多CAD環(huán)境下產(chǎn)品設(shè)計的最佳實踐

2013-08-09 by:逆向工程中心-設(shè)備設(shè)計組來源: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)計流程,例如機械設(shè)計和電氣設(shè)計;而另一些公司因收購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)團隊仍必須以“整體”方式設(shè)計產(chǎn)品。這意味著:工程師必須了解與產(chǎn)品設(shè)計相關(guān)的所有元素和組成部分,以便能夠?qū)a(chǎn)品作為一個整體進行設(shè)計,從而防止因處理設(shè)計方案不同步而導(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)計師脫離相關(guān)的零件和裝配來設(shè)計產(chǎn)品,那么肯定無法設(shè)計出一流的產(chǎn)品。此外,如果不能清楚地了解整個產(chǎn)品的狀況,那么,即使設(shè)計工作做得再出色,也可能導(dǎo)致設(shè)計方案質(zhì)量低下和返工問題嚴重。

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今復(fù)雜的設(shè)計環(huán)境,具體對策是,為所謂的多CAD產(chǎn)品設(shè)計提供支持,即,在企業(yè)級數(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)計方案。

一、多CAD產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境

當前的制造業(yè)呈現(xiàn)出以下幾種趨勢。

(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(可能包括機械、電氣和軟件設(shè)計解決方案),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,不僅跨越不同的時區(qū),而且還需要在不同的地點復(fù)制設(shè)計數(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。在如今的全球市場中,合并和收購更加屢見不鮮。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),以便保持數(shù)據(jù)完整性。

在如今復(fù)雜的市場中,要想開發(fā)出可盈利的產(chǎn)品,關(guān)鍵是能夠在多CAD環(huán)境下有效地進行產(chǎn)品開發(fā)。明確定義的多CAD產(chǎn)品設(shè)計流程創(chuàng)造了一個環(huán)境,使不同的工程師可以同時設(shè)計產(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)計環(huán)境的流程管理

在實施多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別如下。

(1)基本級(離散型產(chǎn)品設(shè)計)。單個PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)數(shù)據(jù)庫,管理獨立(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CAD系統(tǒng),而且所使用的每個CAD軟件包都有一個不同的數(shù)據(jù)庫。

(2)中級(綜合型產(chǎn)品設(shè)計)。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,但無設(shè)計交互。

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

上述這種高級方法更有價值,但對于產(chǎn)品或者設(shè)計環(huán)境比較簡單的企業(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,這種高級的上下文相關(guān)異構(gòu)設(shè)計方法變得更為重要。

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)以千計的客戶合同,從中識別出四項與管理多CAD設(shè)計環(huán)境相關(guān)的重大挑戰(zhàn),以及克服這些挑戰(zhàn)所要遵循的最佳實踐。

1.獲得完整的數(shù)字化產(chǎn)品定義

挑戰(zhàn):在使用多個CAD系統(tǒng)時,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)存儲庫,以允許使用任意數(shù)量的CAD工具開發(fā)出一個完整的數(shù)字化產(chǎn)品定義。通過整合產(chǎn)品定義,可以為項目生成單一、準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工具中高效地進行設(shè)計,同時使用異類數(shù)據(jù)在其他工具中進行上下文相關(guān)的設(shè)計,如圖3所示。

這種集中式方法還提高了工程效率,因為所有設(shè)計師都能實時地看到在各CAD工具中進行的設(shè)計的狀態(tài)。此外,此集中式方法允許設(shè)計師使用熟悉的工具,從而幫助制造商消除了轉(zhuǎn)換工具和重新培訓員工所產(chǎn)生的費用。還有,此方法帶來了較低的總體擁有成本,因為制造商建立的是單一的數(shù)據(jù)庫,這就意味著他們不必負擔因維護多個孤立信息源而產(chǎn)生的過高成本。

PTC擅長于幫助設(shè)計團隊創(chuàng)建單一、完整的數(shù)字化產(chǎn)品定義,同時還允許設(shè)計師使用熟悉的CAD工具開展天衣無縫、可伸縮的協(xié)作,以便讓所有設(shè)計師都能使用正確版本的數(shù)據(jù)。

最終,設(shè)計師能非常高效地完成設(shè)計評審,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)計方案評審。在一個系統(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,從而能高效地準備和執(zhí)行設(shè)計評審并跟進其結(jié)果。

2.支持并行設(shè)計

挑戰(zhàn):設(shè)計團隊如何能在各CAD系統(tǒng)中查找、重復(fù)使用和同步準確的數(shù)據(jù),以促進總體設(shè)計方案的完善?

解決方案:允許動態(tài)訪問、重復(fù)使用和同步各CAD工具中跨專業(yè)的設(shè)計數(shù)據(jù),以高效和準確地促進總體設(shè)計方案的完善。

制造商必須在單個系統(tǒng)中捕捉和控制多專業(yè)、多CAD的設(shè)計信息,以及在各關(guān)聯(lián)團隊中高效地同步復(fù)雜的設(shè)計和相關(guān)的變更。

能快速訪問綜合設(shè)計方案可加速創(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,同時還能通過準確的版本控制來減少錯誤、返工和報廢。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)品的整個生命周期中讓電氣和機械設(shè)計團隊輕松搜索、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)計提供支持。

最佳實踐如下。

(1)集成異構(gòu)的設(shè)計環(huán)境。

(2)自動在各MCAD系統(tǒng)之間同步信息。PTC提供自動在各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)中準確地控制版本提供自動傳遞設(shè)計變更的功能。

3.實現(xiàn)全球分布式設(shè)計

挑戰(zhàn):如何在分散于全球各地并且使用多種CAD系統(tǒng)的團隊中管理設(shè)計的集成?

解決方案:創(chuàng)造安全的協(xié)同設(shè)計環(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)計數(shù)據(jù)。

通過創(chuàng)造一個便于進行設(shè)計協(xié)作的全球化環(huán)境,可確保準確和最新的信息在單個系統(tǒng)中順暢地流動。此方法能減少花在處理冗余路徑上的時間,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)計環(huán)境還使制造商能夠減少新產(chǎn)品的錯誤,因為有關(guān)各方能及早和經(jīng)常地跨專業(yè)進行溝通。制造商還能縮短評審周期,因為他們能持續(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)和地點之間保持設(shè)計數(shù)據(jù)的完整性。

最佳實踐: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)各方包括進來。

(4)靈活地控制對多CAD的數(shù)據(jù)的訪問。

(5)簡化設(shè)計變更的集成工作。

(6)支持將最符合要求的供應(yīng)商吸收進來(在不知道其使用何種CAD系統(tǒng)的情況下),以增強協(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:實施可伸縮的IT解決方案,以便控制用戶對豐富的多CAD產(chǎn)品數(shù)據(jù)的訪問(無論用戶身在何方),從而克服網(wǎng)絡(luò)的限制。可伸縮的解決方案可讓制造商快速且經(jīng)濟高效地建立安全、靈活的新用戶站點。此方法使制造商能夠自動地在全球各地的站點之間同步內(nèi)容,這就意味著,設(shè)計師可以使用為外包的設(shè)計業(yè)務(wù)提供的輕量級可視化內(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內(nèi)容(如CAD模型)。

最佳實踐: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)邀請遠程參與者加入整體式、訪問受控的環(huán)境。

(2)允許在每個協(xié)作站點下載和安裝遠程文件服務(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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