不會錯的3D CAD的選擇方法是什么?(土橋美博)

發布日期: 2023-09-12

我們整理了推進項目所需的工作及其工作程序。
通過該程序能夠推進項目工作,但受內部因素(公司內部)和外部因素(公司外部)的影響,項目工作可能未按預計工時進行,或者因其他工作的負荷狀態較大地影響了該工作的進度。需要公司外工作的情況下,還存在供應商沒有按預期工作的情況。這樣,各種因素致使項目工作延誤。
因此,必須設定“階段性目標”,檢查項目當前處于何種狀況,確認項目的進度。
具體地將從以下幾個角度進行介紹。
在機械加工和設計中,我們整理了推進項目所需的工作及其工作程序。

 

進度狀況確認
  • 工作進度狀況(時間表、工時、內容)是否存在問題?
  • 工作包中是否存在日程變更或工作優先順序的變更?
  • 工作的目標成果物沒有問題吧?
  • 是否需要改變工作?

每個階段性目標都要向項目利益相關者匯報情況。重要的利益相關者是為項目提供人、物和財的管理層,是對項目抱有期望和不安的員工。對于此類項目,需要的是透明,而不是保密。

如果在階段性目標(或日常進度績效管理)中出現明顯的延遲,就要修正更改計劃。在一個項目中,一般會創建日程計劃或工作工序表,并根據該表進行管理。

 

甘特圖常被用作此類項目的計劃表。甘特圖需要以下項目。

甘特圖所需的項目
  • 通過WBS細分了的工作包中的工作項目
  • 工作包的負責人
  • 開始日?結束日

基本上,縱軸描述工作項目和負責人,橫軸描述開始日、結束日、期間、進度狀態等。根據這個甘特圖,能夠檢查各階段性目標的進度狀況,如果需要修改變更,則追加修改變更。

 

創建甘特圖通常使用Microsoft 的 Excel 和Microsoft的Project一類項目管理專用工具等。通過回顧每一個階段性目標,具有如下優點:

階段性目標的優點
  • 可以查看當前的進度狀況
  • 可有助于驗證今后的推進方法

 

采用這種推進方法方式,項目從開始日到結束日,都會設定期間地向前推進。
在機械加工和設計中,采用這種推進方法方式,項目從開始日到結束日,都會設定期間地向前推進。

 

了解3D CAD意味著什么

使用 2D CAD 的企業和 CAD 管理者經常被 CAD 制造商和分銷商介紹 3D CAD 產品。即使2D CAD已經足夠應對工作使用,對3D CAD的興趣不大,但當3D CAD制造商和經銷商告訴我們“未來是3D CAD時代”,并親眼看到他們的精彩演示時,對3D CAD的興趣還是會增加,從而產生引進的想法。但是,僅憑這種興趣并不能成功引進 3D CAD。

重要的不是以使用3D CAD為目的,而是要明確為什么要引進3D CAD這一引進目的。這個目的也因公司不同而不同,并不統一。選擇 3D CAD 時的評估選擇項目 3D CAD 也是如此。

根據這些評估選擇項進行選擇工作稱為基準測試。

 

2D CAD使用的現狀分析
1. 裝置構成
即使在使用 2D CAD 的設計中,設計人員本人會根據按功能劃分的組件、構成該組件的子組件及其附屬的零件來有意識地進行詳細設計。在這種情況下,可以示出圖1所示的分層結構。
在機械加工和設計中,即使在使用 2D CAD 的設計中,設計人員本人會根據按功能劃分的組件、構成該組件的子組件及其附屬的零件來有意識地進行詳細設計。
2. 零件表

基于以上構成的思路,進行詳細設計,創建零件圖和物料清單,并出圖。出圖中,圖1中虛線包圍的部分被提交到下一個工序。 這個物料清單一般是圖2所示的單層(平面)的,沒有層次結構。有的公司也有包含加工工序在內的分層的物料清單結構。

2D CAD利用裝配圖中的零件構成表將零件編號、零件名、型式、材質、人員數量輸出到下一個工序系統(例如:生產管理系統)。

在機械加工和設計中,基于以上構成的思路,進行詳細設計,創建零件圖和物料清單,并出圖。

 

