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    CAE辅助工程
    时间:2008-04-24 15:54 发布者:信息化中心 阅读:1813

    CAD/CAE/CAM的实施意义
        在激烈的市场竞争和巨大的内外环境压力下,企业若要达到预期的市场占有率和预期的经济效益,提高企业的应变能力和竞争能力,用最短的时间生产出市场适销对路的、质量好、价格低的产品,最大幅度地满足用户的需求,最有成效地提高自己的经济效益,成为企业生产经营的主目标。企业的竞争是对用户的竞争,谁拥有更多的用户,谁就占有更多的市场份额。怎样才能赢得客户?最关键的是要满足客户的需求产品和服务,在制造环境相同的情况下,影响产品的主要因素是产品设计水平、产品的设计水平是与企业所采用的设计手段密不可分,如何提高设计手段呢?各国的实践证明采用高科技的手段CAD/CAE/CAM。
        计算机辅助设计技术从五十年代末,伴随着计算机的发展、计算机能力的增强和存储管式图形显示技术的出现,美国许多公司,象波音、GM公司等,设计最早的使用计算机和显示技术的辅助设计系统,称为CAD。这样,CAD系统出现。到现在,CAD系统已发展了三十多年。CAD系统以其强大的冲击力,影响和改变着工业的各个方面,甚至社会的各个方面。使传统的产品技术、工程技术发生深刻的变革。CAD系统已经成为设计人员从事产品设计、分析的工具。CAD技术的使用,极大地提高了产品质量,缩短了从设计到生产的周期,实现了设计的自动化,使设计人员从繁琐的的绘图中解放出来,集中精力进行创造性的劳动,设计工作。如果说CAD技术解决了设计问题,那么CAE/CAM的应用解决了实际工程分析和制造加工问题,大大地提高了产品的质量,加速了产品的开发,缩短了产品的上市周期。

        
    企业如何来完成这一目标
        CAD/CAE/CAM为企业带来的巨大变革有目共睹,企业越来越认识CAD/CAE/CAM实施的重要性。谁先采用了这种技术,谁可能就会在今后的市场竞争中取得主动权,企业如何来完成这一目标呢?怎样达到预期的效果和目标?一般来说,CAD/CAE/CAM的实施目标不难实现,关键在于"效果"。只完成实施目标,而没有任何效果,又有什么意义呢?所以只有达到"效果+目标"才有意义。达到这一目标的关键是四要素:规划、工具、人和供应商。
        规划:它规定了企业的CAD/CAE/CAM的发展方向和目标,一个好的规划可以保证企业按部就班地、正确地、一步一个脚印地实现企业自己的目标,否则企业即浪费了资金,又达不到目标,难以实现提高产品的设计水平和质量,缩短产品的开发和上市周期,更重要的是丧失了宝贵的时间,时间的丧失意味着失去市场先机,最终将失去客户。制定好规划犹为重要。
        工具:这里的工具是指:CAD/CAM/CAE软件系统,常言道:"工欲善其事,必先利其器",为了搞好设计工作,首先要选择好软件,这关系到今后的设计工作能否顺利进行,现在CAD/CAE/CAM软件系统多达十几个,每个软件具有不同的定位和应用范围,如何选择适合本企业的软件呢?这里有一个最基本的原则:选择一个在本行业中具有广泛应用的软件,是本行业的首选和主流软件。
        人:人是设计环节中重要的因素,没有胜任的人,任何再好的软件都变得一钱不值,但人的能力,不是生来具有的,是靠后天不断的勤奋学习和实践得来的,学习有两种方法,自学和他人的传授,如果一个人在某一领域要达到一定水平,自学花费的时间要比他人传授所花费的时间多的多,对于掌握软件来说,一定要走他人传授的的道路,他人传授就是:培训和服务,只有真正搞好培训,才能培养出一批胜任的CAD/CAE/CAM的专门人才。
        供应商:供应商是提供软件和服务的公司,能够提供软件的公司比比皆是,但能提供最佳服务的公司却难寻,买软件买的就是服务,供应商的选择不仅关系到服务的最终质量,而且还关系到能否为企业培养出一批胜任的专业人才,解决四要素中"人"问题。所以供应商的选择尤为重要。关系到企业项目的成败,关系到企业的投入是否能够见到效益。那么如何选择供应商呢?一般有如下准则:1)对企业整体CAD/CAE/CAM及计算机网络的规划能力。2)对CAD/CAE/CAM系统掌握的水平如何。3)有无实施实际工程的经验。4)本地化服务能力如何。5)有无专职胜任的技术人员。6)已有客户层次、数量及其评价。
        如果企业能够很好地解决四要素问题,实施CAD/CAE/CAM将不是一句空话,CAD/CAE/CAM的运用不愁不出效果。
         
