導語：如何才能寫好一篇三維工藝設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

隨著企業(yè)信息化的持續(xù)發(fā)展，越來越多的離散制造型企業(yè)從二維設計模式過渡到全三維設計模式。三維設計的參數(shù)化、可視化和分析驗證等功能大幅提高了企業(yè)的設計效率、研發(fā)及創(chuàng)新能力。但是，由于原有的工藝管理應用工具是基于二維設計的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，無法享受到三維設計帶來的便利性，數(shù)據(jù)缺乏關(guān)聯(lián)性。大多數(shù)企業(yè)的工藝解決方案是工藝人員以設計人員輸出的設計數(shù)據(jù)為依據(jù)，生成所需要的工藝步驟及路線。由此造成設計與工藝脫節(jié)，設計數(shù)據(jù)不符合工藝要求，設計數(shù)據(jù)根據(jù)工藝要求更改的時間滯后；三維設計數(shù)據(jù)與工藝數(shù)據(jù)不能實現(xiàn)參數(shù)聯(lián)動和同步更新等問題。本文以某專用車公司為例，介紹如何通過SolidWorksEPDM系統(tǒng)及工藝模塊的開發(fā)，實現(xiàn)產(chǎn)品設計及工藝流程控制，工藝路線卡片編制，真正實現(xiàn)三維環(huán)境下的設計與工藝參數(shù)關(guān)聯(lián)及動態(tài)變化更新。

二、設計與工藝關(guān)聯(lián)實現(xiàn)原理

基于產(chǎn)品的設計流程，一般的審核流程會經(jīng)過設計、校對、工藝、審核及批準等步驟，最終完成后產(chǎn)品用于生產(chǎn)。因此，基于設計、工藝一體化的過程，可以考慮在工藝審核過程中完成工藝編制及工藝審批，最終實現(xiàn)設計與工藝關(guān)聯(lián)的目標。具體的實現(xiàn)原理如圖1所示，通過SolidWorksEnterprisePDM系統(tǒng),實現(xiàn)三維設計數(shù)據(jù)的電子審批流管理，產(chǎn)品在設計-校對-審核-批準的審批流程基礎(chǔ)上，增加工藝會審過程，實現(xiàn)工藝信息的編制及審批。不同企業(yè)的工藝編制方法有所不同，在圖1所示的流程中，產(chǎn)品工藝的編制分為兩部分，首先由綜合工藝員編制產(chǎn)品的工藝路線，然后由工藝員編制各工藝路線的工序方法。具體如下。當數(shù)據(jù)處于“綜合工藝會簽中（試制）”的狀態(tài)時，由綜合工藝員確定產(chǎn)品設計是否符合工藝要求，不符合則退回設計人員重新修改，符合則制訂產(chǎn)品的工藝路線（如下料、機加、焊接和裝配等），然后流轉(zhuǎn)到下一流程狀態(tài)“工藝會簽中（試制）”，由各個工藝員對其中的工藝路線，包括產(chǎn)品展開尺寸、所用原材料規(guī)格、加工方法、所用設備和耗費工時等進行編輯。編制完成確認無誤后，流轉(zhuǎn)到下一個流程狀態(tài)“綜合工藝最終會簽（試制）”，由綜合工藝員檢查工藝編制的完整性，做最終的審核判斷。以上過程所涉及的工藝路線，我們可以定義好對應的代碼，如表所示，在工藝編制過程中直接使用。為體現(xiàn)一體化設計的優(yōu)勢，在工藝模塊中滿足以下要求。（1）集成在SolidWorks的CAD工作界面上，可以隨意查看三維數(shù)據(jù)的同時進行工藝編制，對于三維數(shù)據(jù)沒有權(quán)限做修改。（2）通過PDM的用戶組權(quán)限，確定是否具有修改編輯權(quán)限。當數(shù)據(jù)處于“綜合工藝會簽中（試制）”狀態(tài)時，用戶處在綜合工藝員組，滿足這兩個權(quán)限，才可以編輯生成對應的工藝路線；當數(shù)據(jù)處于“工藝會簽中（試制）”狀態(tài)時，用戶處在工藝員組，滿足這兩個權(quán)限，才可以編輯生成對應的工序加工方法。（3）后臺使用的數(shù)據(jù)庫，支持調(diào)用材料庫、設計庫等信息數(shù)據(jù)。（4）根據(jù)需求可以導出各類工藝數(shù)據(jù)信息。

三、工藝編制

綜合工藝員在SolidWorks中打開需要審核的三維數(shù)據(jù)，然后調(diào)用加載到界面上的工藝路線模塊，如圖2所示。此時，綜合工藝員可以調(diào)用SolidWorks命令，隨意旋轉(zhuǎn)或放大縮小產(chǎn)品模型，了解詳細的產(chǎn)品特性，進行工藝路線的編輯生成，如圖3所示。工藝路線編輯完成后，產(chǎn)品數(shù)據(jù)經(jīng)流程審批，轉(zhuǎn)換到“工藝會簽中（試制）”狀態(tài)下，并同時通過PDM系統(tǒng)發(fā)出通知，要求工藝員進行工序方法的編制。此時，綜合工藝員或其他用戶查看工藝路線時，處理灰色不可編輯狀態(tài)，如圖4所示。下料工藝員登陸系統(tǒng)，接到通知，要求進行新產(chǎn)品工序方法的編制，此時，下料工藝員打開產(chǎn)品，進行工序編制，輸入該工序所需工時，選擇需要的加工設備，同時雙擊打開模夾具編輯按鈕，在彈出的模夾具清單中選擇對應的工裝夾具及輔助設備。接著，下料工藝員確定加工工位，計算并輸入下料尺寸，調(diào)用原材料庫導入原材料規(guī)格并輸入工序要求，完成工序方法的編制過程，如圖5所示。工藝員根據(jù)產(chǎn)品的需要，利用配置功能，同時建立基于三維設計數(shù)據(jù)的工藝卡，實現(xiàn)參數(shù)化驅(qū)動關(guān)聯(lián)管理，如圖6所示。其他機加工工藝員、裝配工藝員等可同時調(diào)用工藝路線模塊進行編制，相互之間獨立操作，不受影響。最終完成工序方法的編制，提交流程審批進入“綜合工藝員最終會簽（試制）”環(huán)節(jié)，最后，經(jīng)綜合工藝員重新檢查校對后，完成所有工藝路線的編制。制造加工部門人員通過PDM系統(tǒng)，在產(chǎn)品的數(shù)據(jù)卡信息中，可以很直觀方便地了解到產(chǎn)品的最終工藝信息，如圖7所示。

四、工藝資源管理

工藝資源管理實現(xiàn)的很重要一點是在后臺建立基準庫，包括工藝路線庫、材料庫、工藝庫、原材料庫、設備庫和模夾具庫。無論是設計人員還是工藝人員，都有了統(tǒng)一的基準庫?；鶞蕩鞂崿F(xiàn)權(quán)限控制，管理員可增加或刪除庫信息，其他人員僅有調(diào)用使用的權(quán)限。利用基準庫之間的關(guān)聯(lián)性，實現(xiàn)工序、設備和模夾具之間的對應，選擇不同的工序時，系統(tǒng)自動選出與之對應的設備和模夾具，以減少使用人員操作的復雜性。工藝路線的后臺管理系統(tǒng)如圖8所示。

五、報表輸出

以后臺數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為基礎(chǔ)，所有的工藝信息都做為屬性信息記錄在產(chǎn)品數(shù)據(jù)中。因此，結(jié)合PDM的功能，可實現(xiàn)各類報表信息的匯集輸出，如圖9所示。工藝模塊可實現(xiàn)以下功能。（1）支持在PDM系統(tǒng)內(nèi)點擊零部件，調(diào)出輸出界面，做特定需求輸出。（2）支持在PDM系統(tǒng)內(nèi)點擊零部件，直接輸出工藝清單。（3）支持通過工藝審批流程自動輸出工藝清單到PDM系統(tǒng)固定文件夾內(nèi)。

六、應用行業(yè)及優(yōu)勢

篇2

關(guān)鍵詞：三維框架；本體建模；知識庫

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A文章編號：1009-3044（2017）02-0242-03

Design and Implementation of Knowledge Base System for Steel Production Process Based on Three Dimensional Framework Ontology Modeling

WANG Ying， DAI Yi-ru， WANG Jian

（CIMS Research Center，TongjiUniversity，Shanghai 201804，China）

Abstract：The iron and steel production process knowledge is complicated， difficult to carry out effective organization and management， is not conducive to enterprises to improve the level of production technology. This paper presents a method of production process of iron and steel knowledge ontology modeling based on the products-process-target. The ontology model mapped with the actual production process data is used by the knowledge base for the service of ontology retrieval and ontology reasoning. Firstly， this paper introduces the key technologies used in the system development and design， and then introduces the basic structure of the system， last， introduces some functional modules of the system.

Key words：3D framework； ontology modeling； knowledge base

1背景

鋼鐵生產(chǎn)工藝知識來源復雜，結(jié)構(gòu)異質(zhì)，其多源異構(gòu)性增加了鋼鐵企業(yè)進行知識創(chuàng)新活動的難度和復雜度。有效組織和管理工藝知識的多源性、規(guī)范知識的語義異構(gòu)性、增強知識對鋼鐵產(chǎn)品自主創(chuàng)新的重要支撐作用，是鋼鐵企業(yè)當前需要重點突破的難題。

本文針對鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)工藝知識的多源異構(gòu)性，提出了一種基于產(chǎn)品-工序-目標的本體建模方法，建立鐵生產(chǎn)工藝本體模型，將本體模型實際生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)進行映射，用于知識本體檢索和知識本體推理等服務，為工藝建模、在線工藝優(yōu)化提供有價值的知識，有助于全面提高鋼鐵生產(chǎn)工藝設計水平。

2 系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)

2.1鋼鐵生產(chǎn)工藝知識的三維框架體系

針對鋼鐵生產(chǎn)工藝知識的特點，為了有效組織和管理知識的多源性、規(guī)范知識的語義異構(gòu)性，增強知識對鋼鐵生產(chǎn)工藝自主創(chuàng)新的重要支撐作用，本文提出一種基于產(chǎn)品―工序―目標的鋼鐵生產(chǎn)工藝知識的組織框架體系，該體系分別從產(chǎn)品維、工序維、目標維三個維度提供多源異構(gòu)的鋼鐵生產(chǎn)工藝知識的組織方法。

每一個維度的具體內(nèi)容描述了生產(chǎn)工藝知識的不同側(cè)面。其中，產(chǎn)品維包括：高強韌度、輕質(zhì)化汽車板，超高強度、韌度鋼材，工程機械用高強鋼，高強集裝箱板及鐵道車廂用鋼，中/重型卡車用鋼；工序維包括：煉鐵、煉鋼、精煉、連鑄、熱軋、冷軋；目標維包括：智能化、綠色化、安全化。例如：當工序維的具體描述設定為煉鐵，生產(chǎn)工藝知識包含所有產(chǎn)品在煉鐵工序中的相關(guān)知識內(nèi)容；當上述三個維度同時具體描述時，生產(chǎn)工藝知識包含針對中/重型卡車用鋼產(chǎn)品在煉鐵工序中與安全相關(guān)的知識內(nèi)容，如圖1所示。

