三維技術是產品設計、製造的發展趨勢,採用數位化設計技術是提高企業柔性研發能力的主要手段之一。受疫情影響,創新發展之路挑戰更多,採用全三維數位化設計技術來促進研發和製造的協同,是目前有效支撐智能製造和高端智能裝備突破的必經之路。
在全三維數位化設計、結構仿真分析、逆向工程還沒有被應用到工業製造領域以前,產品設計、工藝校準、試製評估往往依賴人來完成。經驗豐富的工藝設計師和車間老師傅憑藉行業知識積累、反覆的樣品試製和工序調整來不斷優化產品設計與工藝製造。
此後隨著3D設計、仿真分析逐步融入到工業,企業通過一些工業軟體實現對設計工藝的模擬和分析,為生產製造提供更合適的產品設計、生產製造方案。但是,多個工業軟體之間的數據格式各異、難以兼容以及低重複利用率等問題,都給企業數位化設計與工藝帶來了較高的使用和管理成本。同時,數據孤島、流程壁壘等問題,也極大地制約了數位化技術在工業應用中的發展,從而影響企業智能製造轉型。
目前中國製造業工藝設計的數位化程度普遍較低,工藝設計工具多樣、數據離散、和研發數據脫節,成為研發數位化的短板。蘇州浩辰軟體股份有限公司基於近三十年豐富的行業服務經驗,核心技術沉澱以及專業人才積累,融合世界領先技術,瞄準數位化研發這一智能製造環節上的難點,通過打造具有國際主流功能且更適合國內企業及用戶使用的高品質3D軟體,研發出具備獨立自主品牌和完整自主智慧財產權的3D軟體,為用戶提供更全面、更高效的2D+3D一體化解決方案應用。
全三維產品設計的新趨勢
三維數位化設計製造不再是航空航天等高精尖領域的「專利」,而是成為各行各業的「必備」。通過三維仿真模擬可以節約至少40%的設計周期和30%的設計成本。國產3D軟體基於強大的智能參數建模技術,讓複雜設計過程簡單化,快速重用歷史數據及設計變更。
在產品設計階段,3D軟體能夠實現標準化建模。依據企業的標準化規範、行業的數據應用規範以及上下遊合作商們的工藝製造需求,設計工程師們通過3D軟體,能夠建立一整套標準化的3D模型數據。同時,3D軟體的MBD技術(三維標註技術)能實現各類設計信息的三維標註,在3D模型中直接賦予產品製造信息(包括幾何、標註和屬性等信息)。
這一功能,一方面能將離散在3D模型和2D工程圖上的設計信息,集中表達在3D模型上面,便於統一研發數據源頭,解決以往二維/三維多數據源的問題;另一方面帶有完整信息的3D模型能生成易於傳播的3D PDF ,通過直觀的可交互文檔查看製造數據,從而有效地實現數位化溝通,加快從設計到製造的過程。
設計與工藝的數據強關聯
在產品設計階段,實現標準化建模,建模中著重考慮模型面向下遊工藝應用的建模要求,遵循相應的企業建模規範。將離散在三維模型和工程圖上的設計信息,集中表達在三維模型上面,統一研發數據源頭。從概念設計到產品製造,3D軟體提供真正的3D模型設計、先進的鈑金設計、完整的2D+3D一體化設計等全面效率工具。
在產品設計的初期,3D軟體就能夠提供各種設計/工藝工具,讓設計環節與工藝環節緊密結合,而不是各自孤立或單向串聯的兩部分。除了製造業常用的鈑金設計、曲面設計等工具,3D軟體內置的有限元分析 (FEA) 工具,使得設計工程師可以在3D環境中通過數字方式驗證零件和裝配設計,縮短產品開發周期。
通過這些內置的數位化設計工藝工具,不僅能夠建立涵蓋設計、工藝等多階段需求的標準化模型數據,提高3D數據的質量和傳遞效率;還能進行多類型的數據檢測和分析,使得設計人員在設計初期就能進行數據自檢和交互式修改,從而將設計工藝問題解決在前端,避免後期的返工。
全流程的數據可視化發布
3D軟體的全流程的數據可視化發布,所強調的是數據可視化應用不應該僅停留在設計工藝階段,而是應用於企業產品全生命周期的各流程環節。因此,通過兩個方面的數據處理,3D軟體完美地實現了這一點。
一方面,3D軟體將各環節所需的3D及2D數據導出,並且集成在企業所安裝的主流PLM/PDM系統中。通過PLM/PDM系統的 「三維工藝可視化發布」模塊,依據場景應用需求和訪問權限設定,將其發布至各流程環節。如發布至企業生產、裝配車間,生產人員可以在現場終端上進行工藝數據的瀏覽和交互式操作,從而準確規範地進行製造與裝配。
另一方面,對於未安裝PLM/PDM系統的企業,3D軟體也可依據需求直接導出各種格式的數據文件。如靜態的數據文件,可以用於製作工程圖紙、產品說明書、產品安裝手冊、產品維修手冊等;而動態的數據文件,則可以用來製作產品動畫來更好地展現產品的內部結構、裝配關係等信息,便於觀看者更好地理解產品。
3D軟體實現數據源統一、模型規範化、設計協同化、生產無圖化,提高了企業研發質量,縮短了研發周期。通過這些技術優勢和功能亮點,3D軟體能夠將智能製造作為企業高質量發展的主戰場,強化數據的價值作用,有效地為製造企業構建全三維數位化設計平臺。通過向企業提供全生命周期數位化服務,充分將數位化、智能化技術融入到產品研發各流程環節中,以更加高效的方式解決傳統產品研發過程面臨的問題,實現提質、增效和降本,從而促進企業邁向智能製造發展得更高階段。