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隨著設(shè)計(jì)與制造數(shù)字化進(jìn)程的發(fā)展，產(chǎn)品數(shù)字化的要求越來越高。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程中，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)得到了廣泛推廣和應(yīng)用，很多企業(yè)引進(jìn)CAD/CAPP/PDM等系統(tǒng)一起構(gòu)建數(shù)字化管理平臺，對整個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)字化管理。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，工藝協(xié)同的重要性也越來越凸顯，因?yàn)樵谕黄脚_下共享數(shù)據(jù)資源，使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和工藝數(shù)據(jù)的交互變得越來越緊密，產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)相互依賴，互為反饋，工藝設(shè)計(jì)應(yīng)支持產(chǎn)品設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)確定的產(chǎn)品功能，同時(shí)也反饋產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不足；反過來，產(chǎn)品設(shè)計(jì)也應(yīng)考慮生產(chǎn)工藝的實(shí)現(xiàn)能力，確保產(chǎn)品能以適當(dāng)?shù)某杀?、交期和質(zhì)量生產(chǎn)出來也大大縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期，提高了產(chǎn)品的加工質(zhì)量。 在整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)過程中，并行設(shè)計(jì)要比串行設(shè)計(jì)縮短研發(fā)周期T1，協(xié)同設(shè)計(jì)要比并行設(shè)計(jì)縮短研發(fā)周期T2，協(xié)同設(shè)計(jì)的效率最高。在協(xié)同設(shè)計(jì)過程中，整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)是在同一個(gè)環(huán)境下進(jìn)行的，通過數(shù)字化平臺共同進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)。協(xié)同設(shè)計(jì)能讓工藝設(shè)計(jì)更早地參與進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，在進(jìn)行產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)時(shí)，就能通過數(shù)字化平臺讓工藝設(shè)計(jì)人員參與進(jìn)來，了解設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)理念，從而讓工藝設(shè)計(jì)人員參與整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程，這樣能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷，進(jìn)行工藝性研究，提出好的建議，提高設(shè)計(jì)方案的可行性和可靠性，最終提高產(chǎn)品的研發(fā)能力，縮短研發(fā)周期。 設(shè)計(jì)子域成熟度級別要求 設(shè)計(jì)子域成熟度包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)，其中產(chǎn)品設(shè)計(jì)成熟度評估的核心內(nèi)容在于產(chǎn)品設(shè)計(jì)方式、設(shè)計(jì)知識應(yīng)用、仿真技術(shù)應(yīng)用、協(xié)同/集成/模式創(chuàng)新；工藝設(shè)計(jì)成熟度評估的核心內(nèi)容在于工藝設(shè)計(jì)方式、工藝數(shù)據(jù)管理/知識應(yīng)用、仿真技術(shù)應(yīng)用、協(xié)同/設(shè)計(jì)集成/模式創(chuàng)新。 產(chǎn)品設(shè)計(jì)從一級規(guī)劃到五級引領(lǐng)的關(guān)鍵特征如下： 工藝設(shè)計(jì)從一級規(guī)劃到五級引領(lǐng)的關(guān)鍵特征如下： 各等級的能力要求具體如下： 能力域 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 工藝設(shè)計(jì) 一級 a）應(yīng)基于計(jì)算機(jī)輔助開展二維產(chǎn)品設(shè)計(jì)； b）應(yīng)根據(jù)用戶需求，按照設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)方案的策劃； c）應(yīng)制定產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程相關(guān)規(guī)范，并有效執(zhí)行。 a）應(yīng)基于產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)開展工藝設(shè)計(jì)和優(yōu)化； b）應(yīng)制定工藝設(shè)計(jì)過程相關(guān)規(guī)范，并有效執(zhí)行； c）應(yīng)建立工藝文檔或數(shù)據(jù)的管理機(jī)制，能夠?qū)に囆畔⑦M(jìn)行記錄、查閱和執(zhí)行。 二級 a）應(yīng)基于計(jì)算機(jī)輔助開展三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)； b）應(yīng)通過產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)或文檔的結(jié)構(gòu)化管理及數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的流程、結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一管理，以及版本管理、權(quán)限控制、電子審批等； c）應(yīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品不同專業(yè)或者組件之間的并行設(shè)計(jì)。 