第二章  系列化产品CAD系统

【本章摘要】本章主要叙述了系列化产品CAD系统的应用设计概况，从系列化产品CAD系统的主要解决问题、特点、方法及其在企业中的应用价值。

2.1  企业对产品CAD系统的需求

随着计算机应用技术在企业中的普及发展，特别是对一些具有设计功能的企业来说，CAD技术的应用对传统的产品设计方式发生根本性的变革，为产品设计的变革提供了重要的手段。应用CAD技术能够提高产品设计工作效率，缩短设计周期，加快产品的更新换代；有利于产品标准化、系列化、通用化。CAD技术已定为我国“九五”期间重点推广的技术。

对于产品设计型全业，CAD技术的应用，更偏向于产品的系列化与CAD的设计与信息管理。对于中小型企业，有以下问题急需解决：

1、设计的科学性差。设计一种产品，须要进行大量的科学计算，而手工计算只能局限于设计方法的简化法，对于一些精确的方法，无能为力，这样使得设计结果科学性差。

2、信息管理混乱。对设计型的企业来说，企业对信息，即产品图纸信息的管理依赖图纸管理人员对物理图纸的某些特定编号而进行分类管理。这对于很少量的图纸来说，是可行的，但是，如果图纸数量增多，图纸的特征信息增多，对图纸进行有效的管理和图纸的保存就变的很困难。

3、重复劳动量大．信息很难实现共享。在单纯的物理图纸上，实现信息共享是不可能的；特别是对一些结构相同或相似的图形或局部图形，不能进行信息共享，而仍旧需要进行极浪费的重复劳动。

4、设计效率低，产品周期长。仅从设计的角度来说，主要在于手工计算、手工绘图、图纸修改、图纸传递和过程确认等复杂工序。应该充分发挥分工与合作精神，流水线的工作方式。

上述问题也是一个传统手工型设计企业在面对计算机技术广泛应用的一个严峻的挑战，如果不能有效解决上面的问题，充分发挥计算机应用技术，并与企业实际情况相结合，企业的效率就不能从根本上提高，就难以在竞争日益激烈的市场经济下生存。

2.2  一般解决方法：

对于设计型企业，引入CAD技术以后，针对其面临的问题，有以下的解决方法：

1、产品特征数据的设计计算机化。也就是利用计算机能够快速地完成大量复杂数据的计算处理，这对手工计算来说，是不可想象的，特别是对一些多次迭代的方程或方程组、多次求导函数的方程及方程组以及一些奇异函数（如幂次函数、根函数等），具体的求解方法很多：如Lagrange和Newton插值法、Adams插值法和Runge-Kutta法等。

2、随着数据库技术的不断发展，特别是工程数据库的理论与实际应用的不断发展与探索，结合管理系统（MIS系统）的广泛应用，越来越多的CAD系统对数据库的支持也越来越强大。在CAD系统中开发信息管理系统，建立特征信息的工程数据库，系统通过ODBC接口连接工程数据库，通过对特征信息（例如图纸中的图号、图目等）的操作，达到快速实现信息查询与信息的增加、删除及更新等等。

3、对产品的设计图纸过程计算机化，即根据产品的具体设计过程，对产品进行参数化建模，通过对数据模型进行参数传递，从而实现参数化驱动；或者根据面向对象的思维，把产品的特征封装起来，成为一个对象，从而实现产品集成化；而通过建立并操作智能图元，将传统的绘图提升为拼图，进一步提高了CAD系统的智能化。

4、企业信息存储电子化，利用数据库的存储技术和电子文件的形式对企业信息进行有效的存储，而不是依赖于传统的物理图纸：再利用居域网管理和办公自动化技术，实现企业信息的共享和有效的控制管理。通过居域网中信息的传输，实现设计过程一体化，使企业内部合理分工与协调合作，将会大大提高企业的工作效率和有效的管理。

这是对于系列化产品CAD系统的一般要求，当然，针对具体需求的企业，要具体分析上述的一般需求转化为企业中的具体需求。

2.3  系列化产品CAD的特点

从企业的角度来说，利用计算机技术，将企业的产品设计流程与企业管理有效地结合起来（图2-l)，实现企业管理与产品设计一体化。从系统实现的角度来说，是将CAD系统、信息管理系统和工程数据库在网络上的结合，见图2-2，产品CAD系统包括产品信息管理系统和CAD的二次开发系统，特点突出：

1、具有的普通MIS管理系统对企业信息的管理功能，但是能对共享和控制设计过程的信息，这是一般管理系统做不到的。

2、系统也是通过ODBC通用开放接口连接网络数据库的，但是，网络数据库不是通常类型的数据库，而是工程数据库，目前还是处于研究与发展中，最简单且常用的是关系型的工程数据库，用数据库字段去描述工程信息，详细见第5章。

3、系统是将产品设计与企业管理的有机结合，而不是传统的企业管理与产品设计的分离。在产品设计部分，将一些特征信息传给信息管理部分，系统也可以向产品设计部分发出控制命令，干涉其设计过程，其目标是实现管理与设计一体化。

2.4  系列化产品CAD系统的应用价值

如前所叙述，系列化产品CAD系统具有信息管理功能与产品设计的功能，并且，还使二者之间的信息进行互相交流。

首先，有效地管理企业中的资源信息，将资源合理分配，减少人工消耗，提高管理效率。

其次，针对企业的系列化产品，作为新产品开发的有效辅助工具，不仅大大提高了公司新产品开发能力，而且实现了产品结构的合理化，大大降低了生产成本，提高市场竞争力。

最后，把企业管理与设计技术有效地结合起来，使设计人员能够与管理人员进行信息交流，使管理人员紧密联系技术设计，同时，设计人员也具有全局观，不是仅仅为设计而设计。

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