引言：本文詳細的介紹了Siemens PLM Software的Solid Edge軟件在濟二機床從二維走向三維的成功應(yīng)用，幫助用戶實現(xiàn)了BOM的自動搭建及在產(chǎn)品設(shè)計中的實際效益。
濟南二機床集團有限公司始建于1937年，是目前中國規(guī)模最大的重型數(shù)控鍛壓設(shè)備和大型數(shù)控金切機床研發(fā)制造基地，中國機械工業(yè)百強，鍛壓行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，被譽為“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)控金切機床、自動化設(shè)備、數(shù)控切割設(shè)備、鑄造機械設(shè)備、環(huán)保機械設(shè)備等六大類產(chǎn)品。
圖1 濟南二機床集團有限公司
作為一家擁有70多年歷史的國企，濟二機床之所以能在激烈的市場競爭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)新理念是離不開的。一方面通過不斷引進國內(nèi)外先進設(shè)備提高裝備技術(shù)水平，另一方面通過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年代濟二機床就開始CAD的開發(fā)應(yīng)用，并先后自主開發(fā)了電氣CAD軟件、機構(gòu)分析軟件、JIER-ERP、JIER PDM、JIER OA、JIER CRM、JIER SCM等，引進了CAD、CAE、CAM等信息化系統(tǒng)。
隨著企業(yè)對產(chǎn)品設(shè)計質(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)已遠遠不能滿足企業(yè)的要求，通過引入市面上較為成熟的三維CAD軟件進而實現(xiàn)全三維的應(yīng)用，成為了濟二機床信息化規(guī)劃之一。
產(chǎn)品特性決定選型方向
濟二機床的產(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，單臺產(chǎn)出涉及零件達一萬種左右，設(shè)計和制造過程難度大、周期長，產(chǎn)品設(shè)計同類性強。因此，在裝配設(shè)計、BOM搭建、零部件設(shè)計如拉伸、旋轉(zhuǎn)、建模等方面要求較高。
鑒于濟二機床信息化建設(shè)所遵循的“立足于企業(yè)實際、充分體現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)營特點和企業(yè)特色”原則。2010年，濟南二機床結(jié)合企業(yè)的產(chǎn)品特點，對軟件經(jīng)過詳細的成本效益比分析以及對投資回報的深入考證和核算等評估后，最終選擇了Siemens PLM Software的三維設(shè)計軟件Solid Edge。濟二機床CAD經(jīng)理孫佑威總結(jié)了企業(yè)在選擇Solid Edge軟件時，最關(guān)注的五大技術(shù)要點：
第一，Solid Edge的同步建模技術(shù)，該技術(shù)可實現(xiàn)對零件模型和裝配模型的設(shè)計變更。
第二，Solid Edge軟件具有很好的擴展性和二次開發(fā)功能，可根據(jù)公司的實際業(yè)務(wù)需求方便地開發(fā)出適合自己的應(yīng)用程序來擴展其功能;
第三，Solid Edge價位比較適中，而最重要的是所提供的諸如零件設(shè)計、裝配設(shè)計、焊接設(shè)計、鈑金設(shè)計、曲面設(shè)計等功能基本滿足濟二機床產(chǎn)品設(shè)計要求。
第四，實用性較強，Solid Edge提供的互操作體驗，簡化了三維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)計脫節(jié)問題，有助于企業(yè)平滑的過渡到三維CAD的應(yīng)用。
Solid Edge助濟二機床，從二維走向三維
三維CAD軟件的引入，只是企業(yè)實現(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、有計劃、有步驟地逐步推進實施。多年來，濟二機床信息化建設(shè)一直堅持“需求驅(qū)動，整體規(guī)劃，分布實施，重點突破”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Solid Edge的應(yīng)用，在項目實施的初期濟二機床就制訂了從二維走向三維的三步規(guī)劃，具體實施情況如下：
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、標準件庫，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)計應(yīng)用的積累。即對于一些新訂單產(chǎn)品(變型產(chǎn)品)應(yīng)用三維Solid Edge設(shè)計，逐步增加產(chǎn)品的三維模型，數(shù)字化設(shè)計的數(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，就全面甩掉二維，完成由二維到三維的轉(zhuǎn)換和升級。
圖2 濟二機床三維進階三步規(guī)劃
目前，濟二機床已完成了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)框架的搭建工作，建立了基于Solid Edge的PDM平臺，大部分產(chǎn)品如數(shù)控鍛壓設(shè)備、數(shù)控金切機床等都開始應(yīng)用三維設(shè)計，基本上每年有10多個新產(chǎn)品在Solid Edge中進行設(shè)計。
