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制造业降本增效之道—数字化设计CrownCAD匠心引领创新
来源:ENI经济和信息化网  作者: ENI 2024-02-21 15:33:27
本文由ENI整理自华天软件产品技术顾问王坤在东莞制造业CIO数字化峰会的演讲。王坤总结了当今制造业面临的新问题:客户需求多样化,要求快速交付,这使得协同设计效率和数据管理变得至关重要。基于此,王坤介绍了华天软件CrownCAD可以提供多快好省的解决方案,支持多设备登录,考虑历史数据集成和重用,并拥有丰富的数据格式转换功能。

各位领导,各位嘉宾,大家下午好! 接下来由我来向大家分享一下如何从设计平台的角度帮助制造业实现降本增效。

华天软件全称山东山大华天软件有限公司,自1993年以来已有近30年的历史,专注于为制造业企业提供3D制造为核心的全流程解决方案。

华天软件产品主要分三大技术平台:建模技术平台(CrownCAD)、研发制造管理平台,以及华天软件对三维数模轻量化应用的技术平台SView。基于制造业产品研发过程中的3D数据创建、3D数据管理、研发活动的管理,以及产品3D相关数据的拓展应用,华天软件都可以根据企业具体需求提供全流程的解决方案。例如, 三维设计阶段可以用PLM管理,产品相关的三维数据可以给后端业务部门做三维装配工艺、三维质检工艺、三维数字化营销等提供参考和数据支持。

设计平台是企业制造转型建设条件

在服务客户的过程中华天软件也发现,当下制造业企业所面临的问题有了一些新的变化。

首先,制造业企业的需求越来越多样化,之前是企业就着产品的功能做选型,现在越来越多的企业会希望我们能够满足他们个性化的需求,并且对于产品交付的交付时间要求也变得越来越快。基于交付周期缩短的变化,留给华天软件产品开发的时间也会相应的缩短。因此,对协同效率也的重视程度也越来越高,同时,协同过程中数据传递的效率及数据的准确性也成为我们产品研发过程中考虑的关键点。

如何管理数据,怎么才能在越来越臃肿的数据量中提取有效数据,并实现高效协同设计......,这对研发和协同模式以及数据管理都提出了更高的要求。此外,在产品开发的过程中,创新也成为市场竞争中的成本优势。

比亚迪任总认为,产品的设计能占到成本的80%,我这边也出了一张产品研发的隐私成本,基本上跟任总的观点相似。可以看到产品设计的投入虽然只占整个运营投入的5%,但它能够决定近70%的成本如何投入。这70%从哪里来?比如在设计过程中有没有更多的设计能用,能不能减少一些更少的物料种类。包括我们在设计过程中有没有考虑它的可制造性、可包装性、运输性等等。甚至我们在设计过程中有没有考虑外观件是否容易采购、库存、备件成本等等。

基于设计过程考虑因素的复杂性,在企业的设计过程中就不仅要依赖企业工程师的一些设计经验,还需要能够做到对企业历史研发数据的有效利用。但我们可以看到大部分企业的历史数据量是逐年递增的,而且通常情况下是分散在个人的电脑上,很难进行有效的整合和使用。

另外,在不能提高历史数据重用的情况下,企业在做新订单,新项目的时候,往往会产生新设计,这就会增加新物料以及成本,循环形成一个悖论。所以,现代制造业所需要的是:

协同,人员沟通协同,设计协同,需要更高效的效率,并且在协同过程中也能够实现单一数据源的协同,确保数据协作的及时性、准确性。

创新,越来越多的新零件不是创新,而是能够基于现有成熟的技术进行重复利用,能够进行产品迭代、扩展实现创新,降低企业成本。最后整个产品设计中,能够做到产品数据的安全存储、安全应用。

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基于以上需求,从设计的角度来看,我们认为设计工具如果仅用于建模出图,是不能够满足这些需求的。我们要求设计工具要迭代,形成一个设计平台,在这个设计平台上,不仅有设计工具基础的建模功能,还需要有一些其他的功能。比如支撑企业的有效协作,支撑企业产品数据的安全管理和共享,并且要能够解决一些传统CAD中,尤其是单机桌面端的CAD在性能上的一些问题。