2.2構(gòu)建鋼鐵生產(chǎn)工藝知識本體模型

根據(jù)鋼鐵生產(chǎn)工藝知識的三維框架體系，對鋼鐵生產(chǎn)工藝知識進行抽取，定義類、關(guān)系、屬性以及實例，明確各類之間的層次結(jié)構(gòu)，個體之間的對象屬性和數(shù)值屬性，建立鋼鐵生產(chǎn)工藝知識的概念模型，定義概念模型到本體模型的映射規(guī)則，根據(jù)映射規(guī)則建立鋼鐵生產(chǎn)工藝知識本體模型。

按照三維框架體系，構(gòu)建鋼鐵生產(chǎn)工藝知識的概念模型為：

[Fxyz=i=15j=16k=13Fxiyjzk（C，SUP，SUB，POP，BOP，DP，I）]

其中：

[C]：表示該概念模型所屬的類；

[SUP]：表示該概念模型所屬類的父類；

[SUB]：表示該概念模型所屬類的子類；

[POP]：表示當前類與父類中實例之間的關(guān)系；

[BOP]：表示當前類與子類中實例之間的關(guān)系；

[DP]：表示該概念模型所擁有的數(shù)值屬性；

[I]：表示該概念模型所擁有的對象；

[x]：描述了產(chǎn)品維，[x=x1，x2，x3，x4，x5]分別對應于{高強韌度、輕質(zhì)化汽車板，超高強度、韌度鋼材，工程機械用高強鋼，高強集裝箱板及鐵道車廂用鋼，中/重型卡車用鋼}；

[y]：描述了工序維，[y=y1，y2，y3，y4，y5，y6]分別對應于{煉鐵，煉鋼，精煉，連鑄，熱軋，冷軋}；

[z]：描述了目標維，[z=z1，z2，z3]分別對應于{綠色化，智能化，安全化}。

鋼鐵生產(chǎn)工藝知識本體模型的構(gòu)建方法具體為：首先，建立局部范圍的概念模型；然后，集成所有的局部概念模型，得到鋼鐵生產(chǎn)工藝知識的全局范圍概念模型；最后，根據(jù)映射規(guī)則建立鋼鐵生產(chǎn)工藝知識本體模型。概念模型到本體模型的部分映射規(guī)則如表1所示：

2.3語義映射技術(shù)

鋼鐵生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)種類繁多，對數(shù)據(jù)的提取和整合產(chǎn)生很大的困難。其中，D2RQ語義映射技術(shù)可以將結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為RDF數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了大批量數(shù)據(jù)自動化的語義集成。

利用D2RQ語義映射技術(shù)將鋼鐵生產(chǎn)工藝本體模型與實際生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)進行映射，生成的RDF數(shù)據(jù)可以用于知識本體檢索和知識本體推理等服務。本體模型與實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)映射基于Java開發(fā)平臺，首先要根據(jù)建立的本體模型制定D2RQ映射規(guī)則、編寫相應的映射文件，然后在Java開發(fā)平臺上調(diào)用D2RQ映射引擎，載入本體模型和映射文件，建立本體模型與數(shù)據(jù)源的連接，從而實現(xiàn)將實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)映射為本體的實例數(shù)據(jù)。

3系統(tǒng)基本架構(gòu)

鋼鐵生產(chǎn)工藝知識庫包含諸多方面的功能，本文重點圍繞知識本體檢索和知識本體推理這兩個方面進行系統(tǒng)開發(fā)。知識庫系統(tǒng)基本架構(gòu)如圖2所示，系統(tǒng)自下而上主要分為三層：數(shù)據(jù)層、業(yè)務處理層、應用層。

數(shù)據(jù)層是知識庫系統(tǒng)的知識源，其數(shù)據(jù)源主要包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、相關(guān)技術(shù)文獻以及專家經(jīng)驗等。

業(yè)務處理層的主要功能是建立鋼鐵生產(chǎn)工藝本體模型，并在本體模型的基礎(chǔ)上進行語義解析和案例推理，其語義解析和案例推理的結(jié)果用以支持知識本體檢索和知識本體推理等服務。業(yè)務處理層具體過程為：根據(jù)數(shù)據(jù)層所提供的知識建立鋼鐵生產(chǎn)工藝的概念模型，在概念模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)概念模型到本體模型的映射規(guī)則，建立鋼鐵生產(chǎn)工藝本體模型，然后編寫鋼鐵生產(chǎn)工藝映射文件，利用D2RQ映射引擎將本體模型與鋼鐵生產(chǎn)工藝實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行綁定，最后便可以利用該本體模型進行Jena語義解析和案例推理。

應用層的功能主要是向用戶提供知識本體檢索和知識本體推理等服務。

4系統(tǒng)基本實現(xiàn)

4.1知識本體檢索

知識本體檢索是鋼鐵生產(chǎn)工藝知識瀏覽和學習的有效手段，可以根據(jù)檢索的關(guān)鍵字提供相應的鋼鐵生產(chǎn)工藝知識實體。用戶進入該功能模塊后，若無明確的檢索目標，可以參照左側(cè)鋼鐵生產(chǎn)工藝知識導航欄進行檢索如圖3所示；若有明確的檢索目標，可以在輸入框中輸入待檢索的知識進行檢索，其檢索結(jié)果由表格和力引導布局圖展示如圖4所示。

4.2知識本體推理

鋼鐵生產(chǎn)工藝知識涉及的知識領(lǐng)域廣泛，知識本體推理模塊利用本體建模技術(shù)，將加熱爐工藝知識有效地組織起來，根據(jù)用戶輸入的鋼坯類型和鋼含碳量推理出適合該類型鋼的熱爐使用條件，在一次推理的基礎(chǔ)上選擇加熱爐的適用場合、最高爐溫和最大功率，從而二次推理出符合用戶輸入條件的鋼工藝參數(shù)和加熱爐工藝參數(shù)，其結(jié)果如圖5所示。

5結(jié)束語

本文針對鋼鐵生產(chǎn)工藝知識來源復雜多樣，鋼鐵企業(yè)對鋼鐵生產(chǎn)工藝知識難以進行有效的組織和管理問題，提出了基于產(chǎn)品-工序-目標的鋼鐵生產(chǎn)工藝知識本體建模方法，構(gòu)建鋼鐵生產(chǎn)工藝本體模型，與實際生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)進行映射，建立鋼鐵生產(chǎn)工藝知識庫，用于知識本體檢索和知識本體推理等服眨為鋼鐵企業(yè)工藝建模、在線工藝優(yōu)化、設備診斷等功能提供有價值的知識。

參考文獻：

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[2]Bao Q， Wang J， Cheng J. Research on Ontology Modeling of Steel Manufacturing Process Based on Big Data Analysis[C]. 2016：04005.

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篇3

二維圖紙轉(zhuǎn)向三維實體

從2000年起，一飛導入達索系統(tǒng)的CATIAV6、ENOVIAV6、DELMIAV5，主要用于3D設計、數(shù)字化工廠、協(xié)同管理等方面，全面提升飛機設計效率，有效節(jié)約成本。一飛是在世界范圍內(nèi)航空領(lǐng)域使用CATIA的首批用戶，在世界范圍內(nèi)率先在計算機上實現(xiàn)飛機的復雜三維設計。

目前，飛機機電系統(tǒng)大多采用獨立分析、獨立設計、獨立實驗的設計方式，工程師只能通過地面實驗、試飛、場外試用才能驗證機電系統(tǒng)的整體性能。同時，在不同部門、不同場所，機電所需的軟硬件條件不同，機電專業(yè)間、單位間、型號間的數(shù)據(jù)很難被充分整合利用，存在大量重復設計的工作。

記者在現(xiàn)場了解到，一飛基于CATIA適應機電系統(tǒng)的綜合化、多電化的發(fā)展趨勢，利用仿真手段開展機電多專業(yè)領(lǐng)域聯(lián)合設計、分析、驗證。

田永唐表示：“Dymola是CATIA V6 動力學行為建模（Dynamic Behavior Modeling）的基礎(chǔ)技術(shù)，應用于CATIA V6中Modelica的開發(fā)環(huán)境中。一飛正是通過CATIA的Dymola技術(shù)與組件庫，實現(xiàn)基于Modelica在航空機電系統(tǒng)建模、仿真。

CATIA提供了一個系統(tǒng)設計、全生命周期仿真數(shù)據(jù)管理設計平臺，CATIA與其他仿真軟件有良好的接口，用戶能夠自由創(chuàng)建他們自己的模型庫或修改已建成的模型庫，從而更好地滿足用戶獨特的建模和仿真需求。

五維度評價用戶體驗

CATIA目前在航空航天、交通、能源、建筑和機械制造等行業(yè)取得認可。除一飛外，國內(nèi)不同領(lǐng)域內(nèi)用戶也已開始基于CATIA解決方案完成相關(guān)設計工作。如上海市政總院基于達索系統(tǒng)的3D體驗平臺與達索系統(tǒng)共同建立新研發(fā)中心，為土木工程專業(yè)人員提供行業(yè)解決方案體驗。

達索系統(tǒng)CATIA 首席執(zhí)行官Philippe LAUFER在接受媒體采訪時介紹，某銀行大廈屋頂外形構(gòu)建需要12000塊形狀彼此不同的磚塊，通過傳統(tǒng)方式設計磚塊形狀十分費時、費力，“基于CATIA解決方案仿真模擬，在實際操作過程中僅損壞了2塊磚，且通過變形技術(shù)，快速實現(xiàn)磚塊的迥異設計，大大節(jié)省了設計成本?！彼€表示，CATIA將與更多領(lǐng)域深入融合，如醫(yī)藥科學、生物工程等。

談到CATIA未來在CAD領(lǐng)域的發(fā)展，達索系統(tǒng)CATIA首席運營官Cecile DOAN表示，CATIA將聚焦“虛擬產(chǎn)品體驗”和“產(chǎn)品在實際環(huán)境中的模擬”兩個市場。前者的市場規(guī)模是傳統(tǒng)CAD市場的3倍以上，而后者的市場規(guī)模是傳統(tǒng)CAD市場的10倍～12倍。

篇4

【關(guān)鍵詞】頂崗實習；畢業(yè)設計；對口就業(yè)；工作模式

Explore and Practice of the Trinity Working Pattern of Post Practice Graduation Project

and Job Suited Employment

ZHANG Xiang YOU Wen-ming ZHOU Yi-jun

（Yangzhou Polytechnic College，Yangzhou Jiangsu 225012，China）

【Abstract】Post practice and graduation project are the important part of the professional teaching plan in higher vocational colleges. Job suited employment is an important employability index.It established the trinity working pattern of post practice，graduation project and job suited employment.Firstly，we should give top-level design and build systemic operating mechanism on post practice.Secondly，increase the strength of reform in education and teaching，support graduation project which comes from enterprise.Thirdly，set up standard process of post practice，encourage students to stay and work in post practice company.Schools，enterprises and students are also obtained benefits for each other.

