多CAD環境下產品設計的最佳實踐

2013-08-09 by:逆向工程中心-設備設計組來源:仿真在線

多CAD環境下產品設計的最佳實踐

如今,不管是否愿意,大多數制造商都在使用各種3DCAD軟件開發產品。一些公司特意采用不同的CAD工具來幫助執行不同的設計流程,例如機械設計和電氣設計;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團隊仍必須以“整體”方式設計產品。這意味著:工程師必須了解與產品設計相關的所有元素和組成部分,以便能夠將產品作為一個整體進行設計,從而防止因處理設計方案不同步而導致的返工。

如今的產品和供應鏈都很復雜,因此,如果設計師脫離相關的零件和裝配來設計產品,那么肯定無法設計出一流的產品。此外,如果不能清楚地了解整個產品的狀況,那么,即使設計工作做得再出色,也可能導致設計方案質量低下和返工問題嚴重。

要想在今天快節奏的全球化產品開發領域中取得成功,公司必須能夠管理當今復雜的設計環境,具體對策是,為所謂的多CAD產品設計提供支持,即,在企業級數據管理環境內使用各種CAD應用程序創建單一產品設計方案。

一、多CAD產品開發環境

當前的制造業呈現出以下幾種趨勢。

(1)更高的產品復雜性。與以前相比,現在的產品不僅品種更多,而且還包含更高級別的技術和提供更多的功能。這種復雜性要求公司使用多種創作工具(可能包括機械、電氣和軟件設計解決方案),因此,必須跨專業和系統管理信息。

(2)產品開發的全球化。制造商已經全球化,不僅跨越不同的時區,而且還需要在不同的地點復制設計數據。因此,制造商需要適應使用不同CAD工具的供應鏈合作伙伴,以便開展協作。

(3)行業合并。在如今的全球市場中,合并和收購更加屢見不鮮。整合不同的企業需要有效地同化舊的CAD基礎結構,以便保持數據完整性。

在如今復雜的市場中,要想開發出可盈利的產品,關鍵是能夠在多CAD環境下有效地進行產品開發。明確定義的多CAD產品設計流程創造了一個環境,使不同的工程師可以同時設計產品的不同部分,從而幫助制造商蓬勃發展業務。因此,制造商越來越需要改善多CAD環境的管理流程。

二、多CAD設計環境的流程管理

在實施多CAD流程的公司中,可以按照復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品、供應鏈和開發需求的復雜性直接相關。具體地,多CAD流程完善度的三種級別如下。

(1)基本級(離散型產品設計)。單個PDM(產品數據管理)數據庫,管理獨立(非交互)的產品結構和CAD格式。此方法涉及到使用多個CAD系統,而且所使用的每個CAD軟件包都有一個不同的數據庫。

(2)中級(綜合型產品設計)。單一產品結構,使用異構的CAD;以可視化方式裝配產品,但無設計交互。

(3)高級(上下文相關的異構設計)。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的設計。

上述這種高級方法更有價值,但對于產品或者設計環境比較簡單的企業組織可能不必要。但從另一方面看,在全球分布的復雜環境下,這種高級的上下文相關異構設計方法變得更為重要。

要有效管理多CAD環境,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了相應的軟件,可幫助制造商建立一流的多CAD流程——PTC在世界各地執行了數以千計的客戶合同,從中識別出四項與管理多CAD設計環境相關的重大挑戰,以及克服這些挑戰所要遵循的最佳實踐。

1.獲得完整的數字化產品定義

挑戰:在使用多個CAD系統時,如何建立并保持產品的單一定義?

解決方案:建立單一的數據存儲庫,以允許使用任意數量的CAD工具開發出一個完整的數字化產品定義。通過整合產品定義,可以為項目生成單一、準確且版本可跟蹤的記錄,從而改善產品質量。此方法可讓工程師在一種CAD工具中高效地進行設計,同時使用異類數據在其他工具中進行上下文相關的設計,如圖3所示。

這種集中式方法還提高了工程效率,因為所有設計師都能實時地看到在各CAD工具中進行的設計的狀態。此外,此集中式方法允許設計師使用熟悉的工具,從而幫助制造商消除了轉換工具和重新培訓員工所產生的費用。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據庫,這就意味著他們不必負擔因維護多個孤立信息源而產生的過高成本。

