關，若要修改尺寸，而不修改拓撲關系，只要直接修改尺寸就可以了。而在傳統的CAD中，如果修改尺寸的值，圖形外形是不會發生改變的，這對許多二維設計師來說，簡直是一場噩夢。
Solid Edge的二維采用與三維完全一致的界面。都是類似Office2010的界面。熟悉了二維操作之后遷移到三維建模完全沒有難度。用戶甚至可以直接將二維的直接“復制”-“粘貼”到三維建模的草圖中去。
（二）2D尺寸自動轉變為3D可驅動尺寸，平滑過渡3D
在眾多的CAD系統中，Solid Edge是唯一實現此功能的3D設計系統。
對于原有的二維技術文檔，可以采用分步走的方式來處理。首先用Solid Edge軟件將原來的二維文檔繼承下來，查看和編輯全部使用Solid Edge的圖紙功能來實現；然后在三維設計過程中，如果遇到需要借用原來二維圖紙信息的，使用二維轉三維的功能，將這些二維圖紙轉變為三維模型，這樣既對原來二維圖紙進行了梳理，同時也能幫助工程師節省重新進行三維設計的時間，一舉兩得。
圖/2D尺寸自動轉變為3D可驅動尺寸
（三）高效的2D工程制圖
三維設計是未來的必然趨勢，隨之而來的就是三維轉二維后的標準化問題，即如何在三維模式下創建符合國家標準規范的工程圖。
為了能使Solid Edge產生符合要求的二維圖紙，需要對當前的二維圖紙標準做適當的修正。首先對Solid Edge的二維圖紙進行測試和評估，著重了解當前企業所執行的二維圖紙標準有哪些在Solid Edge中不能實現，或者實現起來比較麻煩，將這些內容進行歸類和討論，確定哪些內容要通過修改企業的二維圖紙標準來實現，哪些需要通過在Solid Edge中進行二次開發來滿足。這樣，在新的標準以及開發好的環境下，就能自動生成符合標準的工程圖了。
Solid Edge ST7通過更輕松地控制尺寸標注延伸線和對齊方式增強了坐標尺寸標注的放置功能，從而提高了草圖繪制效率并使得制作滿足國際標準的清晰圖紙變得更加簡單。擴展了放置過程中圖紙視圖的動態顯示功能，以包括所有視圖類型（多視圖、主視圖、輔助視圖、剖面視圖和細節視圖）。提供允許您從更高級的裝配體中拉取零件或子裝配體并放置這些組件的圖紙視圖的新功能，從而使您能夠更輕松地完成裝配體組件的細節設計。
圖/Solid Edge自動生成工程圖
（四）二三維動態關聯
由于二三維一體化CAD系統采用了統一模型數據源，圖紙中的絕大多數信息都是根據三維模型自動生成的。因此二三維之間是一致的、相互關聯的。當任何一方模型改變時，系統將向另一方發送更新消息，然后自動同步更新。對于設計人員來說，為了在設計后期細化、更正自己的設計意圖，或進行變異設計等，一般只需要在二維或三維環境下簡單的修改某些尺寸參數，系統就可以自動更新所有相關零部件或圖紙。
（五）同步建模技術——改變設計就像改變想法一樣容易！
Solid Edge可以處理廣泛的數據格式，包括Parasolid、IGES、STEP、DXF及DWG等。Solid Edge同步建模技術可以快速編輯和重用異構CAD模型的幾何體，而無需重新創建模型歷史。研究數據表明，使用Solid Edge同步建模技術的企業不會因為數據兼容性而暫停工作，也無需依賴供應商更新數據。
如果在一個基于歷史記錄的CAD系統中進行編輯，在編輯失敗時就要求重新生成模型并且把特征清理掉，因此變更不僅無法預測，而且還非常耗時。隨著增加到模型的特征越來越多，這些問題就變得更加復雜。
圖/同步建模技術對比傳統技術
（六）全面讀取二維圖紙（雙向）
Solid Edge可以讀取二維設計軟件AutoCAD 的數據，這一轉換支持雙向轉換且操作也非常容易，從而可以方便使用2D圖紙來啟動3D設計流程。
圖/AutoCAD向Solid Edge轉換向導
（七）數據轉移導入導出完全兼容SolidWorks
從Solid Edge ST6版本開始，借助擴展的批量數據遷移工具，可以輕松地從SolidWorks向Solid Edge遷移設計項目或文件夾，并保留重要的設計參數：識別孔隙與螺紋參數、轉移組件間結合關系、保留組立件組態結構、帶入自定義材料屬性。
圖/從SolidWorks向Solid Edge遷移設計項目或文件夾
（八）出色的鈑金設計
Solid Edge提供一套完整的鈑金設計系統，能夠完成建模、展平和制造文件編制。創建帶有彎邊、孔、缺口和拐角的直彎、軋制或過渡型部件。您可以驗證設計以進行制造、記錄折彎序列并直接發送展平圖DXF文件以投入生產。借助Solid Edge，更快地將鈑金設計推向市場。
圖/Solid Edge鈑金設計作品
與通用的CAD工具相比，Solid Edge的專用鈑金設計輔助工具極大地提高了生產力。過程特定的命令與結構化工作流加速了鈑金零件建模過程。嵌入的系統智能通過自動計算材料處理并驗證零件的可制造性，節省了大量時間；同時可直接用于加工的展開模型有助于避免產生廢品和返工，提高鈑金部件的質量，從而縮短制造時間。
（九）移動設計
Microsoft Surface Pro為Solid Edge設計任務提供全面支持，另外現在還針對手勢提供擴展的支持。例如，單指拖曳將執行二維平移操作以及三維旋轉操作，而雙指捏合將執行縮放操作。
圖/先進的Microsoft Surface Pro支持
（十）按月租用，怎么玩您來定！
西門子將為客戶提供主流計算機輔助設計（CAD）解決方案Solid Edge、軟件的全新許可模式。特定國家的客戶可以按月購買Solid Edge，企業客戶可以選擇最符合其項目和預算要求的Solid Edge許可方式。
客戶可以在Solid Edge在線商店按月購買Solid Edge許可，并可在四個不同版本中進行選擇以獲得最滿足其需求的軟件功能。這種許可模式具有獨特的靈活性，通過只在需要時購買軟件許可，企業能夠加速滿足項目需求，或優化管理有限的運營開支。
五、總結
具有同步建模技術的Solid Edge軟件，提供了強大的實體造型、鈑金設計、焊接設計、二維工程圖設計、產品渲染和文檔管理等功能，可以快速繪制出基本輪廓，方便添加各種機械特征、編輯復雜的參數化模型、簡化設計過程。而且此軟件基于Windows操作系統，完全與Microsoft產品相兼容，是機械行業CAD系統不錯的選擇。
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本文標題：機械行業三維CAD選型與應用
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