多CAD環(huán)境下產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最佳實(shí)踐

2013-08-09 by:逆向工程中心-設(shè)備設(shè)計(jì)組來源:仿真在線

如今,不管是否愿意,大多數(shù)制造商都在使用各種3DCAD軟件開發(fā)產(chǎn)品。一些公司特意采用不同的CAD工具來幫助執(zhí)行不同的設(shè)計(jì)流程,例如機(jī)械設(shè)計(jì)和電氣設(shè)計(jì);而另一些公司因收購(gòu)或客戶要求的緣故而被迫使用多種工具。

盡管使用了各種工具,但今天的全球化開發(fā)團(tuán)隊(duì)仍必須以“整體”方式設(shè)計(jì)產(chǎn)品。這意味著:工程師必須了解與產(chǎn)品設(shè)計(jì)相關(guān)的所有元素和組成部分,以便能夠?qū)a(chǎn)品作為一個(gè)整體進(jìn)行設(shè)計(jì),從而防止因處理設(shè)計(jì)方案不同步而導(dǎo)致的返工。

如今的產(chǎn)品和供應(yīng)鏈都很復(fù)雜,因此,如果設(shè)計(jì)師脫離相關(guān)的零件和裝配來設(shè)計(jì)產(chǎn)品,那么肯定無(wú)法設(shè)計(jì)出一流的產(chǎn)品。此外,如果不能清楚地了解整個(gè)產(chǎn)品的狀況,那么,即使設(shè)計(jì)工作做得再出色,也可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案質(zhì)量低下和返工問題嚴(yán)重。

要想在今天快節(jié)奏的全球化產(chǎn)品開發(fā)領(lǐng)域中取得成功,公司必須能夠管理當(dāng)今復(fù)雜的設(shè)計(jì)環(huán)境,具體對(duì)策是,為所謂的多CAD產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供支持,即,在企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)管理環(huán)境內(nèi)使用各種CAD應(yīng)用程序創(chuàng)建單一產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案。

一、多CAD產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境

當(dāng)前的制造業(yè)呈現(xiàn)出以下幾種趨勢(shì)。

(1)更高的產(chǎn)品復(fù)雜性。與以前相比,現(xiàn)在的產(chǎn)品不僅品種更多,而且還包含更高級(jí)別的技術(shù)和提供更多的功能。這種復(fù)雜性要求公司使用多種創(chuàng)作工具(可能包括機(jī)械、電氣和軟件設(shè)計(jì)解決方案),因此,必須跨專業(yè)和系統(tǒng)管理信息。

(2)產(chǎn)品開發(fā)的全球化。制造商已經(jīng)全球化,不僅跨越不同的時(shí)區(qū),而且還需要在不同的地點(diǎn)復(fù)制設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。因此,制造商需要適應(yīng)使用不同CAD工具的供應(yīng)鏈合作伙伴,以便開展協(xié)作。

(3)行業(yè)合并。在如今的全球市場(chǎng)中,合并和收購(gòu)更加屢見不鮮。整合不同的企業(yè)需要有效地同化舊的CAD基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),以便保持?jǐn)?shù)據(jù)完整性。

在如今復(fù)雜的市場(chǎng)中,要想開發(fā)出可盈利的產(chǎn)品,關(guān)鍵是能夠在多CAD環(huán)境下有效地進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)。明確定義的多CAD產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程創(chuàng)造了一個(gè)環(huán)境,使不同的工程師可以同時(shí)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的不同部分,從而幫助制造商蓬勃發(fā)展業(yè)務(wù)。因此,制造商越來越需要改善多CAD環(huán)境的管理流程。

二、多CAD設(shè)計(jì)環(huán)境的流程管理

在實(shí)施多CAD流程的公司中,可以按照復(fù)雜程度和完善程度分為三種不同級(jí)別(圖2),其中,公司的多CAD流程的完善度與制造商的產(chǎn)品、供應(yīng)鏈和開發(fā)需求的復(fù)雜性直接相關(guān)。具體地,多CAD流程完善度的三種級(jí)別如下。

(1)基本級(jí)(離散型產(chǎn)品設(shè)計(jì))。單個(gè)PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)數(shù)據(jù)庫(kù),管理獨(dú)立(非交互)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和CAD格式。此方法涉及到使用多個(gè)CAD系統(tǒng),而且所使用的每個(gè)CAD軟件包都有一個(gè)不同的數(shù)據(jù)庫(kù)。

(2)中級(jí)(綜合型產(chǎn)品設(shè)計(jì))。單一產(chǎn)品結(jié)構(gòu),使用異構(gòu)的CAD;以可視化方式裝配產(chǎn)品,但無(wú)設(shè)計(jì)交互。

(3)高級(jí)(上下文相關(guān)的異構(gòu)設(shè)計(jì))。在一種CAD工具中找到所要的元件,然后在另一種CAD工具中用于進(jìn)行上下文相關(guān)的設(shè)計(jì)。

