引言：本文詳細(xì)的介紹了Siemens PLM Software的Solid Edge軟件在濟(jì)二機(jī)床從二維走向三維的成功應(yīng)用，幫助用戶實(shí)現(xiàn)了BOM的自動(dòng)搭建及在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的實(shí)際效益。

　　濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司始建于1937年，是目前中國(guó)規(guī)模最大的重型數(shù)控鍛壓設(shè)備和大型數(shù)控金切機(jī)床研發(fā)制造基地，中國(guó)機(jī)械工業(yè)百?gòu)?qiáng)，鍛壓行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，被譽(yù)為“世界三大沖壓設(shè)備制造商之一”。主要生產(chǎn)數(shù)控鍛壓設(shè)備、數(shù)控金切機(jī)床、自動(dòng)化設(shè)備、數(shù)控切割設(shè)備、鑄造機(jī)械設(shè)備、環(huán)保機(jī)械設(shè)備等六大類產(chǎn)品。

　　圖1 濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司

　　作為一家擁有70多年歷史的國(guó)企，濟(jì)二機(jī)床之所以能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中始終立于不敗之地，與其一直恪守的技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新理念是離不開(kāi)的。一方面通過(guò)不斷引進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)設(shè)備提高裝備技術(shù)水平，另一方面通過(guò)信息化手段改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，提高企業(yè)管理水平。自80年代濟(jì)二機(jī)床就開(kāi)始CAD的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，并先后自主開(kāi)發(fā)了電氣CAD軟件、機(jī)構(gòu)分析軟件、JIER-ERP、JIER PDM、JIER OA、JIER CRM、JIER SCM等，引進(jìn)了CAD、CAE、CAM等信息化系統(tǒng)。

　　隨著企業(yè)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量要求的提高，以及三維CAD技術(shù)應(yīng)用的普及，公司原有的CAD系統(tǒng)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足企業(yè)的要求，通過(guò)引入市面上較為成熟的三維CAD軟件進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全三維的應(yīng)用，成為了濟(jì)二機(jī)床信息化規(guī)劃之一。

　　產(chǎn)品特性決定選型方向

　　濟(jì)二機(jī)床的產(chǎn)品是按訂單生產(chǎn)，產(chǎn)品品種多、技術(shù)含量高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，單臺(tái)產(chǎn)出涉及零件達(dá)一萬(wàn)種左右，設(shè)計(jì)和制造過(guò)程難度大、周期長(zhǎng)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)同類性強(qiáng)。因此，在裝配設(shè)計(jì)、BOM搭建、零部件設(shè)計(jì)如拉伸、旋轉(zhuǎn)、建模等方面要求較高。

　　鑒于濟(jì)二機(jī)床信息化建設(shè)所遵循的“立足于企業(yè)實(shí)際、充分體現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)特點(diǎn)和企業(yè)特色”原則。2010年，濟(jì)南二機(jī)床結(jié)合企業(yè)的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)軟件經(jīng)過(guò)詳細(xì)的成本效益比分析以及對(duì)投資回報(bào)的深入考證和核算等評(píng)估后，最終選擇了Siemens PLM Software的三維設(shè)計(jì)軟件Solid Edge。濟(jì)二機(jī)床CAD經(jīng)理孫佑威總結(jié)了企業(yè)在選擇Solid Edge軟件時(shí)，最關(guān)注的五大技術(shù)要點(diǎn)：

　　第一，Solid Edge的同步建模技術(shù)，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)零件模型和裝配模型的設(shè)計(jì)變更。

　　第二，Solid Edge軟件具有很好的擴(kuò)展性和二次開(kāi)發(fā)功能，可根據(jù)公司的實(shí)際業(yè)務(wù)需求方便地開(kāi)發(fā)出適合自己的應(yīng)用程序來(lái)擴(kuò)展其功能;

　　第三，Solid Edge價(jià)位比較適中，而最重要的是所提供的諸如零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)、焊接設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、曲面設(shè)計(jì)等功能基本滿足濟(jì)二機(jī)床產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。

　　第四，實(shí)用性較強(qiáng)，Solid Edge提供的互操作體驗(yàn)，簡(jiǎn)化了三維CAD的操作，易學(xué)，易用，也易于普及。

　　第五，Solid Edge提供的二維制圖功能，可根據(jù)三維模型自動(dòng)創(chuàng)建工程圖和更新圖紙。在三維建模操作中，Solid Edge還可直接使用二維CAD數(shù)據(jù)，解決了二三維設(shè)計(jì)脫節(jié)問(wèn)題，有助于企業(yè)平滑的過(guò)渡到三維CAD的應(yīng)用。