【Key words】Post practice；Graduation project；Job suited employment；Working Pattern

崗實習，是指職業(yè)院校按照各專業(yè)人才培養(yǎng)目標要求，根據(jù)制定的教學計劃安排，組織在校學生到企事業(yè)單位的實際工作崗位進行的實習。畢業(yè)設計（論文）環(huán)節(jié)旨在強化學生的專業(yè)能力素質(zhì)，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐應用能力。在專業(yè)對口或相近的工作崗位上，如何促進學生全面發(fā)展和順利就業(yè)，已經(jīng)成為一道亟待解決的難題。因此，如何將頂崗實習、畢業(yè)設計和對口就業(yè)進行有效地組織、銜接和融合，具有重要的應用價值和現(xiàn)實意義。

1 重視頂崗實習頂層設計，打造頂崗實習的綜合運行機制

1.1 成立頂崗實習（就業(yè)）工作領(lǐng)導小組

領(lǐng)導小組由院系領(lǐng)導和畢業(yè)班班主任組成，全面負責學院頂崗實習工作的組織、實施、管理和考核工作。學院與企業(yè)合作制訂頂崗實習各項管理規(guī)章制度，建立頂崗實習質(zhì)量監(jiān)督機制，對頂崗實習的全過程進行監(jiān)督評價。學院選派認真負責、經(jīng)驗豐富的優(yōu)秀教師擔任頂崗實習班級的班主任，頂崗實習人數(shù)較多的單位還安排輔導員擔任副班主任，明確頂崗實習期間的工作任務和職責要求，與企業(yè)聯(lián)系人全面對接，對本班的頂崗實習全程進行跟蹤管理與服務。

1.2 制定頂崗實習課程標準，制訂質(zhì)量評價指標

校企雙方共同為頂崗實習學生的工作和學習情況考核，考核分兩部分：一是，企業(yè)指導教師對學生的工作考核，占總成績的60%；二是，學校指導教師對學生的學習報告進行評價，占總成績的40%。經(jīng)過校企雙方的雙重考核，成績合格者可以根據(jù)學校的有關(guān)制度獲得相應學分，并獲得由學校和企業(yè)共同簽發(fā)的《學生頂崗實習企業(yè)工作經(jīng)歷記錄（證明）》。通過校企雙方嚴格的頂崗實習雙重考核體系的評價，使學生更加重視頂崗實習各個實踐和教學環(huán)節(jié)的學習，不斷提高實踐技能和綜合素質(zhì)，從而提高就業(yè)競爭力，有效提升了頂崗實習質(zhì)量和成效。

1.3 校企合作創(chuàng)新人才培養(yǎng)與頂崗實習對接機制

校企共建產(chǎn)教聯(lián)盟和教學專業(yè)指導委員會，學院與行業(yè)知名企業(yè)共同全面實施“校企合作、工學結(jié)合”的人才培養(yǎng)模式，校企共同制訂頂崗實習工作計劃，共同負責學生頂崗實習的組織、協(xié)調(diào)和管理。不斷加強校企合作的深度和廣度，共同開展現(xiàn)代學徒制試點，創(chuàng)新了冠名班、訂單班和定向班等多種形式的校企聯(lián)合培養(yǎng)模式，按照互利互惠、協(xié)同育人、對口就業(yè)相結(jié)合的原則共同開展頂崗實習工作。學院將頂崗實習與評優(yōu)評獎和年終考核掛鉤，全體教師都有義務幫助學生落實頂崗實習單位。

2 加大教育教學改革力度，畢業(yè)設計真題實做學以致用

2.1 實施“三對接”人才培養(yǎng)模式和“雙化”教學改革

學院緊緊抓住裝備制造業(yè)大規(guī)模發(fā)展的良好機遇，以機械制造及自動化江蘇省品牌專業(yè)為龍頭，著力打造了數(shù)控技術(shù)、模具設計與制造等重點專業(yè)，成功建立了品牌優(yōu)勢明顯、專業(yè)特色鮮明的江蘇省重點專業(yè)群。目前學院已與省內(nèi)外三十余家知名企業(yè)建立了長期穩(wěn)定的校企合作關(guān)系，成立了機械制造與自動化專業(yè)群產(chǎn)教聯(lián)盟。學院堅持實施“課堂工場化、工場課堂化”的“雙化”教學改革，與企業(yè)合作申報科研項目、開發(fā)實驗實訓項目，讓教師和學生和參與產(chǎn)品研發(fā)和制造。真正實現(xiàn)了“專業(yè)對接企業(yè)、團隊對接項目、學生對接崗位”的“三對接”人才培養(yǎng)模式，最終使學院、企業(yè)和學生三方受益。

2.2 頂崗實習學生的畢業(yè)設計課題來源于企業(yè)生產(chǎn)實踐

學院要求頂崗實習同學的畢業(yè)設計課題內(nèi)容，原則上來源于頂崗實習單位工作實際。學院遴選專業(yè)骨干教師擔任畢業(yè)設計指導教師，同時根據(jù)各頂崗實習單位的具體情況，聘請實習單位的工程師、項目經(jīng)理和技師等為兼職指導教師，或者從專業(yè)教學指導委員會成員中選派專家擔任兼職指導教師。當某一單位頂崗實習學生較多時，除了利用現(xiàn)代信息技術(shù)進行遠程交流外，還定期或不定期的安排專業(yè)教師上門進行指導。頂崗實習學生能夠在完成企業(yè)生產(chǎn)任務的同時，又堅持完成學習任務，這樣就將頂崗實習與畢業(yè)設計有機的結(jié)合在一起。

2.3 畢業(yè)設計（論文）真題實做，學生能學以致用

學院鼓勵頂崗實習學生的畢業(yè)設計（論文）真題實做，可針對實際工作崗位的生產(chǎn)過程，進行工藝方案與工藝裝備設計，學生通過畢業(yè)設計能夠?qū)W以致用。課題主要類型有：1）工藝與工藝裝備設計類；2）設備的維修及故障診斷方案；3）關(guān)鍵零件及產(chǎn)品的制造質(zhì)量檢測及控制方法研究；4）CAD/CAM在頂崗實習單位的實際應用；5）產(chǎn)品的技術(shù)革新；6）模具、夾具、刀具的設計與制造；7）PLC及設備自動化改造；8）調(diào)研報告類。對于參加生產(chǎn)管理、倉庫管理、產(chǎn)品營銷、售后服務等類型工作的頂崗實習學生，可撰寫相關(guān)實習內(nèi)容的調(diào)研報告。調(diào)研報告要求應體現(xiàn)調(diào)研的具體目的、對象、內(nèi)容、分析、結(jié)論、預測、建議和措施等內(nèi)容。調(diào)研報告應有實際數(shù)據(jù)支撐并盡可能做到圖文并茂，篇幅不少于3萬字，其中調(diào)研報告類的課題比例小于10%。

3 規(guī)范頂崗實習工作流程，校企合作共促對口就業(yè)

3.1 頂崗實習流程公開透明，學生和企業(yè)雙向自由選擇

學院在每年的10月1日之前，積極聯(lián)系企事業(yè)單位，當年的頂崗實習雙選指南，同時開設就業(yè)指導講座，指導學生將頂崗實習與對口就業(yè)相結(jié)合。10月―11月為集中性頂崗實習雙向選擇時間，學院每年都會聯(lián)系數(shù)十余家企業(yè)到學校開展頂崗實習雙選面會，學生自愿報名參加，事前通過頂崗實習雙選指南知道了單位的具體情況，能夠根據(jù)自己的實際情況有計劃地選擇企業(yè)。企業(yè)在初步確定了面試名單之后，也會邀請學生到單位來參觀交流，這樣學生能夠了解頂崗實習單位真實情況、崗位工作要求和未來職業(yè)發(fā)展愿景，企業(yè)也能從中挑選到合適的頂崗實習生，頂崗實習結(jié)束后，學生與企業(yè)簽約的比例較高。

3.2 頂崗實習協(xié)議合法規(guī)范，學生對職業(yè)崗位認同感強

學生和企業(yè)完成雙向選擇后，根據(jù)企業(yè)提供的錄用名單，學院組織企業(yè)和實習學生三方共同簽訂頂崗實習協(xié)議書，按照國家有關(guān)法律法規(guī)，明確三方享有的權(quán)利和應盡的義務，同時要求學生將頂崗實習的單位和具體崗位告之家庭。學院根據(jù)各單位情況和各專業(yè)培養(yǎng)方案要求，明確頂崗實習的目的、任務和要求，每年編寫頂崗實習手冊發(fā)給實習單位聯(lián)系人和每位頂崗實習學生，將頂崗實習課程標準、頂崗實習培訓計劃，畢業(yè)設計課題、程序材料、時間分配、實習崗位、考核要求和就業(yè)派遣等工作編入其中。校企雙方力促頂崗實習學生以企業(yè)準員工的身份進行工作、學習和實踐，有效地促進了學生對職業(yè)崗位的認同感。一般在頂崗實習協(xié)議結(jié)束前1個月左右，實習單位就會找工作表現(xiàn)較好的頂崗實習學生主動簽約。

3.3 加大校企合作力度和產(chǎn)教融合深度，實現(xiàn)高質(zhì)量對口就業(yè)

為了促進頂崗實習轉(zhuǎn)化為對口就業(yè)，學院從源頭做起，與知名企業(yè)長期共建專業(yè)，共同開發(fā)課程教材，共建實驗實訓室和頂崗實習（就業(yè)）基地，很多企業(yè)將最新的生產(chǎn)設備放在學校供學生使用，有些企業(yè)還派有兼職教師在學院上專業(yè)課，學生在校內(nèi)教學中就對這些企業(yè)的人員和設備非常了解，到企業(yè)實習后能夠很快適應工作崗位。學院推薦優(yōu)秀學生在大一和大二時就到合作企業(yè)參加認識實習和跟崗實習，鼓勵學生將頂崗實習與定向就業(yè)結(jié)合，積極幫助特殊困難學生落實頂崗實習崗位。學院還與知名企業(yè)簽訂了獎學金協(xié)議，企業(yè)設立了專項獎學金，鼓勵實習生實習期結(jié)束后留在企業(yè)發(fā)展，從而完成從頂崗實習生到企業(yè)員工的無縫對接，實現(xiàn)了高質(zhì)量的對口就業(yè)。

4 結(jié)語

從2009年學院開始實施頂崗實習、畢業(yè)設計和對口就業(yè)三位一體工作模式，七年的實踐證明，受到了省內(nèi)外知名企業(yè)的熱烈歡迎，長期與學院合作，給予了大力支持。學生能將理論與實踐相互結(jié)合，畢業(yè)設計（論文）質(zhì)量較高，專業(yè)知識和技能水平有了明顯提升，獲得了真實的職業(yè)體驗，鍛煉了工程素養(yǎng)，有效促進了從頂崗實習學生向企業(yè)準員工的身份轉(zhuǎn)變，基本上能無縫對接上崗，實現(xiàn)了畢業(yè)生高質(zhì)量、高層次對口就業(yè)。據(jù)近3年的統(tǒng)計，有45%的畢業(yè)生是通過該工作模式簽訂了就業(yè)協(xié)議，學院畢業(yè)生年終就業(yè)率連續(xù)七年保持在98%以上，為產(chǎn)教聯(lián)盟的企業(yè)輸送了大量的新鮮力量，畢業(yè)生與地方企業(yè)簽約人數(shù)超過畢業(yè)生總?cè)藬?shù)的40%，不少畢業(yè)生經(jīng)過頂崗實習、畢業(yè)設計和對口就業(yè)三位一體工作模式的崗位鍛煉，已成為企業(yè)的業(yè)務骨干和拔尖人才。

【參考文獻】

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[2]姚海濱，張翔，張承陽.基于理實一體化的高職數(shù)控技術(shù)專業(yè)“雙證融通”課程方案的開發(fā)及實踐[J].揚州職業(yè)大學學報，2015（3）：54，53.