上述這種高級(jí)方法更有價(jià)值,但對(duì)于產(chǎn)品或者設(shè)計(jì)環(huán)境比較簡(jiǎn)單的企業(yè)組織可能不必要。但從另一方面看,在全球分布的復(fù)雜環(huán)境下,這種高級(jí)的上下文相關(guān)異構(gòu)設(shè)計(jì)方法變得更為重要。

要有效管理多CAD環(huán)境,必須建立一致和高效的流程,并要使用集成、靈活的軟件來支持這些流程。PTC建立了一套最佳實(shí)踐并開發(fā)了相應(yīng)的軟件,可幫助制造商建立一流的多CAD流程——PTC在世界各地執(zhí)行了數(shù)以千計(jì)的客戶合同,從中識(shí)別出四項(xiàng)與管理多CAD設(shè)計(jì)環(huán)境相關(guān)的重大挑戰(zhàn),以及克服這些挑戰(zhàn)所要遵循的最佳實(shí)踐。

1.獲得完整的數(shù)字化產(chǎn)品定義

挑戰(zhàn):在使用多個(gè)CAD系統(tǒng)時(shí),如何建立并保持產(chǎn)品的單一定義?

解決方案:建立單一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù),以允許使用任意數(shù)量的CAD工具開發(fā)出一個(gè)完整的數(shù)字化產(chǎn)品定義。通過整合產(chǎn)品定義,可以為項(xiàng)目生成單一、準(zhǔn)確且版本可跟蹤的記錄,從而改善產(chǎn)品質(zhì)量。此方法可讓工程師在一種CAD工具中高效地進(jìn)行設(shè)計(jì),同時(shí)使用異類數(shù)據(jù)在其他工具中進(jìn)行上下文相關(guān)的設(shè)計(jì),如圖3所示。

這種集中式方法還提高了工程效率,因?yàn)樗性O(shè)計(jì)師都能實(shí)時(shí)地看到在各CAD工具中進(jìn)行的設(shè)計(jì)的狀態(tài)。此外,此集中式方法允許設(shè)計(jì)師使用熟悉的工具,從而幫助制造商消除了轉(zhuǎn)換工具和重新培訓(xùn)員工所產(chǎn)生的費(fèi)用。還有,此方法帶來了較低的總體擁有成本,因?yàn)橹圃焐探⒌氖菃我坏臄?shù)據(jù)庫(kù),這就意味著他們不必負(fù)擔(dān)因維護(hù)多個(gè)孤立信息源而產(chǎn)生的過高成本。

PTC擅長(zhǎng)于幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建單一、完整的數(shù)字化產(chǎn)品定義,同時(shí)還允許設(shè)計(jì)師使用熟悉的CAD工具開展天衣無(wú)縫、可伸縮的協(xié)作,以便讓所有設(shè)計(jì)師都能使用正確版本的數(shù)據(jù)。

最終,設(shè)計(jì)師能非常高效地完成設(shè)計(jì)評(píng)審,并能更快地獲得最佳的產(chǎn)品定義。

圖3單一產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的完整數(shù)字化產(chǎn)品定義

最佳實(shí)踐如下。

(1)跨專業(yè)集成的BOM。讓工程師使用熟悉的開發(fā)工具開展無(wú)縫的協(xié)作,這就意味著所有人都能使用正確版本的數(shù)據(jù),從而加快創(chuàng)建整體產(chǎn)品定義的過程。

(2)高效的異構(gòu)設(shè)計(jì)方案評(píng)審。在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)為多CAD環(huán)境下的產(chǎn)品數(shù)據(jù)提供了安全、可伸縮、協(xié)作式的可視化,可持續(xù)不斷地收集反饋,從而能高效地準(zhǔn)備和執(zhí)行設(shè)計(jì)評(píng)審并跟進(jìn)其結(jié)果。

2.支持并行設(shè)計(jì)

挑戰(zhàn):設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)如何能在各CAD系統(tǒng)中查找、重復(fù)使用和同步準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),以促進(jìn)總體設(shè)計(jì)方案的完善?

解決方案:允許動(dòng)態(tài)訪問、重復(fù)使用和同步各CAD工具中跨專業(yè)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),以高效和準(zhǔn)確地促進(jìn)總體設(shè)計(jì)方案的完善。

制造商必須在單個(gè)系統(tǒng)中捕捉和控制多專業(yè)、多CAD的設(shè)計(jì)信息,以及在各關(guān)聯(lián)團(tuán)隊(duì)中高效地同步復(fù)雜的設(shè)計(jì)和相關(guān)的變更。

能快速訪問綜合設(shè)計(jì)方案可加速創(chuàng)建單一產(chǎn)品結(jié)構(gòu),通過此結(jié)構(gòu)可以立即看到各CAD工具中的相應(yīng)狀態(tài)。此方法可讓制造商改善產(chǎn)品質(zhì)量,同時(shí)還能通過準(zhǔn)確的版本控制來減少錯(cuò)誤、返工和報(bào)廢。它還有助于最大程度地集中工程資源來改善質(zhì)量而不是管理數(shù)據(jù)。

