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加强三维模型法定地位 促进二三维一体化设计

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发表于 2015-3-8 15:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
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加强三维模型法定地位 促进二三维一体化设计

作者:刘谊萍


1.很多企业都应用了三维设计软件,但是应用层次差异很大,您认为企业应当采取哪些举措,使三维设计软件的应用取得实效?

在当今这个年代,没有使用三维设计软件的企业是凤毛麟角,但企业在使用三维设计软件方面,层次差异巨大。首先需要看企业在使用三维设计软件的过程中存在哪些问题,依据这些问题,对症下药,寻找相应的解决方案,才能使三维设计软件的应用取得真正的实效。我认为企业应该从以下几个方面寻找突破口:

第一,制定3D的设计标准。当前我们国家所有标准的制定都是在二维基础上,还没有一套完整的三维设计标准,工程师应用三维软件设计产品时没有相应的标准来参考和规范,很容易造成设计出来的产品得不到认可。而指导后续加工和生产的文件必须是符合国标的二维图纸,工程师完成三维设计后还需要再换成国标规定的二维工程图。在三维软件应用不太成熟的初期,这个过程一定程度上影响了设计效率,造成了工程师应用热情不高。

第二,建立基于三维的信息交流通道。企业之间的交流、部门之间的交流,还是基于原始的二维图纸,三维只是在很有限的局部区域使用。三维模型很难像在二维工程图那样,很方便地判断出设计的正确性,必须转化成二维图纸,标上尺寸,再来判别。再者,企业设计部门的工程师创建了三维模型,而其它相关部门并没有使用与之相辅相成的三维工具来配套,导致部门之间三维信息交互不畅。另外,有些企业的合作伙伴或者供应商也只接收二维的工程图,因此要使三维深入应用,企业需要建立基于三维的信息交流通道,而目前大部分企业三维模型只是应用在产品设计阶段的一个很小的环节里。

第三,建立通用的三维数据平台。

三维软件的发展没有做到像二维软件那么统一,二维的数据格式就是DWG和DXF,所有的二维图纸,都能自由地打开阅读,并且编辑修改。但三维cad软件就不是这样了,如西门子公司的Solid EdgeNX,以及其他一些常用的商用三维CAD软件,都同时在工程师中被使用,但这些软件所产生的三维模型数据却是不兼容的,就容易造成同一个项目,不同工程师的设计数据却得不到共享,工程师之间也无法进行交流,给公司的产品设计埋下严重的隐患。


第四,建立二、三维一体化平台。无纸化生产,是企业多年来的愿望和目标,但一直得不到实现,绝大部分还需要二维图纸来过渡。而很多企业三维和二维是不同的软件,造成彼此之间不关联,给设计工作带来了各种不便。另外,二维CAD已经使用了多年,企业对其已经形成了一种依赖,再加上现在所有的三维CAD软件在二维方面都存在一些不足,同时受到二维制图标准的约束,因此企业对使用一款三维CAD软件实现二三维一体化设计心存疑虑,三维软件只是用来创建三维模型,形成二维视图后,后续的所有工作又转到标准的二维环境,这导致了三维与二维数据链断裂,人为加重了工程师的负担。

2.企业三维CAD的应用进展缓慢,没有制定相应的三维技术规范及标准是关键问题。据您了解,在这方面有哪些比较成熟的通用标准?企业在进行这类标准的制定上应该从哪些方面入手?

现在所有的设计标准,绝大部分都是基于二维制定的,在三维技术规范和标准方面,基本上还是空白。企业需要根据自身产品的设计需求以及所应用的三维软件的特点,制定相应的三维技术规范和标准。


在国标和企业标准化允许的范围内,将企业所有相关环节的人召集在一起,特别是标准化部门,结合当前二维的设计标准,以及三维设计软件的特点,制定出合理、有效的三维设计标准以及二维图纸标准,将三维模型纳入到企业管理环节,赋予三维模型和二维图纸同等的效用。规范制定以后,还必须定出具体可操作的监控程序,帮助工程师有效地实施这套规范。

规范的重点还在于必须实现三维建模和二维图纸的同步,即达到二三维一体化设计,实现三维与二维的数据联动。企业要改变传统的观念,承认三维设计软件生成的二维图纸格式与目前通用的DWG具有同等地位,并且只有在特定情况下发生数据传递时才导成DWG格式,其余全部采用三维设计软件的图纸格式,这样既能保证数据信息交流通畅,又实现了三维与二维设计数据的联动和关联。

规范必须要包含基于三维的信息交流标准。由于PMI能将二维图纸的信息直接标注在三维模型上,这样只要有三维模型,就能显示以前在二维图纸上才能表达的信息,信息交流、项目评审等相关环节,都可以采用基于PMI的三维模型,通过直观的三维表示减少交流错误的产生,并减轻创建二维图纸的压力,提高整体的设计效率。

规范还要包含三维模型的入库标准,使得三维数据也能像二维图纸一样归纳入库,为今后新产品的设计积累有效的资源。

3.对于很多企业应用三维CAD后比较棘手的问题,与二维文档的交互、对原有的二维技术文档的借用等,从而造成的二三维应用脱节,您有什么好的建议?