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關(guān)鍵詞： 復雜電子產(chǎn)品； 三維裝配工藝技術(shù)； MBD； 可視化

中圖分類號： TN964?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）06?0081?02

裝配是制造業(yè)的主要活動，形成產(chǎn)品生命周期的重要環(huán)節(jié)[1]，在電子行業(yè)結(jié)構(gòu)復雜的產(chǎn)品，裝配工時和費用大概占用總費用的40%～60%，三維CAD/CAM軟件因其本身強大的功能，成為企業(yè)應用的主流趨勢。三維數(shù)字化設計和工藝可實現(xiàn)全機規(guī)模的三維數(shù)字設計、預裝配合動靜態(tài)數(shù)字協(xié)調(diào)，計算機輔助設計和制造并行，縮短了研制周期，提高了設計質(zhì)量[2]，然而數(shù)字化裝配工藝技術(shù)相對于三維零件設計和加工的發(fā)展明顯滯后，成為企業(yè)提高生產(chǎn)效益和產(chǎn)品質(zhì)量的瓶頸[3]，因此數(shù)字化裝配工藝技術(shù)的發(fā)展成為亟待解決的關(guān)鍵問題。

1 需求現(xiàn)狀

雷達等復雜電子產(chǎn)品三維裝配工藝設計主要實現(xiàn)2個方面的目標：

（1） 對產(chǎn)品總體裝配工藝設計進行有效驗證；

（2） 利用可視化的作業(yè)指導書，有效地指導生產(chǎn)現(xiàn)場總裝[4]。

目前在復雜電子產(chǎn)品制造業(yè)普遍存在以下問題：

（1） 工藝與設計缺少協(xié)同。工藝和設計不在同一平臺，沒有同一個數(shù)據(jù)源，設計EBOM無法自動集成，數(shù)據(jù)需要轉(zhuǎn)化，工藝只能被動等待，無法盡早進入到產(chǎn)品設計階段和避免出現(xiàn)設計模型工藝性差的問題。

（2） 裝配工藝設計仍然采用傳統(tǒng)的二維方式表達，上游設計產(chǎn)生的三維數(shù)字模型沒有得到充分利用。就目前裝配工藝設計本身來說，大多數(shù)企業(yè)還是依靠傳統(tǒng)的二維裝配圖紙和裝配工藝規(guī)程卡片進行工藝設計，首先由工藝設計人員設計圖紙及經(jīng)驗想象出三維裝配空間、設計裝配順序，并用二維工藝過程卡片表達出來。然后由裝配工人照工藝設計人員設計的二維數(shù)據(jù)理解裝配順序及要求，在大腦中再次構(gòu)建出三維裝配過程，因此，整個產(chǎn)品裝配的環(huán)節(jié)與工藝設計人員和裝配工人的技術(shù)水平和工作經(jīng)驗關(guān)系過于密切，不能充分利用和繼承設計產(chǎn)生的三維CAD數(shù)據(jù)，難以保證工藝設計的規(guī)范性、標準化和最優(yōu)化[5]。

（3） 裝配進度不易控制，裝配周期不易保證。由于目前的工藝設計環(huán)境不具備三維工藝驗證能力，致使裝配過程中是否存在干涉、裝配順序是否合理、工藝裝備是否滿足需要、操作空間是否開敞等一系列問題只有到了生產(chǎn)試制階段才暴露出來。從而使裝配周期不易保證，嚴重影響了復雜電子產(chǎn)品研制的進度和質(zhì)量。

（4） 一些復雜產(chǎn)品的裝配，因為缺少可視化的三維動態(tài)裝配過程，不便于裝配工人使用和理解。在目前大多數(shù)企業(yè)的現(xiàn)場裝配，工人主要依靠二維圖紙和工藝過程卡進行裝配操作，對于一些復雜產(chǎn)品的裝配來說，因為缺少可視化的三維動態(tài)裝配過程，工人理解起來往往會有一定難度，有時還會產(chǎn)生歧義[6]。三維裝配工藝可視化技術(shù)為裝配工人提供一種可預先驗證的、易于理解的可視化指導平臺，使裝配工人直觀理解，減少了操作錯誤，提高產(chǎn)品裝配生產(chǎn)效率、降低產(chǎn)品成本、為企業(yè)贏得競爭優(yōu)勢。

2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

三維裝配工藝設計流程分為產(chǎn)品設計、裝配工藝設計和制造3個階段。在產(chǎn)品設計階段，首先由設計人員和工藝人員建立零部件和工裝模具的三維數(shù)字化模型，并對模型數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)化，獲得三維裝配工藝仿真、規(guī)劃與管理系統(tǒng)中所需的輕量化數(shù)據(jù)模型。在裝配工藝設計階段，工藝設計人員根據(jù)產(chǎn)品裝配模型提供的信息，進行裝配序列規(guī)劃，得到產(chǎn)品的最佳裝配順序，在三維環(huán)境下進行工藝規(guī)劃和仿真，選取合適的工裝工具和裝配方法，最終輸出優(yōu)化的裝配工藝方案， 所形成的三維裝配工藝通過PLM系統(tǒng)進行審簽。在制造階段，利用可視化工具和網(wǎng)絡環(huán)境將裝配仿真驗證文件、三維工作指令和工藝設計文件等工藝信息導入到企業(yè)ERP系統(tǒng)，車間裝配人員可以一邊觀看產(chǎn)品的裝配過程仿真畫面，一邊進行實際裝配。從而提高裝配效率和準確性，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

實現(xiàn)三維裝配工藝需要以下關(guān)鍵技術(shù)上取得突破。

3.1 基于MBD的數(shù)字化定義技術(shù)

MBD將設計、制造、檢驗、管理信息融入一體，目前被航空行業(yè)普遍認同為解決數(shù)字化設計制造的關(guān)鍵技術(shù)之一[7]。MBD 技術(shù)改變了以往同時依據(jù)二維工程圖紙和三維實體模型來設計產(chǎn)品裝配工藝和零件加工工藝的做法[8]。在MBD的技術(shù)體系中，MBD數(shù)據(jù)集的內(nèi)容包含設計工藝、制造、檢驗等各部門的信息[9]，以三維數(shù)模完全替代二維工程圖紙，成為數(shù)字化制造過程中的唯一依據(jù)。工藝人員在MBD 的工藝設計規(guī)范的指導下，讀取來自上游結(jié)構(gòu)設計信息，并將輕量化、完整化，這是進行三維裝配工藝設計和進行產(chǎn)品裝配仿真的前提，直接依據(jù)三維實體模型開展三維工藝設計給整個產(chǎn)品中的工藝設計工作帶來一次全新的變革。

3.2 人機交互環(huán)境下三維工藝規(guī)劃及仿真技術(shù)

裝配規(guī)劃和仿真技術(shù)是裝配過程的重要環(huán)節(jié)，裝配順序和裝配方案直接關(guān)系產(chǎn)品的可裝配行、裝配質(zhì)量和裝配成本[10]。依據(jù)數(shù)字化裝配工藝流程，建立三維數(shù)字化裝配工藝模型，通過裝配現(xiàn)場可視化技術(shù)建立與產(chǎn)品裝配相似的數(shù)字化虛擬裝配環(huán)境，在工藝工作開展的同時及產(chǎn)品實物裝配之前，按照確定的裝配工藝流程進行數(shù)字化模擬仿真，在裝配時進行零件與兩件、零件與工裝的干涉檢查；通過對產(chǎn)品裝配拆卸過程的仿真，驗證裝配順序設計的合理性；模擬操作者的操作過程以便發(fā)現(xiàn)操作空間大小是否滿足裝配需要，操作者身體或肢體能否到達裝配位置等問題，并將這些仿真結(jié)果通過仿真報告提交產(chǎn)品設計、工裝設計等進行優(yōu)化。

3.3 三維裝配工藝可視化技術(shù)

三維裝配工藝可視化技術(shù)是把產(chǎn)品設計信息、制造資源信息和工藝設計信息整合起來以數(shù)字化的形式傳遞到車間現(xiàn)場，并展示出來的方法。操作者能夠采用該技術(shù)讀取三維工藝信息、工裝工具信息、三維仿真動畫、裝配產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等信息，最終形成三維數(shù)字化工藝展示，使工人能夠準確、迅速地查閱裝配過程中需要的信息。減少了由于操作者理解不透徹帶來的質(zhì)量問題。

4 結(jié) 語

隨著電子行業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)品的裝配復雜性日趨大型化、復雜化，數(shù)字化裝配成為趨勢。同時，無紙化與制造已經(jīng)成為制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢，三維裝配工藝設計的實施實現(xiàn)了復雜電子產(chǎn)品三維裝配工藝規(guī)劃、裝配過程的三維仿真和裝配過程的可視化，減少了現(xiàn)場設計更改率和裝配返工率，縮短了裝配周期，提高了裝配質(zhì)量和裝配效率。為企業(yè)提升核心競爭力奠定堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻

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關(guān)鍵詞：CAD技術(shù)；機械工藝設計；計算機輔助

引言

CAD技術(shù)是一種計算機圖形應用軟件，在各行各業(yè)中的應用極為廣泛，現(xiàn)如今CAD技術(shù)愈加成熟，極大的方便了機械工藝設計工作，受到了諸多工程師的青睞。在機械工藝設計中，CAD技術(shù)能夠有效提供三維、二維可視化設計，并通過計算機屏幕將設計效果展現(xiàn)出來，通過可視化三維、二維模型，能夠更加直觀的看到機械工藝設計成果，為企業(yè)決策提供有效依據(jù)。