a）應(yīng)基于計(jì)算機(jī)輔助開展工藝設(shè)計(jì)和優(yōu)化； b) 應(yīng)基于典型產(chǎn)品或特征建立工藝模板，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵工藝設(shè)計(jì)信息的重用； c）應(yīng)實(shí)現(xiàn)工藝不同專業(yè)之間的并行設(shè)計(jì)。 三級 a）應(yīng)建立典型產(chǎn)品組件的標(biāo)準(zhǔn)庫及典型產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識庫，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行匹配和引用； b）三維模型應(yīng)集成產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息（尺寸、公差、工程說明、材料需求等），確保產(chǎn)品研發(fā)過程中數(shù)據(jù)源的唯一性； c）應(yīng)基于三維模型實(shí)現(xiàn)對外觀、結(jié)構(gòu)、性能等關(guān)鍵要素的設(shè)計(jì)仿真及迭代優(yōu)化； d）應(yīng)通過工藝設(shè)計(jì)的介入與聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)間的信息交互、并行協(xié)同。 a）應(yīng)通過工藝設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)文檔或數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化管理、數(shù)據(jù)共享、版本管理、權(quán)限控制和電子審批； b）應(yīng)建立典型制造工藝流程、參數(shù)、資源等關(guān)鍵要素的知識庫，并能以結(jié)構(gòu)化的形式展現(xiàn)、查詢與更新； c）應(yīng)基于數(shù)字化模型實(shí)現(xiàn)制造工藝關(guān)鍵環(huán)節(jié)的仿真分析及迭代優(yōu)化； d）應(yīng)通過產(chǎn)品設(shè)計(jì)的介入與聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)之間的信息交互、并行協(xié)同。 四級 a）應(yīng)基于產(chǎn)品組件的標(biāo)準(zhǔn)庫、產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識庫的集成和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品參數(shù)化、模塊化設(shè)計(jì)； b）應(yīng)將產(chǎn)品的設(shè)計(jì)信息、生產(chǎn)信息、檢驗(yàn)信息、運(yùn)維信息等集成于產(chǎn)品的數(shù)字化模型中，實(shí)現(xiàn)基于模型的產(chǎn)品數(shù)據(jù)歸檔和管理； c）應(yīng)構(gòu)建完整的產(chǎn)品設(shè)計(jì)仿真分析平臺，并對產(chǎn)品外觀、結(jié)構(gòu)、性能、工藝等進(jìn)行仿真分析與迭代優(yōu)化； d）應(yīng)通過產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、銷售或服務(wù)等系統(tǒng)的高度集成，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期跨業(yè)務(wù)之間的協(xié)同。 a）應(yīng)實(shí)現(xiàn)基于模型的三維工藝設(shè)計(jì)和優(yōu)化，并將完整的工藝信息（工裝、工具、設(shè)備等）集成于三維工藝模型中； b）應(yīng)基于工藝知識庫的集成應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)工藝流程、工序內(nèi)容、工藝資源等知識的實(shí)時(shí)調(diào)用，為工藝規(guī)劃與設(shè)計(jì)提供決策支持； c）應(yīng)實(shí)現(xiàn)基于三維模型的制造工藝 全要素的仿真分析及迭代優(yōu)化； d）應(yīng)基于工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)等系統(tǒng)的高度集成，通過工藝信息下發(fā)、執(zhí)行、反饋、監(jiān)控的閉環(huán)管控，實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)與制造協(xié)同。 五級 a）應(yīng)基于參數(shù)化、模塊化設(shè)計(jì)，建立產(chǎn)品個(gè)性化定制平臺，具備個(gè)性化定制的接口與能力； b）應(yīng)基于統(tǒng)一的三維模型，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期動(dòng)態(tài)管理，滿足設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、銷售、服務(wù)等應(yīng)用需求； c）應(yīng)基于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)庫和設(shè)計(jì)知識庫的集成和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品智能設(shè)計(jì)； d）應(yīng)建立產(chǎn)品設(shè)計(jì)云平臺，實(shí)現(xiàn)用戶、供應(yīng)商等多方信息交互、協(xié)同設(shè)計(jì)和產(chǎn)品持續(xù)創(chuàng)新。 a）應(yīng)基于工藝知識庫的集成應(yīng)用，輔助工藝創(chuàng)新推理，實(shí)現(xiàn)工藝智能設(shè)計(jì)； b）應(yīng)基于設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)、檢驗(yàn)、運(yùn)維等數(shù)據(jù)分析，構(gòu)建實(shí)時(shí)優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)優(yōu)化； c）應(yīng)建立工藝設(shè)計(jì)云平臺，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈跨領(lǐng)域、跨區(qū)域、跨平臺的協(xié)同工藝設(shè)計(jì)。 背景 陜西黃河集團(tuán)有限公司是“一五”期間國家156項(xiàng)重點(diǎn)工程之一。 