PTC擅長于幫助設計團隊創建單一、完整的數字化產品定義,同時還允許設計師使用熟悉的CAD工具開展天衣無縫、可伸縮的協作,以便讓所有設計師都能使用正確版本的數據。

最終,設計師能非常高效地完成設計評審,并能更快地獲得最佳的產品定義。

圖3單一產品結構中的完整數字化產品定義

最佳實踐如下。

(1)跨專業集成的BOM。讓工程師使用熟悉的開發工具開展無縫的協作,這就意味著所有人都能使用正確版本的數據,從而加快創建整體產品定義的過程。

(2)高效的異構設計方案評審。在一個系統內為多CAD環境下的產品數據提供了安全、可伸縮、協作式的可視化,可持續不斷地收集反饋,從而能高效地準備和執行設計評審并跟進其結果。

2.支持并行設計

挑戰:設計團隊如何能在各CAD系統中查找、重復使用和同步準確的數據,以促進總體設計方案的完善?

解決方案:允許動態訪問、重復使用和同步各CAD工具中跨專業的設計數據,以高效和準確地促進總體設計方案的完善。

制造商必須在單個系統中捕捉和控制多專業、多CAD的設計信息,以及在各關聯團隊中高效地同步復雜的設計和相關的變更。

能快速訪問綜合設計方案可加速創建單一產品結構,通過此結構可以立即看到各CAD工具中的相應狀態。此方法可讓制造商改善產品質量,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量而不是管理數據。

PTC的軟件能在產品的整個生命周期中讓電氣和機械設計團隊輕松搜索、檢索、組合、同步和傳遞異類的數據,從而出色地為并行設計提供支持。

最佳實踐如下。

(1)集成異構的設計環境。

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

(3)ECAD/MCAD協作。PTC通過在各ECAD/MCAD系統中準確地控制版本提供自動傳遞設計變更的功能。

3.實現全球分布式設計

挑戰:如何在分散于全球各地并且使用多種CAD系統的團隊中管理設計的集成?

解決方案:創造安全的協同設計環境,并且允許在全球各地高效和可伸縮地交換多CAD的設計數據。

通過創造一個便于進行設計協作的全球化環境,可確保準確和最新的信息在單個系統中順暢地流動。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,從而提高工作效率。

全球化的協同設計環境還使制造商能夠減少新產品的錯誤,因為有關各方能及早和經常地跨專業進行溝通。制造商還能縮短評審周期,因為他們能持續不斷地收到質量越來越高的反饋。通過在全球各地協同管理數據,制造商能在系統和地點之間保持設計數據的完整性。

最佳實踐:外部合作伙伴的協作。PTC提供多種靈活的方法,以高效地共享產品數據、集中開展工作和捕捉多CAD的可視數據,以便重復使用設計方案。

(1)在安全、協同的工作區中共享產品數據。

(2)定義和共享豐富、可跟蹤的工作包。

(3)將內部和外部的有關各方包括進來。

(4)靈活地控制對多CAD的數據的訪問。

(5)簡化設計變更的集成工作。

(6)支持將最符合要求的供應商吸收進來(在不知道其使用何種CAD系統的情況下),以增強協作力度。

4.可伸縮的性能

挑戰:如何確保在全球各地快速訪問最新的產品數據?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產品數據的訪問(無論用戶身在何方),從而克服網絡的限制。可伸縮的解決方案可讓制造商快速且經濟高效地建立安全、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容,這就意味著,設計師可以使用為外包的設計業務提供的輕量級可視化內容快速訪問產品信息,并與之交互。它還確保在本地快速訪問重量級內容(如CAD模型)。

最佳實踐:數據復制和WAN加速。PTCWAN加速技術合作伙伴不僅提供經過驗證能充分利用網絡資源的解決方案,而且還提供可下載并允許在本地高速訪問內容的文件服務器。

(1)邀請遠程參與者加入整體式、訪問受控的環境。

(2)允許在每個協作站點下載和安裝遠程文件服務器。

(3)應用智能復制規則來最大程度減小網絡負荷,以及最大程度地為用戶提高內容的可用性。

(4)優化低帶寬、高延遲的網絡的性能。

(5)使用文件服務器或WAN加速器。

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