1CAD技術(shù)概述

CAD技術(shù)作為一種計算機繪圖工具，其主要依托于計算機技術(shù)的發(fā)展。對于機械工藝設計行業(yè)來說，CAD技術(shù)主要是針對機械工藝設計中的組成流水線、零配件示意圖為主。相比傳統(tǒng)的計算機繪圖軟件，CAD技術(shù)能夠一改傳統(tǒng)設計軟件的弊端，創(chuàng)新了工藝設計的方法與模式，通過現(xiàn)代化技術(shù)與分布理念，實現(xiàn)模擬設計成果，并根據(jù)施工流程，根據(jù)三維、二維繪圖來提供生產(chǎn)成果。對于CAD技術(shù)來說，保障CAD設計質(zhì)量需要為設計人員提供可靠的繪圖環(huán)境，將機械工藝設計圖分為三大種類，即線框模型、三維模型、實體模型。在具備機械實體建模CAD軟件中，通過配備3D打印機能夠有效根據(jù)三維模型打印出實體模型，能夠讓工作人員360°觀賞設計成果，并判斷設計內(nèi)容是否滿足標準。例如在Autodesk公司研發(fā)的CAD10.1軟件中，該CAD軟件中包含了6種基本體系設計結(jié)構(gòu)，進而滿足日常機械工藝設計工作。在設計中，設計師只需要將繪制圖形進行分解，通過幾個基本體系結(jié)構(gòu)來完成最終繪圖，能夠提高機械工藝設計效率。

2CAD技術(shù)在機械工藝設計中的問題與策略

雖然CAD技術(shù)作為當代設計行業(yè)中的主流軟件，但在設計應用中依然存在諸多問題有待完善，因此，想要保障機械工藝設計質(zhì)量，必須要針對這些問題，提出有效的解決策略，進而提高機械工藝設計質(zhì)量。2.1生產(chǎn)環(huán)節(jié)整合程度有待完善現(xiàn)如今，CAD技術(shù)受計算機技術(shù)與開發(fā)技術(shù)影響，CAD技術(shù)還有待完善。雖然CAD技術(shù)在機械工藝設計中的應用非常廣泛，并已經(jīng)從CAD設計轉(zhuǎn)化為整體生產(chǎn)的整合，但從目前整合情況來分析，我國CAD技術(shù)與機械工藝設計整合工作還處于初期發(fā)展階段，各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間相互獨立，在各個生產(chǎn)模式中，必須要設計環(huán)境與生產(chǎn)環(huán)境模型進行獨立設計與糾正錯誤，并未全面實現(xiàn)CAD技術(shù)與機械工藝整合，這樣會出現(xiàn)很多重復設計工作，特別是與3D打印技術(shù)結(jié)合上，雖然給CAD技術(shù)與機械工藝設計整合工作提供了技術(shù)條件，但3D打印技術(shù)并未完全融入到整個機械工藝設計生產(chǎn)環(huán)節(jié)中。因此，在這一問題中，必須要加強計算機整合技術(shù)，構(gòu)建CAD技術(shù)、機械工藝生產(chǎn)、3D打印技術(shù)相互統(tǒng)一的系統(tǒng)憑條，并通過計算機技術(shù)實現(xiàn)一體化操作，通過“CAD技術(shù)設計———3D模型打印——機械工藝設計生產(chǎn)”的模式，提高生產(chǎn)效率。2.2智能化程度較低以世界領(lǐng)先的Autodesk系列軟件應用來看，CAD技術(shù)的到來雖然取代了傳統(tǒng)繪圖設計工作，但從本質(zhì)上來說是將傳統(tǒng)繪圖工作轉(zhuǎn)移到計算機中展開運作，很多設計環(huán)節(jié)依然需要手工操控，智能化水平相對較低，只實現(xiàn)了局部智能化設計。特別是在機械設計與模組檢測中，僅通過計算機技術(shù)或CAD軟件，無法滿足設計標準需求，依然需要采用的人工檢測。因此，可以通過人工智能檢測技術(shù)與智能分析軟件來檢測CAD機械繪圖的標準型，并通過操控計算機來完成檢測工作，提高檢測效率。通過人工智能檢測手段與先進的算法，進而實現(xiàn)機械工藝設計生產(chǎn)的技術(shù)性突破，進而降低設計、檢測人員的工作量。

3CAD技術(shù)在機械工藝設計中的應用

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基于模型定義（Model Based Definition，MBD）技術(shù)是波音公司在美國機械工程師協(xié)會頒布的數(shù)字產(chǎn)品定義規(guī)范（ASME Y14.41-2003）的基礎(chǔ)上，結(jié)合自己的數(shù)字化制造經(jīng)驗擴充了飛機研制建模中所特有的應用需求，從而得出的一種全新的數(shù)字化定義技術(shù)。目前MBD技術(shù)是研究的熱點問題，利用MBD技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)基于三維模型來表達產(chǎn)品的設計制造等信息，顛覆了從3D到2D信息轉(zhuǎn)換的傳統(tǒng)傳遞模式，但MBD技術(shù)的應用仍需要對MBD技術(shù)的內(nèi)涵及應用領(lǐng)域等方面做進一步研究。

一、MBD研究現(xiàn)狀

隨著“十五”、“十一五”制造業(yè)信息化技術(shù)與手段的不斷發(fā)展與完善，我國機械制造業(yè)有95%以上的大、中型企業(yè)，開展了用計算機進行機械產(chǎn)品的三維建模，并已經(jīng)完全替代或基本替代計算機二維設計制圖和傳統(tǒng)的手工設計制圖方式。

目前，基于機械產(chǎn)品三維模型定義（MBD，Model -Based Definition）的設計（MBDD，Model Based Definition Design）、工藝（MBDP，Model Based Definition Process）與管理（MBDM，Model Based Definition Manage）等環(huán)節(jié)的研究正在機械制造業(yè)的工程機械、航空航天、石油化工、鐵路交通、汽車、機床、船舶以及兵器等行業(yè)迅速而廣泛地開展。

但目前，由于缺乏基于機械產(chǎn)品模型定義與管理方面的相關(guān)標準，這些生產(chǎn)企業(yè)還需要將三維數(shù)字化設計模型轉(zhuǎn)化為二維工程圖后，傳遞至生產(chǎn)車間進行后面的加工制造以及計算機管理等工作。由于各種三維CAD軟件功能不一樣，國產(chǎn)軟件與國外軟件之間的差異，以及數(shù)字化三維設計與文件管理方面沒有標準，造成了在產(chǎn)品的三維數(shù)字化設計模型轉(zhuǎn)化為二維工程圖時，結(jié)構(gòu)信息不一致等現(xiàn)象，更嚴重的甚至會造成結(jié)構(gòu)信息丟失的后果。現(xiàn)在的生產(chǎn)企業(yè)還需要花較大的精力在轉(zhuǎn)化后的二維工程圖上進行大量而繁重的修補工作，有的甚至重新繪制，來完成二維工程圖。這給企業(yè)帶來了很大的麻煩和嚴重的重復勞動，并造成了較大的時間和經(jīng)濟上的浪費。

MBD技術(shù)是指在產(chǎn)品的數(shù)字化定義過程中，通過在三維模型上定義尺寸標注、公差要求、表面結(jié)構(gòu)要求、基準要求、加工制造要求和技術(shù)要求等非幾何信息，實現(xiàn)產(chǎn)品信息的清晰有效表達，滿足以三維模型為驅(qū)動的下游數(shù)字化制造與檢驗信息的獲取。近年來，基于模型的定義技術(shù)發(fā)展迅速，其將三維產(chǎn)品制造信息和三維設計信息共同定義到產(chǎn)品的三維模型中，直接使用三維標注模型作為制造依據(jù)，使工程技術(shù)人員從二維文化中解放出來。

相對于二維CAD環(huán)境中的標注，三維標注更直觀，無須嚴苛的訓練，工程師、車間工人和管理人員都容易理解。可以說三維標注的國際標準出臺以后，為機械制造業(yè)擺脫圖樣提供了可能性。

為了滿足日益增長的在三維模型上直接標注的需求，以取代在二維繪圖中的標注，并規(guī)范國內(nèi)制造業(yè)企業(yè)在應用過程中的對尺寸、公差、注釋、文本和符號等方面的規(guī)范性需求，由中機生產(chǎn)力促進中心牽頭，結(jié)合相關(guān)組織、國內(nèi)知名企業(yè)和軟件公司的共同努力，于2009年了《GB/T 24734-2009技術(shù)產(chǎn)品文件數(shù)字化產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)通則》11項國家標準。

該系列標準提供了一種2D工程圖以外的3D工程信息表達方法，產(chǎn)品設計的所有設計信息均基于三維模型進行標注，三維模型和工程圖一起作為信息載體，二維圖在三維標注模型基礎(chǔ)上投影產(chǎn)生，并保持關(guān)聯(lián)關(guān)系。

該系列標準構(gòu)成了后續(xù)機械產(chǎn)品數(shù)字化設計與制造標準的基礎(chǔ)，填補了我國制造業(yè)三維數(shù)字化產(chǎn)品定義標準的空白，統(tǒng)一了數(shù)字化產(chǎn)品定義的工程語言，規(guī)范了技術(shù)實施途徑，大力提升了我國裝備制造業(yè)的自主創(chuàng)新能力。

二、MBD關(guān)鍵技術(shù)

1.信息表達形式

產(chǎn)品信息種類多樣，主要包括尺寸工具（尺寸標注、尺寸公差和尺寸修飾）、文本工具（文本注釋和技術(shù)要求標注）、基準符號、表面結(jié)構(gòu)、幾何公差、技術(shù)要求、焊接工藝、加工制造和定制符號等功能。此類信息中的某些信息在二維工程圖上表達的信息形式已經(jīng)有標準規(guī)定，如《GB/T10609 技術(shù)制圖系列標準》、《GB/T4458 機械制圖系列標準》、《GB/T324-2008焊縫符號表示法》、《GB/T131―2006產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范（GPS）技術(shù)產(chǎn)品文件中表面結(jié)構(gòu)的表示法》和《GB/T1182-2008產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）幾何公差形狀、方向、位置和跳動公差標注》等。

基于三維模型表達此類信息是通過“符號+文本”的形式來表達，符號的構(gòu)建參照已有的標準，對于某些加工制造信息的表達，尚未形成信息表達形式的統(tǒng)一規(guī)范，企業(yè)可根據(jù)研究成果，經(jīng)與各企業(yè)專家討論后，將其研究成果進行標準化，而后進行推廣。

