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浅析数字工程浅析数字工程 浅析数字工程浅析数字工程 达索系统中国 DELMIA产品线 刘蔚明 摘要摘要：为实现“数字样机”到“数字工程”，必须要有一套系统其能够充分利用“数字样机” 摘要摘要 的三维数据，实现在三维基础上的 3D工艺规划，并对零件的加工过程、产品的装配过程、生 产的规划进行 3D模拟并验证。 第一章 第一章 数字样机与数字工程数字样机与数字工程 第一章第一章 数字样机与数字工程数字样机与数字工程 对产品开发活动而言，简单地可概括为三个问题：P-Product“造什么-WHAT”； P-Process“怎么造-HOW TO MAKE”；R-Resources“用什么造-With What”。对原始个体手 工能完成的简单产品，如弓箭，我们靠个人 “手艺”完成，并将 “手艺”传递给后人；对于 复杂、需要多人完成的产品，如车船，为使他人能理解并制造出我们所需的产品，我们必须 提供足够的信息来对其进行描述，用以交流、理解。 我们生活的世界是三维世界，所见、所用、所接触的物体皆为三维的。以往，我们只能 将三维的物体，以不同视角作平面投影，用 2 维方式表达，从而得到 “设计图纸”；工人根 据二维图纸，读图、理解后加工回三维零件，这就回答了第一个问题 “造什么-WHAT”；由于 零件或装配件的制作方法要采用一定的规则，从而有了描述加工或装配过程的 “工艺”（其 对应的英文 “Procss”就是过程的意思），这就回答了第二个问题 “怎么造-HOW TO MAKE”。 在实现产品加工或装配的过程中，要涉及到工具、工装、人员、设备等 “资源”，故工艺中 必须包含对这些 “资源”的使用描述和管理，这就回答了第三个问题“用什么造- WITH WHAT”。 当我们完成一个产品设计时，我们会生成一个 “EBOM”，即工程材料表，其包括了零件、 装配件、外购件及其对应信息（图纸、文件、材料等等）；而要完成这产品的制造，我们还 需要生产这些零件、装配件、外购件的工具、工装、人员、设备等，及其对应信息（图纸、 文件、材料等等），这就是生产所需的 “MBOM”（制造材料表）。 随着计算机技术的飞速发展，为提高画图效率，人们进行了 “甩图板工 ”，实现了计 算机辅助二维设计（绘图更确切）；进而升级到计算机辅助三维设计，人类终于可以在 自己 生活的三维世界，描述所需的三维产品了-即在计算机数字模拟的环境中生成一个个三维 “软 零件或部件”并合成（不能叫装配）一个三维产品，既 “数字样机”。 然而，要将计算机生成的三维 “软零件”转化为 “硬零件”（实物），还必须将其加工 出来--或者用材料堆积成型，或者将材料去除成型；而如何成型，是否能成型，用什么帮助 成型，工艺部门必须要对其作生产和工艺规划，以便加工者按指令用某个设备将其实现为实 物。零件的工艺已如 复杂，那将成千上万个零件装配成部件、产品其工艺就更为繁复。计 算机模拟的 3 维环境中合成的 “数字样机”，要实现实际的装配，我们还须描述各零部件的 装配关系、装配顺序、可视性、可达性及用何种工具、工装、或借助何种设备（如机器人）， 这样才能为生产制造部门提供所需的指令。由于产品多种多样，加工、装配的方法千差万别， 所以各企业采用的工艺也就各有千秋，种类繁多。对一个企业而言，培养一名优秀的设计师 要3~5时间，而培养一名优秀的工艺员要 8~10年的时间--他不仅要有理解设计意图的能力， 还需了解企业的加工能力，和各种各样工艺的经验。对一个产品开发而言，如果用百分比来 划分，设计阶段占20－30%，加工阶段占20－30%，而工艺阶段达到 40－60%。可见工艺工 的能力对企业生存的重要性。 伴随计算机技术诞生的软件工程、数字化工程、互联网等技术的广泛应用，很多的企业 在产品开发阶段引入了 CAD/CAE/CAM/CAID/PDM等系统；在制造上采用了机器人、各种数控床、 自动生产线等设备；在开发和生产管理上使用 MIS/ERP/PLM/CIMS等等软件；企业的产品开发 能力和加工能力有了极大的提高。 然而，人们遗憾的发现上述系统带给企业的制造能力和与之相关的生产调整能力并没产 生相应的提升效果，因为，开发部门的 “数字样机”数据