        这是CAD应用的第一步,是“甩图板”工程,着重解决用计算机绘图问题。将设计人员从繁复的手工绘图中解放出来,宇思公司提供的二维解决方案是:二维绘图到管理的完整解决方案,性能最稳定,界面友好的软件系统。其丰富的曲线和图形实体生成和编辑功能,非常适用于二维设计与图形绘制;全面的标准件库;全面的工程图纸要素标注;完善的装配消隐功能;设计信息管理与数据接口;图纸文档自动管理;便于改型设计的尺寸驱动以及常用的机械设计资料和数据,保证工程技术人员高效率地实现工程图纸绘制。

        
    中端CAD/CAE/CAM解决方案
        中端解决方案用于解决中等层次、范围较广、难度一般的问题,是一个贯穿从设计到制造,适合于企业部门级并行设计的解决方案。中端解决方案适合于中小型企业,因为这种方案投资小见效快。中端解决方案是企业为适应快速变化的市场需要,加速新产品开发进程的必由之路,是企业由传统的二维设计向现三维并行设计发展的必然,是企业提高产品的设计水平和质量的有效手段。选择中端系统关键在于选择平台,为此我们推荐以MDT为平台的贯穿从设计到制造的解决方案。

        
    选择Autodesk/MDT的原因:
        选择公司比选择软件更重要——Autodesk是PC领域最大的设计公司,拥有设计领域最大的客户群体320万,公司拥有多领域的软件,是最具发展力的软件公司。
        全球销量冠军,PC上最流行的2D+3D主流软件——MDT是世界上装机量最大的中端3D系统,到1999年5月已达30万套,远远领先于其他厂商
        满足企业的需求——从众多客户的选用可以证明MDT能够满足企业的设计需求(在中端3D产品中,MDT是唯一具有NURBS曲面功能的软件)
        中文版,内涵GB标准,易于学习和使用——MDT是终端3D系统中唯一的全中文版,包括:厂商发行的软件光盘、使用手册、自学教程、软件包装和用户界面及在线帮助均是中文的,这使得3D软件学习再无障碍,众多的交互手段使软件更易于使用,内涵的GB标准使生成的2D工程图纸具有GB特色。
        与高端CAD系统平滑、准确的数据交流——MDT可以方便地利用IGES和STEP与现有的高端CAD系统,如:Euclid,Pro/E,UG,CATIA进行准确的数据交换,同时提供了.STL,.3DS,.VLM,BMP,JPG,TIFF,GIF,DWF等多种文件格式。支持Windows应用程序之间的OLE功能。
        从中端产品的发展前景考虑——虽然众多提供高端3D系统的厂商同时也提供中端3D产品,由于一个厂商同时存在高端和中端两个层次的产品,从经济效益和市场策略上考虑,厂商不可能让中端产品的性能和功能一直发展下去,在功能上直逼他们自己的高端产品,如果这样厂商用自己的中端产品杀死自己的高端产品,而这些厂商的主要收益90%是来自于高端产品,所以没有一个厂商愿意这样,这也就是为什么当今PC上的软件非常便宜,而这些厂商的UNIX工作站版本的CAD和NT版本CAD仍然保持同样价位的原因。所以这些厂商的高端产品成了中端产品发展的限制和不可逾越的障碍。而Autodesk的MDT不同,Autodesk公司没有高端产品,所以MDT没有发展的限制和障碍,它可朝着高端产品的目标发展,软件有别于硬件重要的一点是今后的发展,因为软件是靠升级来更新换代,它要依赖于软件本身和厂商,所以MDT将是众多中端3DCAD系统中最有发展前景的系统。

