鈑金設(shè)計(jì)加工系統(tǒng)的構(gòu)建與優(yōu)化

目前市場上已有很多款鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，如TopSolid、SolidWorks、Pro/ENGINEER、SolidEdge、UG、Inventor、MDT和AutoCAD等。但由于鈑金產(chǎn)品設(shè)計(jì)的后續(xù)流程較多，現(xiàn)有的很多軟件都只能滿足其中的一、兩項(xiàng)功能，鈑金企業(yè)在軟件選擇方面往往不知所措，對(duì)于經(jīng)常遇到的問題找不到合適的解決方案。本文根據(jù)作者的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)和一些客戶反饋信息，對(duì)三個(gè)典型常見問題進(jìn)行討論，提出具體解決方法，希望能給廣大鈑金企業(yè)帶來幫助。

 一、引言

　　現(xiàn)代企業(yè)對(duì)三維技術(shù)的廣泛應(yīng)用，不僅為鈑金產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)提供了一個(gè)平臺(tái)，還提供了一些物理數(shù)據(jù)，如耗材、材料利用率及成型分析等，為企業(yè)快速報(bào)價(jià)、生產(chǎn)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。三維軟件的功能日益擴(kuò)展、完善且種類繁多，鈑金企業(yè)在軟件選擇方面往往不知所措，對(duì)于經(jīng)常遇到的問題找不到合適的解決方案。

　　作者根據(jù)多年的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)和客戶的一些反饋，總結(jié)出了如下幾個(gè)典型問題：

　　選擇適合的展開軟件，提高鈑金設(shè)計(jì)效率；

　　材料定額管理和工時(shí)定額管理；

　　鈑金設(shè)計(jì)生產(chǎn)系統(tǒng)不夠統(tǒng)一，子功能彼此分離。

　　二、解決方案

　　1. 選擇合適的展開軟件，提高鈑金設(shè)計(jì)效率

　　現(xiàn)在市場上已有很多款鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，如TopSolid、SolidWorks、Pro/ENGINEER、SolidEdge、UG、Inventor、MDT和AutoCAD等。這些軟件都能夠很好地達(dá)到企業(yè)對(duì)鈑金產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求，但是純粹的零件造型對(duì)于鈑金設(shè)計(jì)是不夠的，它還涉及到零件的展開，特別是復(fù)雜零件的展開，而展開是鈑金產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)過程中最重要的環(huán)節(jié)之一。

　　（1）問題描述

　　設(shè)計(jì)人員在鈑金結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中必須要考慮這個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能不能展開，鈑金結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，這方面需要考慮的因素也隨之增多。如果在鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后發(fā)現(xiàn)鈑金無法展開，或在展開時(shí)壓縮或刪除了零件應(yīng)有的特征，設(shè)計(jì)人員只好根據(jù)特征樹上的錯(cuò)誤提示進(jìn)行更改，更嚴(yán)重的是有時(shí)需要重新建模，這種情況將嚴(yán)重影響設(shè)計(jì)效率。

　　（2）問題解決

　　采用瑞典FCC公司的AutoPOL（專業(yè)鈑金展開軟件）系列產(chǎn)品對(duì)鈑金結(jié)構(gòu)件進(jìn)行展開，可以很好地解決這類問題。設(shè)計(jì)者可以在AutoPOL環(huán)境下進(jìn)行零件設(shè)計(jì)，也可以與 SolidWorks、Inventor、AutoCAD和MDT進(jìn)行交互式設(shè)計(jì)，甚至可以直接從軟件中提取或輸出模型到其他軟件中，更方便的是，該系統(tǒng)對(duì)其他三維設(shè)計(jì)軟件（如Pro/ENGINEER、UG和SolidEdge等）提供Step、Sat、Igs文件接口。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中只需要考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是否合理，而不用考慮其他問題，可以把節(jié)省下來的70％－80％時(shí)間用于提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