3. 數據管理?沿用設計

2D CAD 中使用的 CAD 數據管理方法各種各樣。作為一種設計方法,往往是做沿用(轉用)設計,而不是每次都進行新設計。

沿用(轉用)設計
  • 按產品編號進行的管理
  • 按裝置領域?機型進行管理
  • 修訂圖紙的管理方法
  • 沿用源數據的管理
  • 沿用目標的管理

 

4. 圖紙的使用方法

作為設計的成果物的組裝圖紙、零件圖紙和物料清單并非是僅設計所有的資產。零件加工中使用零件圖是不言而喻的,但在制造和裝配部門,有時不僅會看到裝配圖,還會看零件圖來確認零件形狀。還會為了參考這些而使用物料清單。此外,圖紙有時也被用于工作指示書、質量保證相關材料和手冊中。

圖紙的使用方法
  • 設計的工作流程
  • 設計成果物的管理方法
  • 設計成果物在設計部門以外的使用內容
  • 設計部門以外的部門工作流程

這些可以通過作為項目工作之一的工作流分析來創建工作流程圖,實現可視化,同時還能看到各工作流程中的問題、數據管理方法中的問題。

 

問題

一般企業會存在如下問題。

一般問題
  • 2D CAD中看不到設計步驟、意圖
  • 出現因移動的子組件(組件)所產生的干涉
  • 發生設備干涉
  • 沒有正確地進行修訂
  • 零件圖的修訂和裝配圖的修訂不匹配。
  • 沿用源因人而異
  • 因沿用源的修改而無法向沿用目標擴展
  • 2D CAD 中看不到詳細的裝配狀態
  • 使用2D CAD 數據,客戶無法理解
  • 銷售難以使用

 

 

3D CAD的使用問題

在這些問題中,作為工具單純地從2D CAD切換到3D CAD,并不能解決問題。工作流程、管理方法、系統中有無問題、為了用3D CAD解決問題所需的設計思路、CAD功能是什么,需要考慮這些問題后選擇可以實現它們的3D CAD。

在機械加工和設計中,在這些問題中,作為工具單純地從2D CAD切換到3D CAD,并不能解決問題。

 

 

評價選定項目

3D CAD選定的要點如下。

1. 零件模型的特點

? 有歷史記錄的:特征樹庫或歷史庫記錄
特征樹庫具有建模步驟作為的歷史記錄,而歷史記錄具有用于實施是將特征3D化的稱為特征的方法和參數(變量/數值)。 因此,根據歷史記錄,能夠按照模型創建步驟更改零件的模型形狀,并且通過使用參數化方法更改標準零件模型,能夠創建和參數配置模型。還擅長復雜形狀的建模,但數據容量可能很大。
? 無歷史記錄的:非沒有特征庫樹或非沒有歷史庫記錄
非沒有特征庫樹的模型就只有最終的形狀數據。因此,沒有非特征庫樹的數據的特點是數據容量小于有特征庫樹的數據。能夠進行直觀的建模,例如直接選擇一個面并對使其擴展拉伸或收縮壓縮。雖然不擅長曲面那樣的復雜形狀的建模,但設備和裝置中很少有具有曲面的零件,并且多是零件數量多的大型組件,因此數據容量小的非沒有特征庫樹的模型比有特征庫樹的模型有優勢。

 