目前的黃河廠擁有職工4000余人，其中各類工程技術(shù)人員600多人。主要加工設(shè)備和檢測儀器儀表4800余臺，擁有大型高、精、尖電子技術(shù)武器裝備及民用電子產(chǎn)品的開發(fā)、研制和生產(chǎn)能力，具有鑄造、精密機(jī)械加工、工模具設(shè)計(jì)制造、熱處理、表面處理、電子裝配、調(diào)試、CAD/CAM等多種工藝加工手段。 在過程產(chǎn)品研發(fā)過程中，一個(gè)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)階段，往往需要使用不同的設(shè)計(jì)軟件，如用AutoCAD繪制二維模型，用UG建立三維模型，因此，就產(chǎn)生了不同系統(tǒng)之間的信息交互問題。此外，在工藝設(shè)計(jì)中，也存在從設(shè)計(jì)內(nèi)容中獲取信息時(shí)，由于設(shè)計(jì)軟件的不同造成數(shù)據(jù)丟失和數(shù)據(jù)導(dǎo)入出錯(cuò)等問題。 在產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)過程中開展的設(shè)計(jì)活動(dòng)、工藝活動(dòng)、實(shí)驗(yàn)活動(dòng)及其他和設(shè)計(jì)相關(guān)的活動(dòng)，都是圍繞設(shè)計(jì)圖紙?jiān)谕粋€(gè)平臺空間下展開的。這樣設(shè)計(jì)師和工藝師可以同時(shí)看到設(shè)計(jì)圖紙，工藝師就能更早地參與產(chǎn)品設(shè)計(jì)，對設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行工藝性審查并提出改進(jìn)意見，或者進(jìn)行工藝性試驗(yàn)，為最終設(shè)計(jì)圖紙的定型提出技術(shù)支持，從而提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率和成功率。 數(shù)字化管理平臺集成 基于協(xié)同原理的CAD/CAPP/PDM等系統(tǒng)的集成，以 Web的項(xiàng)目管理與工作流程管理系統(tǒng)、協(xié)同工具集為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)分布式系統(tǒng)的過程集成、信息集成和知識集成。協(xié)同工作模式下，協(xié)同平臺的建立是實(shí)現(xiàn)分布式系統(tǒng)間知識集成的基礎(chǔ)。協(xié)同設(shè)計(jì)是指區(qū)域分散的設(shè)計(jì)群體，借助計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，共同協(xié)調(diào)與協(xié)作來完成一項(xiàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)。在協(xié)同設(shè)計(jì)過程中，協(xié)作群體利用協(xié)同平臺的工作流管理系統(tǒng)、項(xiàng)目管理系統(tǒng)、應(yīng)用工具集（CAD/CAPP/ PDM等）和協(xié)同工具集（電子郵件等）等，通過知識共享、文件傳遞等方式，對群體聯(lián)盟內(nèi)的共享顯性知識進(jìn)行借鑒、引用和采納，實(shí)現(xiàn)知識的融合和內(nèi)化，并且通過必要的溝通與交流，完成產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計(jì)。 基于協(xié)同工作模式的CAD/CAPP/PDM等系統(tǒng)集成能較好地處理設(shè)計(jì)系統(tǒng)和工藝系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互問題，將產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)有機(jī)協(xié)同起來。一個(gè)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)階段，往往需要使用不同的設(shè)計(jì)軟件，如用UG建立三維模型，因此，就產(chǎn)生了不同系統(tǒng)之間的信息交互問題。此外，在工藝設(shè)計(jì)中，也存在從設(shè)計(jì)內(nèi)容中獲取信息時(shí)，由于設(shè)計(jì)軟件的不同造成數(shù)據(jù)丟失和數(shù)據(jù)導(dǎo)入出錯(cuò)等問題。通過 PDM和CAPP系統(tǒng)可以解決上述問題。由于PDM統(tǒng)一管 理與產(chǎn)品相關(guān)的全部信息，不同設(shè)計(jì)軟件的信息傳遞通過PDM系統(tǒng)進(jìn)行，CAD、CAPP通過PDM提取需要的信息，并將結(jié)果反饋給PDM系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)在數(shù)據(jù)上的交流和共享。 所屬級別說明 陜西黃河集團(tuán)有限公司的數(shù)字化管理平臺助力產(chǎn)品設(shè)計(jì)利用PDM統(tǒng)一管理與產(chǎn)品相關(guān)的全部信息，不同設(shè)計(jì)軟件CAD、CAPP的信息傳遞通過 PDM 系統(tǒng)進(jìn)行，然后通過 PDM 提取需要的信息，并將結(jié)果反饋給 PDM 系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)在數(shù)據(jù)上的交流和共享。 在信息化，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)上都運(yùn)用了三維軟件CAD、CAPP等，進(jìn)行包含產(chǎn)品、工藝參數(shù)數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)工作。 在集成方面上，通過過程集成、信息集成和知識集成，形成了知識庫，共享顯性知識進(jìn)行借鑒、引用和采納，實(shí)現(xiàn)知識的融合和內(nèi)化。 在協(xié)同方面，做到產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)的互相介入與聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)間的信息交互、并行協(xié)同。 綜上，對比設(shè)計(jì)能力子域各等級要求，黃河集團(tuán)的基于協(xié)同原理的CAD/CAPP/PDM等系統(tǒng)的集成，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)子域及工藝設(shè)計(jì)子域可達(dá)到集成（三級）要求。 |
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