　　Solid Edge助濟(jì)二機(jī)床，從二維走向三維

　　三維CAD軟件的引入，只是企業(yè)實(shí)現(xiàn)三維應(yīng)用的基礎(chǔ)，三維CAD的深化應(yīng)用，必須要系統(tǒng)的、有計(jì)劃、有步驟地逐步推進(jìn)實(shí)施。多年來(lái)，濟(jì)二機(jī)床信息化建設(shè)一直堅(jiān)持“需求驅(qū)動(dòng)，整體規(guī)劃，分布實(shí)施，重點(diǎn)突破”的指導(dǎo)方針，因此三維CAD應(yīng)用的推行也不例外。

　　孫佑威指出，為了更好的推進(jìn)Solid Edge的應(yīng)用，在項(xiàng)目實(shí)施的初期濟(jì)二機(jī)床就制訂了從二維走向三維的三步規(guī)劃，具體實(shí)施情況如下：

　　第一步，搭建三維應(yīng)用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)框架。包括建立外構(gòu)件、通用件、標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)，做好“三化”基礎(chǔ)工作，并逐步導(dǎo)入到基于Solid Edge的PDM系統(tǒng)中，搭建三維模型。

　　第二步，新產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)應(yīng)用的積累。即對(duì)于一些新訂單產(chǎn)品(變型產(chǎn)品)應(yīng)用三維Solid Edge設(shè)計(jì)，逐步增加產(chǎn)品的三維模型，數(shù)字化設(shè)計(jì)的數(shù)量。

　　第三步，全面推廣應(yīng)用三維CAD。當(dāng)公司有1/2的產(chǎn)品應(yīng)用Solid Edge設(shè)計(jì)之后，即系統(tǒng)中的產(chǎn)品模型積累到公司產(chǎn)品的一半時(shí)，就全面甩掉二維，完成由二維到三維的轉(zhuǎn)換和升級(jí)。

　　圖2 濟(jì)二機(jī)床三維進(jìn)階三步規(guī)劃

　　目前，濟(jì)二機(jī)床已完成了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)框架的搭建工作，建立了基于Solid Edge的PDM平臺(tái)，大部分產(chǎn)品如數(shù)控鍛壓設(shè)備、數(shù)控金切機(jī)床等都開(kāi)始應(yīng)用三維設(shè)計(jì)，基本上每年有10多個(gè)新產(chǎn)品在Solid Edge中進(jìn)行設(shè)計(jì)。

　　然而，濟(jì)二機(jī)床三維CAD應(yīng)用推廣的過(guò)程中也并非一帆風(fēng)順：在項(xiàng)目實(shí)施初期，由于公司內(nèi)部基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的積累不夠，流程梳理不清，原有的外構(gòu)件、通用件并沒(méi)有完全導(dǎo)入系統(tǒng)，模型數(shù)據(jù)不能直接調(diào)用等原因，嚴(yán)重影響了設(shè)計(jì)效率，造成應(yīng)用Solid Edge進(jìn)行三維設(shè)計(jì)的產(chǎn)品研發(fā)周期，反而比沒(méi)有應(yīng)用該系統(tǒng)之前拉長(zhǎng)了;Solid Edge自頂向下的設(shè)計(jì)理念，并沒(méi)有熟練的應(yīng)用到濟(jì)二的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，如何把產(chǎn)品快速搭建起來(lái)，并進(jìn)一步將零部件分到每一位設(shè)計(jì)師手里實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì);隨著三維CAD應(yīng)用的深入，公司所應(yīng)用的Solid Edge版本在某些功能上已不能完全滿足設(shè)計(jì)的需求。

　　面對(duì)以上困境，濟(jì)二機(jī)床沒(méi)有退縮也沒(méi)有質(zhì)疑，而是與其合作伙伴Siemens PLM Software組成的實(shí)施團(tuán)隊(duì)共同努力、充分溝通，依靠他們專業(yè)的實(shí)施開(kāi)發(fā)能力和豐富的業(yè)務(wù)經(jīng)驗(yàn)，找出問(wèn)題的根源。通過(guò)定期培訓(xùn)和技術(shù)支持讓設(shè)計(jì)師們更熟練的掌握Solid Edge的應(yīng)用，以及版本升級(jí)和二次開(kāi)發(fā)等手段進(jìn)一步契合企業(yè)的實(shí)際需求。