2.組件模型的特征

裝配模型的特征雖然與上面提到的有歷史記錄的和無歷史記錄的有關,但在此將其作為組件的特性進行總結。
? 有約束條件(有歷史記錄)
按照數值和幾何條件創建組件。由于組件上的零件之間存在數值約束關系,因此常被評價為有時會被認為,設計意圖除了組件設計負責人以外的其他人也都易于理解。由于有數值和幾何依據,因此使用關系式進行設計,并能夠很方便地改變組件的狀態(例如:子組件的位置),很方便,但是如果不注意關系式的構建方法,設計負責人以外的其他人就很難理解,在沿用設計時變更零件的情況下,可能會出現組件錯誤。
? 無約束條件(無歷史記錄)
在沒有數值、幾何條件的狀態下創建組件模型。在組件上設計零件,但該時點并非作為獨立的零件獨立。為了使其變成獨立的零件,需要實施零件化的工作。雖然會像使用2DCAD那樣由設計人員作為零件繪制線條,但也可以說類似于零件圖化的工作中的從裝配圖中分解出零件圖的作業。雖然能夠實現高度自由的設計,但由于僅有組件模型的最終狀態的數據,因此有時被認為除了組件設計負責人以外的其他人難以理解設計意圖。一方面,是因為組件沒有約束條件,因此也被認為組件數據較少。在標準典型的組件的情況下,能夠針對零件之間的關系另行設定參數。

設計時需要考慮自己公司的產品的特長和產品設計的特點,確定使用研究有歷史記錄和無歷史記錄哪個更好。

 

3. 數據的兼容性

3D CAD有作為用于在計算機中呈現3D形狀的引擎的內核。除了部分CAD功能外,無法在內核不同的3D CAD之間,除了部分CAD能力外,都無法直接傳遞數據。

3DCAD產品及其內核
  • CATIA:獨家
  • Creo Parametric :獨家
  • NX:Parasolid
  • SOLIDWORKS:Parasolid
  • Creo Elements/Direct Modeling:獨家
  • Autodesk Inventor:ACIS
  • Solid Edge:Parasolid
  • TOP Solid:Parasolid
  • iCAD SX:獨家
  • IRONCAD:Parasolid和ACIS雙核

在不同的3D CAD之間交換數據時,以IGES、STEP等中間文件傳輸數據是主流。 IGES被 ANSI(美國國家標準協會)承認的規格,而 STEP 是被 ISO 標準化的國際標準規格。但是,在使用中間文件時,可能無法從接收到的中間文件正確再現 3D 模型,需要在導入后進行更正。

如果需要與公司內外的不同的 3D CAD 環境之間交換數據使用,則需要確認其數據的匹配性。另外,要確保CAD功能具有中間文件導入功能和導出功能,部分產品還具有直接從其他公司的CAD進行導入的功能(但需要其他公司的CAD的license)。如果能有效使用它們,還需要對此進行評估。

 

4. 2D圖紙制作功能

對根據3D 模型制作 2D 圖紙的功能進行評估。即使不需要用PDF輸出等,即使沒有紙張輸出的必要性,也不能說但在公司外,只用3D模型來制作加工零件的基礎設施也不能說已經到位完善了,因此需要對制作2D圖紙的功能進行評估。

2D圖紙制作功能
  • 剖面顯示功能
  • 尺寸公差/幾何公差/ISO 公差? 輸入功能(符合JIS / ISO)
  • 文本輸入功能的功能性

此外,當根據3D CAD 模型制作 2D 模型時,可以將其作為另一個文件進行管理,也可以在一個文件中進行管理而不是作為另一個文件進行管理。重要的是決定使用方法,即是使2D CAD數據為正數還是使3D數據為正數。

 

5. 操作性

多數 3D CAD 的操作系統支持 Windows,3D CAD 操作具有與 Windows相匹配的帶狀顯示功能,但 GUI(圖形用戶界面)則因 3D CAD而異。

操作性
  • 易于查看所使用的命令的顯示(顯示方法、顏色、文本顯示內容)
  • 輕松選擇命令菜單
  • 易于設置模型顯示/不顯示功能和透明(彩色)顯示功能
  • 鼠標操作的可操作性(移動距離短等、鼠標手勢)
  • 易于旋轉/移動/放大/縮小模型

 

6. 3D模型Viewer

驗證能否在制造部門閱覽 3D CAD 數據。制造部門無法將昂貴的 3D CAD 分發給所有人員,這種情況下,請使用 3D CAD Viewer。
一些 3D CAD Viewer 添加在 3D CAD中,是免費的,而另一些則需要另行從同一 3D CAD 供應商處購買,是有償費用的。還有比3D CAD 供應商以外的其他企業提供的擴展性更高的3D Viewer。
無論如何,制造部門都需要一個 3D Viewer 來使用具有高度可視化功能的 3D 數據,而不是使用 2D 圖紙。

