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如何对3D设计数据进行管理并有效提升设计效率?
本文TAG:3D|solidworsk|效率      2009/11/11
作者:王毅  出处:CAENET  阅读:3092  推荐:0
管理层对数据的管理业没有经验,就不得不同时使用2D和3D两种以上的设计工具,这也就导致了3D设计工具处于一个非常尴尬的地位,表面看已经在使用3D设计了,但是实际上没有发挥出3D设计真正的效率和效益,企业投资回报与期望值相差甚远。
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现在越来越多的企业使用或准备导入3D设计工具进行产品的设计,而由于大多数企业是从2D设计中转变过来的,所以大多数的设计思维、建模思路、图纸命名、数据管理、及数据的利用等都延续了老的方法和旧的习惯,这就导致了,虽然3D在可视化、干涉检查、仿真分析、运动模拟等方面拥有2D设计不可比拟的优势,但是很多企业仍然采用2D进行架构设计甚至仍然用2D出工程图(模型可能是3D的,设计完成后,导出到2D工具中出图),并且由于3D设计数据本身的特点,数据管理难度和要求比2D呈几何倍数增长(2D是一一对应相互之间没有关系的,3D是一对多的,相互之间有关联关系),导致很多企业的设计数据从打印好的图纸看是没有问题的,但是从电子数据的角度讲,就是一片狼藉,可重复利用性很差,错误百出,很多问题得不到正确的处理和解决。管理层对数据的管理业没有经验,就不得不同时使用2D和3D两种以上的设计工具,这也就导致了3D设计工具处于一个非常尴尬的地位,表面看已经在使用3D设计了,但是实际上没有发挥出3D设计真正的效率和效益,企业投资回报与期望值相差甚远
1 3D设计环境基本要求
1.1:使用统一的设计空白模板及制定统一的软件应用环境
    使用软件进行设计时,应采用统一的空白零件/装配体模板、工程图模板、材料明细表模板、属性文件模板、焊接清单模板、焊接属性文件模板等。
    使用模板的目的是,设计完成后,能够出统一、标准的图纸及自动生成BOM。
1.2:制定统一的标准件库路径
    标准件库是包含国标件、外购件库(外企标准件)、和厂标件库(企业标准件库或通用件库)等部分,为了减少重复数据以及垃圾数据的存在,标准件库应使用唯一固定的数据源,即所有人访问的标准件库的路径和所访问的文件版本应该是一致的。
1.3:制定统一的产品图纸存储目录
    由于有借用关系的及关联关系的存在,所以3D数据的存储应遵循以下原则:
    A:制定统一的图纸存储目录
    B:图纸设计完成后,存储目录及电子文件名字就不能再随意更改或挪动图纸位置。(假如有特殊需求,需要对更改的数据进行评估后才能更改)
2 3D设计图纸的审核
2.1:图纸正式受控之前或(生产前),相关人员对其进行审核
    对设计模板的应用、文件的命名、关联关系、数据的完备性、标准件库的引用、借用件的引用等进行审核。
2.2:模型结构树及建模过程的审核
    由设计经验丰富的人员对零件的建模过程、装配体的组合、自动化等方面进行审核,提出不足和改进意见。不断提高设计人员应用3D的水平。
3 设计效率的提升
    在讲究效率的时代,如果我们的设计工具不能把人从繁复的重复性机械中摆脱出来,进一步提高设计的效率,那么我们使用的工具就没有意义了,所以应用3D进行设计,如果不能提高设计效率,就说明3D应用是失败的。
    从表面看,应用3D进行设计,需要比2D更长的时间,如果这个观点放到简单的单零件上,两者耗费的时间是基本一致的,但是如果零件复杂程度提高,还有零件的装配数目比较多,特别是设备比较复杂时,整体的设计效率、准确性等2D设计就大幅下降了,更不用说后续的数据管理、仿真分析等需求都是基于3D的,2D很难再有大的改变。
    要想提升3D的设计效率,主要从以下几个方面着手:
3.1 提升设计人员的软件应用水平
    设计人员对软件的熟悉程度以及软件的应用经验都会对设计效率有比较大的影响,比如设计同样一个零部件,建模合理、思路清晰的人员也许只要10分钟,而且在后续的设计变更中,只需要修改参数就可以完成更改,这样效率就很高,而如果对软件不熟悉的人,则可能需要30分钟,而且每次的设计变更,都要耗费很长的时间去修改草图,排除错误等。
    范例:一个普通的焊接件,利用不同的手段进行设计时,设计效率的差异:


    上图所示的这个焊接件,如果采用不同的设计方法,在进行设计及设计所需的变更时的时间对比如下:


    我们从上表可以看出利用不同的设计方法进行此工件的设计时,设计效率就可以有很大的差异了,特别时在进行更改设计时,如果没有使用正确的设计思路和建模方法,往往会导致很多错误的产生,严重影响了设计效率。(详细设计过程,请看《SolidWorks 大型非结构焊接件制作思路探讨》一文)
3.2 大力推进企业的标准化工作
    为什么这里要提标准化,因为标准化工作是设计效率提升、成本下降的重要途径,也是企业规范化的重要组成部分。
    标准化的工作内容主要有两部分:
    A:归纳整理企业本身的设计时常用的标准件
    含国标件、外企标准件、企业内部标准件,无论企业内部的资料如何存储、设计过程中总会有部分的借用件、通用件等的存在,将这部分经过归纳整理并形成标准化的企业内部标准件的工作意义非常重大,不仅仅能够节省设计时间,更能够提高零部件的重用率,减少借用件可能存在的更改导致的问题。
    B:产品设计的标准化设计过程的标准化
    设计过程中,可能部分零件、部件乃至整机不能完成形成标准件,但是可以进行部分标准化的工作。尽量规范、增加设计标准的范围,这样能够有效减少设计失误,同时提高设计效率。
3.3 建立常规产品的设计库
    在标准化的基础之上,将常规产品整理成设计原型库,在有新的设计时,通过使用3D尺寸驱动几何体技术,可以通过快速的设计变更完成设计。
    设计库的层次主要有两部分:
    A:零件级别的设计原型库
    B:部件级别的设计原型库库
    C:总装级别的设计原型库
    企业根据自己产品实际状体及要求,构建不同的设计原型库。设计原型库和日常设计产品图纸不一样的地方是,构成设计原型库的所有零部件机器结构和设计要求都是经过特殊整理的。模型具备一定的自动化程度,大量利用标准件以及标准化的设计,其目的是大幅度的提高常规产品设计的效率和准确度。
4 小结
    总的来说,并不是说是用3D工具进行设计了,就已经是在应用3D了,两个之间有很大的差距,个人应用和企业应用也有很大的区别,公司要从整体层次上进行规划,才能有效的使用3D的设计工具,并推动公司设计水平的提升;而对设计数据的规范管理则是为了减少不必要的关联关系的更改、缺损,以及为后续的产品数据管理平台打造一个良好的基础。

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