　　2. 材料定額管理和工時(shí)定額管理

　　很多鈑金企業(yè)已經(jīng)實(shí)施了PDM和ERP系統(tǒng)，基本解決了產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作流程的管理問題，使其更加安全、快捷和高效，也確保了產(chǎn)品數(shù)據(jù)的完整和統(tǒng)一。但是，ERP、PDM軟件在鈑金企業(yè)的運(yùn)作過程中會(huì)存在一些斷層流程和冗余流程，阻礙了ERP、PDM軟件潛力的發(fā)揮。

　　（1）問題描述

　　通用ERP、PDM軟件，一般可按照訂單、設(shè)計(jì)、工藝及生產(chǎn)制造等流程向下進(jìn)行，而鈑金企業(yè)的流程中有BOM表映射和變異的過程，從以客戶分類的OBOM（Ordering Bill of Material，即訂單BOM）變異成以材料分類的BBOM（Buying BOM，即采購BOM）和MBOM（Manufacturing BOM，即生產(chǎn)BOM），以及材料聚類、歸類等問題，如果按通用ERP、PDM軟件流程直接進(jìn)行，勢必會(huì)造成流程冗余和材料浪費(fèi)。另外，傳統(tǒng)企業(yè)按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算工時(shí)定額，有主觀性、隨意性，往往會(huì)出現(xiàn)很大偏差，容易造成一些不公平的現(xiàn)象。

　　（2）問題解決

　　BOM表的變異從OBOM開始，經(jīng)過排樣軟件 AutoNEST、ProNEST及SigmaNEST，生成EBOM（Engineering BOM，即設(shè)計(jì)BOM）、PBOM（Planning BOM，即工藝BOM）。對(duì)不同的EBOM中，材質(zhì)規(guī)格等特性相同的材料進(jìn)行歸類合并，再根據(jù)庫存裕量規(guī)則進(jìn)行購買，輸出BBOM。PBOM經(jīng)過調(diào)度安排形成生產(chǎn)計(jì)劃單，映射成 MBOM。這樣就優(yōu)化了流程，節(jié)約了時(shí)間和材料，ERP、PDM給企業(yè)提供了完備的數(shù)據(jù)信息平臺(tái)，對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理挖掘，可以得到相對(duì)準(zhǔn)確的工時(shí)定額。

　　工時(shí)定額中的關(guān)鍵部分就是加工時(shí)間的確定，對(duì)于以數(shù)控設(shè)備為主的鈑金企業(yè)，可以對(duì)G代碼進(jìn)行文本數(shù)據(jù)挖掘，計(jì)算出加工時(shí)間，再加上相應(yīng)的準(zhǔn)備時(shí)間、輔助時(shí)間等，就可以得到相對(duì)準(zhǔn)確合理的工時(shí)定額。

　　3. 鈑金設(shè)計(jì)生產(chǎn)系統(tǒng)不夠統(tǒng)一，子功能彼此分離

　　市場上有很多通用設(shè)計(jì)軟件，適用的行業(yè)廣，能夠滿足大多數(shù)企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造要求。通過這些平臺(tái)內(nèi)部數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的特點(diǎn)，使產(chǎn)品在從設(shè)計(jì)到加工代碼生成的過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)都關(guān)聯(lián)在一起，從而提高了生產(chǎn)效率。

　　但是鈑金行業(yè)有其特殊的工藝流程，如圖1所示。

　　本文推薦了鈑金設(shè)計(jì)加工系統(tǒng)構(gòu)建的常用軟件，使用專用軟件解決了鈑金某些方面的具體問題，也介紹了集成鈑金設(shè)計(jì)生產(chǎn)的綜合軟件。同時(shí)也根據(jù)作者的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)和一些客戶反饋信息，對(duì)三個(gè)典型常見問題進(jìn)行討論，提出具體解決方法，希望能給廣大鈑金企業(yè)帶來幫助。