二三维之间的交互问题是目前企业在应用三维设计软件后遇到的最头痛问题之一。解决二三维设计脱节问题,就是要建立二三维一体化设计平台。为了能使三维设计软件产生符合要求的二维图纸,就必须要对当前的二维图纸标准做适当的修正。首先对现在三维设计软件的二维图纸进行测试和评估,看看当前企业所执行的二维图纸标准有哪些在三维设计软件中不能实现,或者实现起来比较麻烦,然后将这些内容进行归类和讨论,确定哪些内容要通过修改企业的二维图纸标准来实现,哪些需要通过在三维设计软件中进行二次开发来满足。最后,在新的标准以及开发好的环境下,强制要求工程师在三维设计软件中产生二维工程图纸。

对于原有的二维技术文档,可以采用分步走的方式来处理。首先用当前的三维设计软件将原来的二维文档继承下来,查看和编辑全部使用三维设计软件的图纸功能来实现;然后在三维设计过程中,如果遇到需要借用原来二维图纸信息的,使用二维转三维的功能,将这些二维图纸转变为三维模型,这样既对原来二维图纸进行了梳理,同时也能帮助工程师节省重新进行三维设计的时间,一举二得。

4.模块化设计等先进的设计方法的应用在企业推进全三维进程中扮演着怎样的角色,如何使其更好的结合,来帮助企业提升设计效率和客户满意度?

模块化设计通过对模块的重复利用,能够使企业在短时间内迅速设计出新的产品。企业的模块化程度的主要体现在对设计数据的重用率上。三维设计软件在数据的借用、重用、修订方面,均有一套严格的应用体系。提高数据的重用率一直是评价三维设计软件应用好与坏的指标之一,也是三维设计软件的强项之一。新产品如果能借助于三维设计软件将原有模块重新利用,将会大幅度提高设计效率和质量,缩短产品的上市周期,以满足市场和客户的多种需求,为企业赢得更多的效益。因此,模块化设计对于企业提升市场竞争力是非常必要的。

企业的产品,绝大部分可以按模块化来进行分类设计,特别是一个系列的产品,模块化的优势更能体现出来。但模块化的设计方法,对工程师提出了更高的要求,要求工程师必须对产品有更深的理解。工程师对产品的理解程度,决定了产品模块化的比例。

三维设计软件的参数化功能,是模块化设计的最佳平台。但现在很多企业使用三维软件进行产品三维建模,仅仅是进行了三维造型,并没有充分利用三维CAD参数化的特点,导致修改起来相当麻烦,一旦发生设计变更或修改,很有可能造成原有的三维模型要重新创建,这是很多工程师使用三维CAD软件面临的最大问题。

综合上述两点,模块化设计建立在工程师对产品的理解程度和对软件的应用熟练度上。只有将两者有机地结合在一起,充分发挥两者的优势,强强联合,才能给企业带来极佳的效益。

5.您是如何看待全三维的应用的?在您看来,中国制造业距离实现无纸化车间、数字化工厂还有多远?

关于全三维应用,我并不完全赞同。或许它能在某一小部分范围内能实现,但对于整个企业、所有产品来说,不大可能实现完完全全的全三维应用,因为投入的成本太高,配套的人员素质要求太高,而无纸化车间、数字化工厂可能更具实现的可能。

而对于当前的制造业,我认为最能实现,也最应该实现的是二三维一体化应用。目前大部分制造企业,二维图纸都是作为设计评审、验收的必须品,三维模型只是锦上添花式的存在,而且二、三维不是由同一系统产生,人为地造成了数据的混乱,给产品设计带来致命的伤害。今后,三维模型才应该是产品设计的关键,二维图纸作为三维模型的一个补充,二维图纸允许出现,但不一定非要打印输出,可以作为信息交流的一种手段,在查看三维模型以及验证的时候,提供一种有效的补充。二三维一体化应用,关键点在于用一套软件系统,来完成二维图纸和三维模型的所有工作,保证三维与二维的智能关联。

企业只有采用三维模型作为产品设计的基础,后续的分析、加工、数字化样机才能得以延续,无纸化车间、数字化工厂就能实现。因此我认为,在中国制造业中,三维模型何时能作为企业最终的归档材料,那么无纸化车间、数字化工厂的实现就指日可待了。

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