然而，濟二機床三維CAD應(yīng)用推廣的過程中也并非一帆風(fēng)順：在項目實施初期，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，嚴重影響了設(shè)計效率，造成應(yīng)用Solid Edge進行三維設(shè)計的產(chǎn)品研發(fā)周期，反而比沒有應(yīng)用該系統(tǒng)之前拉長了;Solid Edge自頂向下的設(shè)計理念，并沒有熟練的應(yīng)用到濟二的產(chǎn)品設(shè)計過程中，如何把產(chǎn)品快速搭建起來，并進一步將零部件分到每一位設(shè)計師手里實現(xiàn)協(xié)同設(shè)計;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)計的需求。
面對以上困境，濟二機床沒有退縮也沒有質(zhì)疑，而是與其合作伙伴Siemens PLM Software組成的實施團隊共同努力、充分溝通，依靠他們專業(yè)的實施開發(fā)能力和豐富的業(yè)務(wù)經(jīng)驗，找出問題的根源。通過定期培訓(xùn)和技術(shù)支持讓設(shè)計師們更熟練的掌握Solid Edge的應(yīng)用，以及版本升級和二次開發(fā)等手段進一步契合企業(yè)的實際需求。
據(jù)孫佑威介紹，濟二機床已應(yīng)用了Solid Edge的所有基本功能，包括應(yīng)用Solid Edge的零件設(shè)計功能，建立諸如開孔、除料、圓角、抽殼等機加工特征，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)計功能通過自頂向下或自底向上的設(shè)計技術(shù)，根據(jù)裝配關(guān)系裝配已有的零件或部件，并允許同一個裝配項目由多個設(shè)計師共同操作，實現(xiàn)協(xié)同設(shè)計，應(yīng)用鈑金設(shè)計功能，快速地完成各種鈑金零件的設(shè)計;應(yīng)用內(nèi)嵌分析軟件Femap Express在裝配環(huán)境中，對零件和鈑金進行簡單的應(yīng)變或模態(tài)分析等;應(yīng)用二維制圖功能，可根據(jù)三維模型自動創(chuàng)建和更新圖紙，迅速創(chuàng)建標準視圖和輔助視圖，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
圖4 Solid Edge三維裝配
圖5 基于Solid Edge的web發(fā)布
除了Solid Edge，濟二機床還實施Siemens PLM Software的Teamcenter 和Femap with NX Nastran。Solidedge主要用于產(chǎn)品的三維設(shè)計、三維建模，NX Nastran定位于專業(yè)級的有限元分析，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，共同搭起了濟二機床的三維數(shù)字化設(shè)計平臺。
BOM信息自動提除，消除信息孤島
濟二機床產(chǎn)品BOM復(fù)雜，單臺產(chǎn)出涉及零件達一萬種左右。在激烈的市場競爭推動下，產(chǎn)品的設(shè)計和更新速度加快，產(chǎn)品的設(shè)計會被反復(fù)地修改和完善，其產(chǎn)品的BOM也會隨之發(fā)生相應(yīng)的變化，如何最大限度地利用設(shè)計階段的BOM信息加速產(chǎn)品從設(shè)計領(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”，一度成為濟二機床迫切需要解決的難題。（西門子Solid Edge軟件在機床中應(yīng)用）
[DividePage:NextPage]
Solid Edge軟件具有良好的擴展性和二次開發(fā)功能，結(jié)合這一特點，濟二機床對SolidEdge進行了一定的二次開發(fā)，基于SolidEdge與Teamcenter的集成，并通過分析裝配體內(nèi)部信息表達和包含于裝配體的零件的內(nèi)部信息表達，實現(xiàn)了SolidEdge裝配 BOM信息的自動提取。即設(shè)計人員在SolidEdge中完成產(chǎn)品的裝配設(shè)計后，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提取裝配BOM信息。同時，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)計工作量相當(dāng)大且容易出現(xiàn)錯誤。而如今，從BOM的手動搭建到系統(tǒng)自動搭建，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)用對于公司的實際效益，孫佑威指出：Solid Edge的實施很明顯的提升了濟二機床的設(shè)計質(zhì)量、研發(fā)效率。例如，在裝配時，發(fā)現(xiàn)了設(shè)計中不合理的地方，很快進行修改，在設(shè)計過程中就能避免不合理的設(shè)計;在裝配級的設(shè)計和修改方面，Solid Edge的同步建模技術(shù)允許設(shè)計師在裝配環(huán)境中直接利用所有的資源進行關(guān)聯(lián)設(shè)計和同步修改，大大提高了設(shè)計效率。同時，三維進階前期準備工作的開展，促使?jié)C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打下了堅實的基礎(chǔ)。
（轉(zhuǎn)載）