3D Viewer所需的功能驗證例
  • 3D 數據閱覽環境(共享或一人一臺計算機)
  • 部件構成信息的正確顯示
  • 是否需要測距的功能驗證、易用性
  • 作為圖紙文檔使用(使用說明書等)

 

7. 引進成本

在考慮引進時,會只關注采購成本,但引進后,會持續需要維保成本和使用費。引進成本因功能和 CAD 供應商而異,以區別會區分為高端 CAD/中端 CAD。而且某些 3D CAD還會指示繪圖板和 CPU的推薦環境。在這種情況下,初始引進成本將進一步增加,因為需要配合3D CAD的引進而準備合適的工作站等 PC 環境。

 

8. 從 3D CAD 數據展開?CAE / 數據管理 / CAM 等的擴展性

雖然3D CAD主要用于設計工作,但也有時會將3D CAD數據運用到CAE(結構分析、熱傳導分析、熱流體分析、相同分析、耦合分析)中,也會運用到與加工部門協作的CAM功能中。而且還要考慮 3D CAD 數據管理的必要性,為此需要數據管理系統。
3D CAD 供應商既有自己擁有這些系統的,也有相關公司擁有它們的,還有沒有這些系統的。建議對從 3D CAD 數據展開的可能性進行評估。

在機械加工和設計中,3D CAD 供應商既有自己擁有這些系統的,也有相關公司擁有它們的,還有沒有這些系統的。建議對從 3D CAD 數據展開的可能性進行評估。

 

9. 支持能力

在引進啟動 3D CAD 時和啟動后,有時會向供應制造商和分銷代理商詢問使用方法的相關問題和發生故障時的應對方法。因此還需要調查此時這種情況下的應對能力(技術能力/應對時間)。即使是銷售相同 3D CAD 產品的分銷代理商,其實力也不相同。
如果可以的話,盡可能調查有無支持中心(制造商/代理商)和代理商的知名度,并對其進行評估。根據支持內容的不同,也有付費支持收費的服務,在這種情況下需要增加上述費用。
能夠獲得的支持因支付給制造商的維護合同費用和經銷代理商的支持而異不同,獲得的技術支持也不同。
利用顧問也很有效,但建議使用具有豐富知識和項目經驗的顧問,而不是單一的3D CAD顧問。

在機械加工和設計中,利用顧問也很有效,但建議使用具有豐富知識和項目經驗的顧問,而不是單一的3D CAD顧問。

 

10. 溝通

參加由使用相同3D CAD 產品的用戶社區、廠制造商、經銷代理商定期舉行的會議,將有助于收集其他用戶的使用方法和新功能信息等信息、交換信息、以提高技能。
為什么不試著評估一下是否有這樣的機會如何呢?很容易忽略它的是,之后與其他公司比較,會感覺到信息量的差距。此外,相關公司、業務合作伙伴以及附近使用 3D CAD 的公司的口碑也是收集信息的有效手段。

在機械加工和設計中,此外,相關公司、業務合作伙伴以及附近使用 3D CAD 的公司的口碑也是收集信息的有效手段。

 

 

基準測試例

假設CAE的選擇時間,進行分析,并針對主題評估實際使用情況。自己公司無法完成的部分,委托給研究選擇的對象,并通過查看其分析過程和結果來進行評估。通過對評估進行數值化,可以進行量化評估。 另外,打分不統一,設置權重,例如分析評價對象:評價分×1,支持能力:評價分×0.9等。
非線性結構分析: (分析對象評價)x1+ (支持能力)x 0.9 +(價格評價)x 0.8 +(知名度)x 0.5

軟件名
(廠商名)
分析對象
評價
支持能力
評價
價格
評價
廠商
知名度
綜合 價格 其他
維保費負擔大
另行給與折扣

[標準例]

 

最后

以3D CAD為例,講解了項目管理的基本內容以及大家感興趣的3D CAD要點。
希望對大家的項目活動有所啟發,為推進3D CAD的引進提供參考,使項目順利推進。非常感謝。

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