如對于基于三維模型的機械加工工藝信息的表達，中國電科38所采用了“工藝信息框格”的形式來表達，將機械加工過程中加工設備類型、設備數(shù)量、加工方法、刀具參數(shù)和加工參數(shù)等信息進行符號化，利用符號來描述加工過程中的加工狀態(tài)。對于工藝符號、代號及標識方法，目前已有部分的國家標準和行業(yè)標準對工藝符號進行了規(guī)范化標識，如GB/T 3167-1993《金屬切削機床操作指示形象化符號》，但對于加工參數(shù)和刀具參數(shù)的表示法則需要形成標準的規(guī)范。

2.信息三維標注

目前，產(chǎn)品信息三維標注可參照的標準為《GB/T 24734-2009 技術(shù)產(chǎn)品文件 數(shù)字化產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)通則》的11項國家標準，其對尺寸、公差、注釋、文本和符號等標注規(guī)則進行了詳細規(guī)定，包括標注平面、關(guān)聯(lián)性和輔助幾何表達等。

很多商業(yè)化軟件都開發(fā)了軟件自帶的三維標注模塊，主要包括了尺寸標注、尺寸公差標注（軸公差標注、孔公差標注和常用公差標注）、基準符號標注、幾何公差標注（形位公差標注）、表面結(jié)構(gòu)標注、倒角標注、螺紋標注、尺寸標注修飾、技術(shù)要求標注和文本注釋標注等模塊。

這些信息的標注可直接參考有關(guān)國家標準《GB/T 24734-2009 技術(shù)產(chǎn)品文件 數(shù)字化產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)通則》，但對于某些加工工藝信息，不能直接套用國家標準進行信息的三維標注，需要對此類信息的表達制定相應標準。如對于機械加工工藝信息的表達，中國電科38所對基于MBD的產(chǎn)品信息三維標注方法做了相應的研究工作，提出了三維信息表達公式，并對輔助幾何元素的表達和顏色的使用做出了規(guī)定，除此之外，還規(guī)定了標注的錨點屬性，如圖2所示。

3.標注信息管理

標注在三維模型上的各類信息種類多、信息量大，全部顯示在三維模型上，勢必造成模型上標注信息相互重疊遮擋，形成“刺猬現(xiàn)象”，影響信息的可讀性。在對信息進行三維標注時，應選擇合適的標注平面來放置標注的信息，并能實現(xiàn)標注排列方向的變更。此功能根據(jù)不同注釋方向，創(chuàng)建多種視圖和與視圖關(guān)聯(lián)的層，將標注的信息進行“分視圖、分層級”的顯示管理，可以方便地對尺寸顯示按照特定的分組來實現(xiàn)控制，主要有全部顯示、全部隱藏、按照層和按照標注類型等5種分組來實現(xiàn)三維標注信息的多視圖查詢過濾顯示。

除上述之外，標注信息的管理應提供快捷的編輯方法，包括注釋方向變更、排列方式調(diào)整和屬性拷貝等。對于文字類、尺寸類和符號類的三維標注，其顯示有方向性，應當具有快速變更文本或者尺寸方向的功能，而無需重新定義標注平面和標注方向。同類信息或同視圖層級的屬性樣式要統(tǒng)一，如字體大小、字體類型等。對于三維標注應當具有屬性樣式批量設置，以及拷貝目標格式的功能。在構(gòu)建三維標注時，可不考慮與其他標注的排列位置，待完成所有三維標注的構(gòu)建時，再進行全局三維標注的顯示整理和位置的排列。三維標注應當具有快速排列對齊的功能。如尺寸線對齊等。

標注信息的管理還包括成組管理，包括物理成組和邏輯成組。物理成組是指三維標注在空間位置上的組合，將要創(chuàng)建的標注附屬到一個存在的標注上，或者將多個標注聚集成一個組；邏輯成組是指為了快速查找和方便傳遞，將完整表達某一對象的數(shù)字化定義信息進行組合。

4.標注信息提取

標注在三維模型上的信息為結(jié)構(gòu)化信息，其中有些直接從設計模型獲取，如尺寸。有些在標注時手動生成，如基準、公差和表面結(jié)構(gòu)等。還有些是從企業(yè)數(shù)據(jù)庫中讀取而來，如加工方法中涉及的設備、刀具等信息。對這些信息進行結(jié)構(gòu)化管理，可實現(xiàn)信息的快速檢索、查詢。

基于三維模型表達的產(chǎn)品制造信息（product manufactureinformation，PMI）接受對象包括設計及制造人員和數(shù)字化設備。設計及制造人員需要在理解三維模型上標注的信息后，開展設計及制造活動，而對于數(shù)字化設備而言，如NC加工設備、檢驗設備等，需要將三維模型上標注的信息進行解析提取，轉(zhuǎn)換成設備可識別的信息，以驅(qū)動加工制造及檢驗過程。

MBD技術(shù)的應用給實施數(shù)字化制造和檢驗帶來了極大方便，工藝人員和檢驗人員可以利用信息化手段直接從MBD模型上提取制造、檢驗數(shù)據(jù)，方便地進行工藝仿真、數(shù)控加工和數(shù)控檢測，但MBD數(shù)據(jù)的提取與使用規(guī)范標準欠缺，有必要根據(jù)MBD數(shù)據(jù)的特點，對數(shù)據(jù)提取方面的標準進行明確規(guī)定。標注信息提取如圖3所示。

三、MBD應用要點

1.數(shù)字化環(huán)境建設

MBD技術(shù)的發(fā)展為打通三維數(shù)字化設計與制造的數(shù)據(jù)鏈提供了技術(shù)支撐、促進了國家“甩圖紙”工程推進。許多企業(yè)提出“三維模型下車間”的口號，給傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造模式帶來很大的沖擊，對數(shù)字化設計環(huán)境的建立提出了較高的要求。

MBD技術(shù)需要軟件基礎(chǔ)環(huán)境、數(shù)據(jù)庫平臺、網(wǎng)絡信息環(huán)境及信息安全體系等方面的支撐，主要包括CAD軟件、CAE、CAPP、PDM、CAM、MES和ERP等軟件。

MBD技術(shù)在應用過程中或多或少地需要與這些軟件進行數(shù)據(jù)的傳遞和存儲。因此，MBD技術(shù)的全面應用需要建設一條完整的數(shù)字化設計與制造通道。

2.標準體系建設

數(shù)字化產(chǎn)品定義方面已有《GB/T 24734-2009 技術(shù)產(chǎn)品文件數(shù)字化產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)通則》系列標準，但企業(yè)在實際實施MBD過程中，必須根據(jù)企業(yè)流程和環(huán)境制定相關(guān)的標準來完善MBD應用過程中的標準體系。

如利用MBD技術(shù)表達機械加工工藝信息時，中國電科38所制定了《機械加工工藝參數(shù)表示法》、《機械加工工藝方法圖形符號》和《機械加工工藝信息三維標注規(guī)范》三項企業(yè)標準。

其中，《機械加工工藝參數(shù)表示法》規(guī)定了常用機械加工方法及相關(guān)刀具的工藝參數(shù)符號，適用于在二維圖樣和三維模型上機械加工工藝參數(shù)的標注?！稒C械加工工藝方法圖形符號》規(guī)定了機械加工常用工藝方法及相關(guān)刀具的圖形符號，適用于在二維圖樣和三維模型上機械加工工藝方法及相關(guān)刀具圖形符號的標注?！稒C械加工工藝信息三維標注規(guī)范》規(guī)定了常用機械加工工藝信息的三維標注要求，適用于在三維CAD模型上表達機械加工工藝信息。

除此之外，還有很多MBD技術(shù)標準體系中的空白需要填補，如《MBD數(shù)據(jù)管理標準》、《MBD三維數(shù)字化工藝設計標準》和《MBD數(shù)字化設計及制造標準》等。

3.輔助工具開發(fā)

MBD技術(shù)的應用途徑主要是通過在設計階段完成三維模型構(gòu)建及標注，在制造階段完成三維工序模型構(gòu)建及標注，在PDM系統(tǒng)中完成模型的數(shù)據(jù)管理和設計流程的觸發(fā)，從而使得設計制造具有單一數(shù)據(jù)源。

為了使設計師方便地開展MBD數(shù)字化定義工作，需要對企業(yè)MBD設計制造軟件進行二次開發(fā)，將標準中的規(guī)定固化在軟件程序中。

二次開發(fā)的內(nèi)容主要包括：各類PMI信息標注模塊、與PDM系統(tǒng)集成、PMI信息提取和工序模型構(gòu)建等。

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關(guān)鍵詞：三維建模；車床刀架轉(zhuǎn)盤；機械加工；設計；優(yōu)化

隨著我國科學技術(shù)的不斷進步，我國在機械制造行業(yè)所取得的成就也越來越多，車床刀架轉(zhuǎn)盤作為普通的車床刀架的核心零件，它具有造價成本高以及圖紙設計構(gòu)成的體系非常復雜，而且對于這種零件的加工精度非常高，需要的工序也很多等特點。加工車床刀架轉(zhuǎn)盤的設備主要是車床，但是使用的大多數(shù)還是傳統(tǒng)的二維紙質(zhì)工藝，在生產(chǎn)的加工階段，操作的工需反復的查閱相關(guān)的資料以及車床刀架轉(zhuǎn)盤的圖紙，而且對于車床刀架轉(zhuǎn)盤的操作熟練的人員也非常的少，因此做好對加工轉(zhuǎn)盤的工序進行優(yōu)化設計的工作就很有必要，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

1對于車床刀架轉(zhuǎn)盤零件進行三維建模

對于車床刀架轉(zhuǎn)盤的三維立體建模是通過度對各種方法的結(jié)合，制作出不同類型的三維物體形狀以及真實環(huán)境的過程。對于三維數(shù)字化工藝的設計是通過以車床刀架轉(zhuǎn)盤的模型為載體，在進行綜合的考慮制造資源以及對產(chǎn)品的制造工藝流程的基礎(chǔ)上進行定義，用來控制以及實現(xiàn)可視化表達零件的整個制造過程的數(shù)字化模型，從車床刀架轉(zhuǎn)盤的特征角度看，所有的產(chǎn)品零件都可以看成是通過一系列的簡單特征所以組成。對車床刀架轉(zhuǎn)盤零件的三維建模的過程中，也就是對很多特征進行疊加，或者是相交和切割的過程，三維工藝的建模過程就是對加工特征以及特征之間的關(guān)系進行組織的控制過程。通過對車床刀架轉(zhuǎn)盤零件的圖紙進行分析，運用相關(guān)的轉(zhuǎn)盤三維模型進行具體的繪制工作。通過打開三維模型的軟件，新建對話框進入車床刀架轉(zhuǎn)盤建模環(huán)境，再插入車床刀架轉(zhuǎn)盤的圖紙，進入草圖的環(huán)境進行相關(guān)的繪制工作，在進行回轉(zhuǎn)命令，進行對回轉(zhuǎn)特征的創(chuàng)建工作，再進行相似的方法繪制其他的零件草圖，然后進行零件相關(guān)的拉伸特征的設置，除了這些之外還要注意對車床刀架轉(zhuǎn)盤零件的細節(jié)特征創(chuàng)建。