PTC的軟件能在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中讓電氣和機(jī)械設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)輕松搜索、檢索、組合、同步和傳遞異類的數(shù)據(jù),從而出色地為并行設(shè)計(jì)提供支持。

最佳實(shí)踐如下。

(1)集成異構(gòu)的設(shè)計(jì)環(huán)境。

(2)自動(dòng)在各MCAD系統(tǒng)之間同步信息。PTC提供自動(dòng)在各MCAD系統(tǒng)之間同步信息的功能,因此,能夠輕松地在一個(gè)CAD系統(tǒng)中重復(fù)使用其他系統(tǒng)中包含的源信息。

(3)ECAD/MCAD協(xié)作。PTC通過在各ECAD/MCAD系統(tǒng)中準(zhǔn)確地控制版本提供自動(dòng)傳遞設(shè)計(jì)變更的功能。

3.實(shí)現(xiàn)全球分布式設(shè)計(jì)

挑戰(zhàn):如何在分散于全球各地并且使用多種CAD系統(tǒng)的團(tuán)隊(duì)中管理設(shè)計(jì)的集成?

解決方案:創(chuàng)造安全的協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境,并且允許在全球各地高效和可伸縮地交換多CAD的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

通過創(chuàng)造一個(gè)便于進(jìn)行設(shè)計(jì)協(xié)作的全球化環(huán)境,可確保準(zhǔn)確和最新的信息在單個(gè)系統(tǒng)中順暢地流動(dòng)。此方法能減少花在處理冗余路徑上的時(shí)間,并能減少搜索信息的次數(shù),從而提高工作效率。

全球化的協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境還使制造商能夠減少新產(chǎn)品的錯(cuò)誤,因?yàn)橛嘘P(guān)各方能及早和經(jīng)常地跨專業(yè)進(jìn)行溝通。制造商還能縮短評(píng)審周期,因?yàn)樗麄兡艹掷m(xù)不斷地收到質(zhì)量越來越高的反饋。通過在全球各地協(xié)同管理數(shù)據(jù),制造商能在系統(tǒng)和地點(diǎn)之間保持設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的完整性。

最佳實(shí)踐:外部合作伙伴的協(xié)作。PTC提供多種靈活的方法,以高效地共享產(chǎn)品數(shù)據(jù)、集中開展工作和捕捉多CAD的可視數(shù)據(jù),以便重復(fù)使用設(shè)計(jì)方案。

(1)在安全、協(xié)同的工作區(qū)中共享產(chǎn)品數(shù)據(jù)。

(2)定義和共享豐富、可跟蹤的工作包。

(3)將內(nèi)部和外部的有關(guān)各方包括進(jìn)來。

(4)靈活地控制對(duì)多CAD的數(shù)據(jù)的訪問。

(5)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)變更的集成工作。

(6)支持將最符合要求的供應(yīng)商吸收進(jìn)來(在不知道其使用何種CAD系統(tǒng)的情況下),以增強(qiáng)協(xié)作力度。

4.可伸縮的性能

挑戰(zhàn):如何確保在全球各地快速訪問最新的產(chǎn)品數(shù)據(jù)?解決方案:實(shí)施可伸縮的IT解決方案,以便控制用戶對(duì)豐富的多CAD產(chǎn)品數(shù)據(jù)的訪問(無(wú)論用戶身在何方),從而克服網(wǎng)絡(luò)的限制?？缮炜s的解決方案可讓制造商快速且經(jīng)濟(jì)高效地建立安全、靈活的新用戶站點(diǎn)。此方法使制造商能夠自動(dòng)地在全球各地的站點(diǎn)之間同步內(nèi)容,這就意味著,設(shè)計(jì)師可以使用為外包的設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)提供的輕量級(jí)可視化內(nèi)容快速訪問產(chǎn)品信息,并與之交互。它還確保在本地快速訪問重量級(jí)內(nèi)容(如CAD模型)。

最佳實(shí)踐:數(shù)據(jù)復(fù)制和WAN加速。PTCWAN加速技術(shù)合作伙伴不僅提供經(jīng)過驗(yàn)證能充分利用網(wǎng)絡(luò)資源的解決方案,而且還提供可下載并允許在本地高速訪問內(nèi)容的文件服務(wù)器。

(1)邀請(qǐng)遠(yuǎn)程參與者加入整體式、訪問受控的環(huán)境。

(2)允許在每個(gè)協(xié)作站點(diǎn)下載和安裝遠(yuǎn)程文件服務(wù)器。

(3)應(yīng)用智能復(fù)制規(guī)則來最大程度減小網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷,以及最大程度地為用戶提高內(nèi)容的可用性。

(4)優(yōu)化低帶寬、高延遲的網(wǎng)絡(luò)的性能。

(5)使用文件服務(wù)器或WAN加速器。

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