        
    以MDT为平台的从设计到管理的解决方案
        Autodesk公司1996年推出面向机械设计、分析及制造全过程软件集成系统的设计环境。它最大的特点是让用户在统一的环境中实现CAD/CAE/CAM协同设计和作业,使每个环节都基于具有一流水平的同一界面和同一3D实体数据库,以及充分发挥各单元模块的功效。
        在短短的两年多的时间里,全球的商业版装机量已超过300,000。远远领先于其他同类产品,同时也充分证明了MDT产品的巨大成功。与此同时,MDT版本的迅速爬升,在美国媒体对其的称呼已发生了质的变化,由最初的“中档功能的CAD系统”到今天的“中档价格的CAD系统”,从媒体称呼的变化说明人们已认识到,就MDT的现有功能,再称之为中档功能CAD系统已不合适,并且MDT的功能还在继续快速增强,越来越逼近传统的高档UNIX工作站上的CAD系统,但MDT价格仍然维持着原由的价格水平。
        内涵GB符号库和18个国家的标准件库(含GB)、GB制图标准、全中文手册、中文在线帮助,是真正满足广大中国工程师需求的版本,是迄今为止众多的三维CAD软件中唯一的中文版。Autodesk是唯一向国内提供本地化产品的厂商,中文版的出现对现今企业普及和提高三维CAD的应用具有重要的意义,学习和使用再无语言障碍,掌握功能如此强大的三维软件不再是少数人的专利。对用户长期积累的二维CAD图形可以方便、平滑的过渡成为三维模型。
        另外,作为微机平台上实现三维CAD系统的软件平台,发挥出与AutoCAD在二维CAD中软件平台相同的作用。通过国内外著名一流专业厂商MAI(MechanicalApplicationInitiative)战略联盟和其他开发商共同提供CAD/CAE/CAM完整解决方案,在MDT上进行诸如设计、有限元分析、动态仿真、钣金、逆向工程、模具设计、塑料流体分析和辅助制造等从设计到管理的解决方案,这种解决方案的优势在于实现了以往独立系统无法解决的问题,因为传统CAD/CAE/CAM系统所提供的从设计到制造的解决方案是源于一家厂商,在当今CAD/CAE/CAM厂商中,没有一家能够向用户承诺他所提供的CAD、CAE、CAM每一部分都是最好的,这是因为CAE和CAM的一流专业厂商,他们提供的专业模块CAE或CAM的水平和功能远高于上述厂商所提供的相应模块。
        综上所述,以MDT为中心从设计到制造的解决方案更具有生命力,功能更强大,投资更少,见效更快,真正在PC上实现了从设计到管理的并行工程,并被世界各地众多知名企业所采纳。

        高端CAD/CAE/CAM解决方案
        高端解决方案解决问题层次最高,范围最广,难度最大;是一种全过程的解决方案;它适合于整个企业级的并行工作,而不是部门级的。

        
    解决方案包括:

    • 机械解决方案:
          从概念到具体零件设计甚至到生产图纸生成,机械设计解决方案加速了产品设计的核心活动外形设计和风格设计解决方案:
          外形设计和风格设计解决方案对设计零件提供了广泛的集成化工具,而在设计零件时创新化的形状和复杂的外形又是关键的设计因素,如:各种车辆外形和车身、飞机及船舶设计
    • 模拟解决方案:
          模拟解决方案为设计师提供了高度自动化、透明的分析及运动机构仿真及4D漫游解决方案,同时也为专家提供了高技术、灵活的解决方案。
    • 制造解决方案:
          对NC编程提供了强大的工具,同时也处理嵌套、机器人、复合材料设计和树脂快速原型建立等应用程序。
    • 工程分析解决方案:
          提供大型通用结构有限元分析及建模、高度非线形结构分析、专用工程自动热分析、专用的集复合材料设计、分析、制造于一体、求解高度非线形、瞬态动力学、流体及流固耦合等问题。
    • 产品数据管理:
          主旨产品设计,完善产品结构修改和产品维护,跟踪进展中的设计概念,及时方便地找出存档数据以及相关产品信息。
          任何解决方案都离不开具体厂商和软件,为此在CAD/CAM软件部分,我们向用户推荐IBM公司的CATIA;CAE是MSC公司的系列分析软件。