2對于車床刀架轉(zhuǎn)盤的機械加工工藝規(guī)程的設計

2.1對車床刀架轉(zhuǎn)盤加工的要求進行分析

對車床刀架轉(zhuǎn)盤的零件圖進行詳細的分析，對相關(guān)的零件的尺寸精度以及位置精度的要求進行充分的了解，比如零件的表面粗糙度和燕尾導軌面以及對稱度等，相關(guān)的精度要求非常高，對相關(guān)的零件部位的精度要求分析可以看出導軌面是轉(zhuǎn)盤零件最為關(guān)鍵的加工表面。

2.2對車床刀架轉(zhuǎn)盤的零件圖的檢查

車床刀架轉(zhuǎn)盤的零件圖包括主視圖和俯視圖以及側(cè)視圖，通過采用局部剖視或者半剖視的方法，可以對轉(zhuǎn)盤零件結(jié)構(gòu)表達的更加清晰以及對轉(zhuǎn)盤零件的布局更加的合理，注意對轉(zhuǎn)盤的有關(guān)尺寸進行標注，注意對相關(guān)的形狀精度以及位置精度進行詳細的標注，而且要保證標注的統(tǒng)一性以及完整性，確保轉(zhuǎn)盤零件符合國家的相關(guān)標準規(guī)定，通過對轉(zhuǎn)盤零件的各項技術(shù)要求的可行性進行確定，保證了轉(zhuǎn)盤零件設計的合理性，從而為轉(zhuǎn)盤零件的組織生產(chǎn)以及機械加工工藝技術(shù)做好充分的準備工作。

2.3對轉(zhuǎn)盤零件生產(chǎn)類型的分析

根據(jù)相關(guān)的公式以及企業(yè)的生產(chǎn)條件進行確定車床刀架轉(zhuǎn)盤的年生產(chǎn)量，結(jié)合車床刀架轉(zhuǎn)盤質(zhì)量的分析，以及對加工工作各種零件的生產(chǎn)類型的數(shù)量和工藝的特征進行考慮，從而可以確定出車床刀架轉(zhuǎn)盤的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。

2.4確定轉(zhuǎn)盤零件機械加工的工藝流程

通過對轉(zhuǎn)盤零件的零件圖進行分析可以得出，轉(zhuǎn)盤長度以及寬度等的設計標準，還有轉(zhuǎn)盤高度的設計標準以及燕尾面的粗基準，對各端面根據(jù)相關(guān)的基準進行加工，再采用一面兩孔的定位方式進行加工其他的表面，從而確定出車床刀架轉(zhuǎn)盤的機械加工工藝的設計流程。

2.5確定相關(guān)的設計設備

通過對車床刀架轉(zhuǎn)盤的機械加工工藝的方案以及各種方面加工的方法進行分析，結(jié)合對車床刀架轉(zhuǎn)盤的最大輪廓尺寸和加工精度的考慮，進行對加工機床的選擇，以及對各種刀具和量具以及夾具的選擇。

2.6制定零件機械加工工藝的規(guī)程

通過對上文的論述結(jié)果的分析，進行車床刀架轉(zhuǎn)盤的機械加工工藝各項要求的制定，制定的車床刀架轉(zhuǎn)盤零件的機械加工工藝的規(guī)程是企業(yè)組織車床刀架轉(zhuǎn)盤進行生產(chǎn)工作的標準，是整個車床刀架轉(zhuǎn)盤機械加工工藝規(guī)程優(yōu)化設計工作的重要環(huán)節(jié)之一。

3結(jié)束語

車床刀架轉(zhuǎn)盤的三維工藝項目能夠大大降低企業(yè)的成本，從而增加企業(yè)的經(jīng)濟效益。企業(yè)的精益化生產(chǎn)才符合現(xiàn)階段時代的發(fā)展，才能夠緊緊跟隨智能化制造的步伐。在對車床刀架轉(zhuǎn)盤的機械加工工藝規(guī)程的優(yōu)化設計過程中，要做好對于零件的分析以及研究工作，通過對車床刀架轉(zhuǎn)盤零件的機械加工工藝進行優(yōu)化設計，制定好相關(guān)的零件機械加工工藝規(guī)程，才能縮短零件的生產(chǎn)周期，從而降低制造的成本以及提高了零件的精密度，對提高企業(yè)的勞動生產(chǎn)率以及降低勞動的強度都有著重要的作用。

作者:張克盛 單位:甘肅畜牧工程職業(yè)技術(shù)學院

參考文獻：

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關(guān)鍵詞：產(chǎn)品研制；制造企業(yè)；協(xié)同；MBD

在某些制造企業(yè)，尤其是科研院所，長期以來一直采用產(chǎn)研分離的產(chǎn)品科研生產(chǎn)體制，主要體現(xiàn)在設計所負責產(chǎn)品的設計需求、設計開發(fā)和試制、設計定型、工藝設計等工作，而生產(chǎn)廠則根據(jù)設計提供的圖紙、工藝路線及相關(guān)工藝文件進行產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。設計提供的通常都是二維圖紙和紙質(zhì)技術(shù)資料，工藝文件編制和生產(chǎn)過程中的二維圖形和三維數(shù)據(jù)模型都要重新繪制，使得工藝準備周期較長，這樣的串行工作模式也使得設計更改頻繁，設計效率低下，設計、工藝和制造部門間的溝通成本大，研發(fā)制造成本高。目前結(jié)合數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展方向，傳統(tǒng)的以數(shù)字量為主、模擬量為輔的協(xié)調(diào)工作法開始被全數(shù)字量傳遞的協(xié)調(diào)工作法代替，實現(xiàn)設計、工藝、制造的一體化協(xié)同管理模式，使產(chǎn)品研發(fā)的信息充分共享，縮短產(chǎn)品研制周期，降低生產(chǎn)成本，提升企業(yè)的競爭力。

1需求背景

傳統(tǒng)的產(chǎn)品研制通常是采用按順序作業(yè)的工程方法，企業(yè)的設計、工藝、檢驗、制造都是相互獨立的活動，前一個階段的工作完成后，后一階段的工作才能開始，組織和管理也都是圍繞這個思路展開，在設計階段，設計人員無法考慮制造工藝方面的問題，造成設計與工藝制造環(huán)節(jié)的脫節(jié)，設計方面的錯誤往往要在設計后期甚至是在制造階段才發(fā)現(xiàn)，只能返工重新設計生產(chǎn)，造成人力、物力、財務的浪費，同時產(chǎn)品質(zhì)量也無法保證。由此可見，企業(yè)產(chǎn)品設計環(huán)節(jié)至關(guān)重要，好的產(chǎn)品設計，不僅體現(xiàn)在優(yōu)越的功能和性能，更要便于制造，降低成本。傳統(tǒng)的研發(fā)設計過程面臨如下諸多問題。1）設計流程管理問題。設計、工藝、制造的串行流程使產(chǎn)品研發(fā)周期長、進度難以掌控，成本增加，由于缺乏產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理應用，因此資源共享性較差。2）三維數(shù)模應用問題。由于企業(yè)車間采用二維圖紙指導生產(chǎn)，而設計部門的三維設計應用越來越廣泛，設計部門需要將三維數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換為二維圖形，由于產(chǎn)品的復雜性，很多零部件需要多張2D圖紙才能表示完整的信息，工藝員和操作工需要花很多時間來理解圖紙，設計版本控制和更改的及時性得不到保證，這為后續(xù)的應用帶來不便。3）設計工具分散獨立。不同設計問題的設計過程中用到的軟件工具是分散獨立的，系統(tǒng)設計軟件之間存在不兼容問題，在一定程度上影響了三維數(shù)據(jù)模型在生產(chǎn)制造過程中的應用。產(chǎn)生上述問題的原因錯綜復雜，但根本原因之一是在設計時缺乏從整個產(chǎn)品生命周期考慮各環(huán)節(jié)的活動，考慮生產(chǎn)、交付周期、成本等要求，同時缺乏知識的積累與重用。因此，要求在設計階段盡早考慮產(chǎn)品生命周期內(nèi)所有的影響因素，工藝、檢驗、材料、質(zhì)量、制造、維修等。隨著目前新形勢下企業(yè)的快速發(fā)展，現(xiàn)有的研發(fā)模式難以滿足產(chǎn)品研制過程中的跨部門、跨單位協(xié)作的需求，必須對企業(yè)現(xiàn)有研發(fā)模式進行優(yōu)化和創(chuàng)新才能適應外部激烈的競爭環(huán)境。對標國外先進水平，歐美國家產(chǎn)品的研發(fā)以產(chǎn)品研發(fā)中心、協(xié)同工程環(huán)境和并行設計環(huán)境等為主要支撐，并行協(xié)同的研發(fā)模式是研發(fā)的主要發(fā)展趨勢。數(shù)字化協(xié)同研發(fā)技術(shù)是一種全新的研發(fā)模式，其核心是多專業(yè)的數(shù)字樣機，強調(diào)強耦合的快速設計和集成化的研發(fā)[1]。在國內(nèi)，大型制造企業(yè)的數(shù)字化技術(shù)也發(fā)展迅速，基于三維模型定義（ModelBasedDefinition，簡稱MBD）的數(shù)字化設計與制造技術(shù)已經(jīng)成為新的發(fā)展趨勢，三維數(shù)字化設計技術(shù)得到廣泛應用?；贛BD技術(shù)的產(chǎn)品定義標準和規(guī)范是實現(xiàn)全三維設計技術(shù)在設計工藝制造各個環(huán)節(jié)落地的基礎(chǔ)，也是協(xié)同設計的前提，其廣泛應用并行工程設計理念和方法，實現(xiàn)全生命周期數(shù)據(jù)管理，提高研發(fā)設計制造一體化，從而提高研制效率、縮短研制周期，減少研制成本。