　　據(jù)孫佑威介紹，濟(jì)二機(jī)床已應(yīng)用了Solid Edge的所有基本功能，包括應(yīng)用Solid Edge的零件設(shè)計(jì)功能，建立諸如開(kāi)孔、除料、圓角、抽殼等機(jī)加工特征，以及拔模斜度、掃描、掃掠、螺旋、陣列等復(fù)雜的幾何特征，完成旋轉(zhuǎn)或拉伸造、放樣等操作;應(yīng)用裝配設(shè)計(jì)功能通過(guò)自頂向下或自底向上的設(shè)計(jì)技術(shù)，根據(jù)裝配關(guān)系裝配已有的零件或部件，并允許同一個(gè)裝配項(xiàng)目由多個(gè)設(shè)計(jì)師共同操作，實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)，應(yīng)用鈑金設(shè)計(jì)功能，快速地完成各種鈑金零件的設(shè)計(jì);應(yīng)用內(nèi)嵌分析軟件Femap Express在裝配環(huán)境中，對(duì)零件和鈑金進(jìn)行簡(jiǎn)單的應(yīng)變或模態(tài)分析等;應(yīng)用二維制圖功能，可根據(jù)三維模型自動(dòng)創(chuàng)建和更新圖紙，迅速創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)視圖和輔助視圖，包括截面視圖、局部放大視圖、斷面視圖、ISO視圖等;以及基于Solid Edge二次開(kāi)發(fā)的圖紙瀏覽、BOM搭建、web發(fā)布等功能。

　　圖3 Solid Edge零件設(shè)計(jì)

　　圖4 Solid Edge三維裝配

　　圖5 基于Solid Edge的web發(fā)布

　　除了Solid Edge，濟(jì)二機(jī)床還實(shí)施Siemens PLM Software的Teamcenter 和Femap with NX Nastran。Solidedge主要用于產(chǎn)品的三維設(shè)計(jì)、三維建模，NX Nastran定位于專業(yè)級(jí)的有限元分析，結(jié)構(gòu)曲線分析及仿真，Teamcenter則主要管理產(chǎn)品的三維數(shù)據(jù)，這三款軟件相互之間緊密集成，共同搭起了濟(jì)二機(jī)床的三維數(shù)字化設(shè)計(jì)平臺(tái)。

　　BOM信息自動(dòng)提除，消除信息孤島

　　濟(jì)二機(jī)床產(chǎn)品BOM復(fù)雜，單臺(tái)產(chǎn)出涉及零件達(dá)一萬(wàn)種左右。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)推動(dòng)下，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和更新速度加快，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)會(huì)被反復(fù)地修改和完善，其產(chǎn)品的BOM也會(huì)隨之發(fā)生相應(yīng)的變化，如何最大限度地利用設(shè)計(jì)階段的BOM信息加速產(chǎn)品從設(shè)計(jì)領(lǐng)域到制造領(lǐng)域轉(zhuǎn)化，消除PDM與ERP之間存在的“信息孤島”，一度成為濟(jì)二機(jī)床迫切需要解決的難題。（西門(mén)子Solid Edge軟件在機(jī)床中應(yīng)用）

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　　Solid Edge軟件具有良好的擴(kuò)展性和二次開(kāi)發(fā)功能，結(jié)合這一特點(diǎn)，濟(jì)二機(jī)床對(duì)SolidEdge進(jìn)行了一定的二次開(kāi)發(fā)，基于SolidEdge與Teamcenter的集成，并通過(guò)分析裝配體內(nèi)部信息表達(dá)和包含于裝配體的零件的內(nèi)部信息表達(dá)，實(shí)現(xiàn)了SolidEdge裝配 BOM信息的自動(dòng)提取。即設(shè)計(jì)人員在SolidEdge中完成產(chǎn)品的裝配設(shè)計(jì)后，在PDM系統(tǒng)中直接添加產(chǎn)品的裝配圖，就可從裝配圖上自動(dòng)提取裝配BOM信息。同時(shí)，將裝配BOM作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生成中間數(shù)據(jù)表提交到ERP，實(shí)現(xiàn)PDM與ERP的集成。

　　圖6 基于Solid Edge的BOM搭建

　　在應(yīng)用該功能之前，濟(jì)二的裝配BOM搭建都是由工程師手工完成，材料清單的統(tǒng)計(jì)工作量相當(dāng)大且容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。而如今，從BOM的手動(dòng)搭建到系統(tǒng)自動(dòng)搭建，BOM的生成效率提高了2倍，大大縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期，減輕了工作人員的工作量。

　　談到Solid Edge的應(yīng)用對(duì)于公司的實(shí)際效益，孫佑威指出：Solid Edge的實(shí)施很明顯的提升了濟(jì)二機(jī)床的設(shè)計(jì)質(zhì)量、研發(fā)效率。例如，在裝配時(shí)，發(fā)現(xiàn)了設(shè)計(jì)中不合理的地方，很快進(jìn)行修改，在設(shè)計(jì)過(guò)程中就能避免不合理的設(shè)計(jì);在裝配級(jí)的設(shè)計(jì)和修改方面，Solid Edge的同步建模技術(shù)允許設(shè)計(jì)師在裝配環(huán)境中直接利用所有的資源進(jìn)行關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)和同步修改，大大提高了設(shè)計(jì)效率。同時(shí)，三維進(jìn)階前期準(zhǔn)備工作的開(kāi)展，促使?jié)C(jī)床基礎(chǔ)數(shù)據(jù)得到了全面整合、梳理和規(guī)范，為以后信息化工作的展開(kāi)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（轉(zhuǎn)載）