        选择IBM/CATIA的原因:

    • IBM/CATIA是CAD/CAM业界的领导者
          IBM/CATIA作为全球CAD/CAM市场的领袖,有20年以上丰富的经验,拥有大大小小9000多家客户,IBM的CATIA解决方案极大的提高了企业的竞争能力。
          从概念设计到最终的产品,CATIA广泛的集成解决方案加快了产品开发的全过程。CATIA涵盖的范围是一个跨行业的解决方案,包括汽车、航空航天、消费品、制造与装配、工厂设计、火车及重型机械等,比其它任何CAD/CAM的产品都广泛,它提供了一套全面的解决方案,可以建设一个完善而无缝的产品开发环境;CATIA的解决方案是一个可信赖的、经过实践检验的、先进的解决方案,具有象IBM等这样几十家工业巨头将CATIA作为核心设计和制造系统,更重要的是CATIA可以根据不同规模、不同应用的企业定制完全适合本企业的最佳解决方案;CATIA特有的并行工程能力,可使所有的设计者、制造厂及供应商等都能共享相同的数据库,大幅度降低生产改变时及修改零部件所需的费用。
    • IBM/CATIA世界工业的事实标准,主流软件
          近年来,应用于IBM/CATIA解决方案在商业应用方面硕果累累,丰富的应用软件支持整个产品周期,从构想、设计直到制造维护。并且CATIA已成为工业界的事实标准,是欧洲、北美和亚洲顶尖制造商所用的核心系统。CATIA在造型风格、设计等方面具有独特长处,为各种产品的设计和制造提供了端对端(endtoend)的解决方案。CATIA涉及生产、加工和人员三个关键领域。CATIA的可伸缩性和并行工程的能力可显著缩短产品上市时间。IBM/CATIA软件已成为世界各地设计师和工程师的设计最佳工具。

        分析系统的选型
        随着世界工业的飞速发展,人们越来越多的认识到计算机应用在产品开发过程的重要性。
        工业产品的设计向来就对CAE的计算有着很高的要求,其整体性能的优劣在某种意义上则完全取决于CAE作用的发挥。通过MCAE仿真可以帮助工程师在早期设计阶段对产品的设计及制造过程中的各种问题进行预测仿真,从而缩短设计周期,提高产品的性能质量,大量的节约资金,赢得市场。
        企业CAE解决方案以MSC公司的系列分析软件为主
        MSC公司是世界第一大CAE分析软件供应商。他创建于1963年,总部设在美国洛杉机,是享誉全球的工程校验、有限元分析和计算机仿真预测应用软件的供应商,也是世界最权威、最可靠的大型通用结构有限元分析软件。
         MSC公司始终领导者世界CAE领域的发展方向,其产品作为世界公认的工业标准,覆盖了工程仿真的各个方面,广泛用于国防、航空航天、机械制造、汽车、船舶、兵器、电子、铁道、石化、能源、材料工程、科学研究及大专院校等各个工业领域。
        MSC的用户遍及世界100多个国家和地区,被主要的设计制造公司和研究机构所采用。MSC为满足各种工程应用的需求提供了全面的分析仿真和丰富的产品线。
        与高端CAD/CAE系统的平滑接口。由于各自设计任务的不同可以选择相应的CAD/CAM软件。
        MSC.PATRAN前端可直接访问包括CATIA、UG、Pro/E等在内的各种CAD/CAM软件数据,后端可将包括MSC.NASTRAN、MSC.DYTRAN等应用软件及第三方结构分析软件和用户自编软件集成起来。

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