2協(xié)同設計內(nèi)涵

協(xié)同設計是以數(shù)字化設計制造為基礎(chǔ)，設計、工藝和制造協(xié)同工作的生產(chǎn)模式。由計算機提供強大的建模和仿真環(huán)境，使產(chǎn)品的零部件從設計到工藝到生產(chǎn)及裝配過程各環(huán)節(jié)的內(nèi)容都在計算機上仿真實現(xiàn)，使產(chǎn)品研發(fā)的信息貫穿各個環(huán)節(jié)充分共享。協(xié)同設計研發(fā)模式是基于MBD的全三維數(shù)字化研發(fā)模式，用一個集成的三維實體模型來完整地表達產(chǎn)品定義信息，基于三維模型定義標準規(guī)范必須涵蓋設計的各類零部件，將設計信息（如三維尺寸標注）、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息、各種制造信息（如加工要求方法）共同定義到產(chǎn)品的三維數(shù)字化模型中，將模塊化設計理念應用到產(chǎn)品研發(fā)設計中，采用數(shù)字化手段，利用三維產(chǎn)品模型、工裝模型和三維工藝數(shù)據(jù)完全替代二維圖紙和紙質(zhì)工藝指令，成為生產(chǎn)現(xiàn)場指導工人工作的技術(shù)依據(jù)。協(xié)同設計包含數(shù)據(jù)協(xié)同和流程協(xié)同[2]。1）數(shù)據(jù)協(xié)同。數(shù)據(jù)協(xié)同既包括設計向工藝傳遞設計BOM、設計圖紙及文檔，工藝轉(zhuǎn)換為工藝BOM后，輸出工藝BOM、工藝路線、工時定額、材料定額等，將這些信息快速傳遞給制造環(huán)節(jié)，在制造環(huán)節(jié)加以生產(chǎn)所需的屬性后快速地進行采購和生產(chǎn)。同時，業(yè)務環(huán)節(jié)的物料屬性例如成本、庫存等共享給設計，設計人員在任何設計環(huán)節(jié)都能查詢到材料和零部件的成本、庫存信息，以提供設計成本核算或報價時使用。在各業(yè)務環(huán)節(jié)，特別是制造執(zhí)行環(huán)節(jié)能方便地查詢到設計文檔和設計信息，以提供生產(chǎn)作業(yè)指導，避免出錯。2）流程協(xié)同。流程協(xié)同包含銷售根據(jù)客戶對產(chǎn)品的需求和個性化描述，快速從市場營銷環(huán)節(jié)傳遞到研制設計環(huán)節(jié)，設計環(huán)節(jié)完成產(chǎn)品設計和工藝設計后迅速傳遞到生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)及檢驗環(huán)節(jié)，生產(chǎn)部門根據(jù)確認的產(chǎn)品設計參數(shù)組織加工生產(chǎn)產(chǎn)品，在訂單交期范圍內(nèi)將產(chǎn)品按質(zhì)按量地交付給客戶，最后進行相關(guān)倉庫、賬款、成本核算等業(yè)務處理。其次，流程協(xié)同體現(xiàn)在設計變更時各環(huán)節(jié)的快速決策和執(zhí)行，發(fā)生設計變更需求時，首先在要進行變更分析，此時就要與業(yè)務協(xié)同，分析變更的影響度，對客戶或?qū)Ξa(chǎn)品。其次設計變更帶來的設計BOM、工藝BOM、設計及工藝的變更不但要把變更的物料、PBOM、工藝信息傳遞給制造，還要把對庫存的處理、制造的處理、檢驗調(diào)試的處理、采購的處理、成本的處理通知到各業(yè)務環(huán)節(jié)，保證業(yè)務部門進行相應的業(yè)務處理。

3協(xié)同設計的目標

改變傳統(tǒng)的設計研發(fā)模式，以數(shù)字樣機為核心，實現(xiàn)單一數(shù)據(jù)源的協(xié)同設計并行工作模式，保證設計和制造流程中數(shù)據(jù)的唯一性。將全三維數(shù)字化產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)MBD推廣到企業(yè)產(chǎn)品設計的各個階段，將數(shù)據(jù)管理和流程管理延伸到產(chǎn)品設計的各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)產(chǎn)品快速設計，達到設計的標準化和規(guī)范化，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上，提高研制效率，縮短研制周期，降低企業(yè)成本，推動企業(yè)從傳統(tǒng)研制模式向數(shù)字化研制模式的轉(zhuǎn)變，同時實現(xiàn)產(chǎn)品設計知識和經(jīng)驗的積累和重用，加強知識管理和利用的手段，促進產(chǎn)品的創(chuàng)新設計。

4結(jié)語

數(shù)字化協(xié)同研發(fā)模式以并行工程為核心思想，是對傳統(tǒng)研制工作及流程的優(yōu)化和創(chuàng)新。利用協(xié)同研發(fā)平臺進行產(chǎn)品研發(fā)的技術(shù)狀態(tài)管理模式，可以滿足多型號多批次產(chǎn)品的全生命周期數(shù)據(jù)管理需求，形成網(wǎng)絡化、數(shù)字化、集成化的多級協(xié)同工作能力，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，降低企業(yè)成本，適應產(chǎn)品系列化快速研制的發(fā)展趨勢，加快對市場的響應速度，從而提高企業(yè)核心競爭力。在實際運用中，建議可以借鑒國內(nèi)外相關(guān)成功經(jīng)驗，盡快開展適應企業(yè)的協(xié)同設計建設，提升企業(yè)的核心競爭力，推動企業(yè)發(fā)展。

參考文獻

[1]萬家嗣.協(xié)同設計理論及其應用研究[D].武漢：武漢理工大學，2002.

篇10

CAD/CAE一體化技術(shù)在鑄造過程的應用已成為鑄造技術(shù)發(fā)展的一個顯著特點。鑄造工藝CAD的開發(fā)基本上涉及所有的CAD軟件，包括各種材料，各種鑄造類型、數(shù)據(jù)庫等，可以說是全方位立體式發(fā)展。目前國內(nèi)基于三維CAD軟件的鑄造工藝CAD的研究還很不成熟，有待進一步的發(fā)展。

一、CAD/CAE技術(shù)在球墨鑄鐵件工藝設計中的應用

CAE技術(shù)被應用在鑄鋼件，擁有大量準確的判據(jù)，可以判定鑄造凝固過程階段的縮孔和縮松等缺陷，但由于球墨鑄鐵其特殊的糊狀凝固，限制了球墨鑄鐵鑄造過程CAE技術(shù)應用。

針對球墨鑄鐵的特殊性開發(fā)了專用模塊解決球墨鑄鐵CAE技術(shù)的準確性問題，模擬球墨鑄鐵凝固過程中的收縮與石墨化膨脹的禍合作用結(jié)果上己經(jīng)達到了應用程度。針對球墨鑄鐵件在工藝設計過程中的困難，提出將CAD/CAE技術(shù)應用到工藝的設計過程中，并開發(fā)專用的球墨鑄鐵設計系統(tǒng)，以滿足CAE模擬和CAD設計時的需要，提高設計成功率，減少設計周期。

二、鑄造CAE數(shù)值模擬理論和CAD參數(shù)化造型技術(shù)

熔融的金屬充型與凝固過程為高溫流體于復雜幾何型腔內(nèi)作有阻礙和帶有自由表明的流動及向鑄型和空氣，的傳熱過程。該物理過程遵循質(zhì)量守恒、動量守恒和能量守恒定律。

鐵合金鑄件的性能易受冶金方法和工藝條件的影響。鑄件的顯微組織和機械性能不僅取決于熱流動，還取決于以下參數(shù)：合金成分、基本金屬處理、微量元素和雜質(zhì)的數(shù)量、孕育處理方式、孕育材料的數(shù)量和種類、孕育方法、沉積相的生長動力和冷卻條件決定實際的微觀組織。因此必須研究凝固，疏松的形成和固態(tài)轉(zhuǎn)變，這些共同影響鑄鐵零件機械性能的因素。

Pro/Engineer是目前世界上最流行的三維機械CAD軟件之一，本文選擇其做為CAD平臺，完成鑄件的三維實體建模，以及二次開發(fā)其族表功能，實現(xiàn)墨鑄鐵件鑄造工藝CAD/CAE系統(tǒng)中澆冒補縮系統(tǒng)的三維模型的自動建立。

三、球墨鑄鐵件鑄造工藝CAD/CAE系統(tǒng)

CAE技術(shù)作為球墨鑄鐵件鑄造工藝CAD/CAE系統(tǒng)和CAD工藝設計的參數(shù)依據(jù)。鑄造工藝集成化工藝設計，是在整個工藝設計過程中，利用CAE技術(shù)確定鑄造缺陷的位置、類型等，再進行有針對性的工藝設計，減少了傳統(tǒng)方法中對鑄造經(jīng)驗的依賴。利用球墨鑄鐵件鑄造工藝CAD/CAE系統(tǒng)提供設計參數(shù)和進行澆冒補縮系統(tǒng)建模模型，同時應用CAD造型技術(shù)實現(xiàn)設計的三維造型。

利用CAD技術(shù)對鑄件進行三維實體造型，并進行分型面設定、最小鑄出孔、拔模斜度等必要的工藝處理。設定澆注溫度，澆注時間等工藝參數(shù)。在整個系統(tǒng)中，CAE平臺是為設計工藝提供判斷依據(jù)，為球墨鑄鐵鑄造工藝CAD/CAE系統(tǒng)提供部分參數(shù)。球墨鑄鐵件鑄造工藝CAD/CAE系統(tǒng)就是CAD與CAE之間的紐帶，為兩者提供參數(shù)和模型。

球墨鑄鐵件鑄造工藝CAD/CAE整個系統(tǒng)是由五個模塊和一套依靠Pro/E二次開發(fā)的CAD造型系統(tǒng)構(gòu)成的，包括澆注系統(tǒng)設計模塊，補縮系統(tǒng)設計模塊，球磨鑄鐵數(shù)據(jù)庫，鑄造材料數(shù)據(jù)庫和鑄造工藝數(shù)據(jù)庫。

四、球墨鑄鐵件鑄造工藝CAD/CAE系統(tǒng)應用

隨著計算機技術(shù)在鑄造行業(yè)得到迅速的發(fā)展，借助鑄造CAE軟件可對鑄造的充型、凝固過程在計算機上進行模擬，鑄造工業(yè)中采用計算機模擬技術(shù)可以縮短產(chǎn)品試制周期，降低生產(chǎn)成本及提高材料利用率。筆者利用鑄造工藝CAE技術(shù)，應用球墨鑄鐵件鑄造工藝CAD/CAE輔助系統(tǒng)，集成鑄造CAD技術(shù)，設計并優(yōu)化工藝。

借助鑄造CAE技術(shù)對鑄造工藝進行重新設計。對未添加任何澆冒系統(tǒng)的鑄件進行簡單的凝固模擬，以獲得凝固缺陷的狀態(tài)。球墨鑄鐵鑄造工藝CAD/CAE系統(tǒng)的計算功能能滿足不同材質(zhì)，不同類型材料澆注和補縮系統(tǒng)的計算，參數(shù)準確。數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)滿足設計需要。Pro/E二次開發(fā)的族表大大提高了造型速度，并將參數(shù)標準化。系統(tǒng)與CAE和CAD結(jié)合緊密，能完全滿足為CAE和CAD提供參數(shù)的要求。

五、結(jié)束語

筆者在本文中以球墨鑄鐵件的鑄造工藝為研究對象進行開發(fā)研究。以Pro/E作為CAD造型和二次開發(fā)的平臺，應用Pro/E的參數(shù)化設計功能和族表開發(fā)工具，開發(fā)出球墨鑄鐵件鑄造工藝CAD/CAE系統(tǒng)。系統(tǒng)能為不同類型的CAE和CAD平臺提供參數(shù)，可移植性強。系統(tǒng)針對球墨鑄鐵開發(fā)，將成套的CAD/CAE集成式的設計方法引入到球墨鑄鐵的工藝設計中。