完全自主、基于云架构的三维CAD平台

目前大多数的CAD全都是桌面安装,在建模过程中,尤其是做一些产品的大装备设计的时候,它的一个大装备性能往往取决于PC机的硬件性能。我们要解决这个问题就要提出更好的方法,把大装备在服务器上进行计算、设计,利用服务器的硬件资源来解决大装备的问题。

华天软件CrownCAD产品解决方案,首先它是云架构的CAD,部署是在云上,用户可以在任何时间,任何地点,通过任何设备轻松访问我们的应用,开展设计,并且可以基于服务器上的单一数据源,实现更高效的协同。

在2011年的时候华天软件开始研发三维建模引擎,到2016年开始基于建模引擎研发云架构的CrownCAD。经过5年的迭代,华天软件在2021年正式发布了CrownCAD第一个版本,正式的商用版,再往后每年我们都会迭代一个大版本,并且每年也会有3-5个小版本的迭代。

作为一个云CAD,相对于桌面CAD有很明显的技术优势,比如我们在存储方面能够有更安全的存储机制,解决了一些数据散落在各个计算机上的问题。另外,在协作的过程中,华天软件是基于云服务器上的单一数据源协作,并在协作过程中,实时进行数据更新、数据分享、数据交流。软件投入方面,包括它所附带的一些硬件的成本投入,它的维护和投入的成本相对来说比较低。

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CrownCAD在助力企业数字化转型上,我们提供了一个多快好省的解决方案,一个账号可以在多种设备上登录,随时随地开展设计,并且CrownCAD在考虑企业的一些历史数据的集成和重用上,华天软件有丰富的数据格式转换。另外,在协作过程中,所有的功能都是基于服务项的单一数据源协作,进行数据分享,避免了传统协作模式中,一个产品模型反复Copy,最后可能会出现一些数据混乱的问题。

另外,华天软件在处理一些大装配的时候,应用了服务器的计算性能,做了服务器级别的处理。这样我们在企业投入CAD软件的时候,一个软件费用和硬件费用的投入都会相对降低很多。

CrownCAD作为一款云CAD软件,在传统建模方面,它的基础功能,比如数据转换、三维建模、工程出图、装配体,包括一些专业的设计模块,都是符合当前主流CAD的对标功能,并且符合目前工程师所使用的一些需求。在2024版本中,华天软件收集了很多行业需求,以及很多用户的普遍反馈,然后做了功能性的增强和更新。比如针对在医疗航天设备行业的3D打印技术应用,华天软件推出了晶格建模的功能。

另外,很多企业在使用传统三维CAD的时候,会提出一个问题,如果转向了云CAD,那么企业的历史数据怎么办?华天软件基于这个需求,开发了异构模型带参导入,做到的是Solidworks模型导入CrownCAD之后,不再输入单纯的体,它可以把Solidworks的一些草图特征,包括装配中的约束关系全部包含进来,大大方便了企业做软件切换过程中历史数据重用的问题。未来我们也会去逐步丰富异构模型的带参导入,比如Creo或者是UG NX这些产品的模型。

八大核心优势赋能CrownCAD随“需”而变

总结下来CrownCAD作为一个云CAD,并且是一个纯国产化的软件,我们有一定的技术优势。

核心技术一——三维几何建模引擎,华天软件三维设计软件的心脏,就是建模几何引擎,我们是自主开发的。基于自主开发的建模引擎,我们在与客户合作的过程中,可以更好的响应客户需求,做更深入的开发。

核心技术二——几何约束求解器,三维设计软件中参数化设计所需要的几何约束求解器,我们也是自主开发的。因此,无论是二维的几何约束、尺寸约束,还是三维的装配约束,都可以使用华天软件的几何约束求解器。

基于以上两点,华天软件的CAD 是百分百完全自主可控的三维设计软件,用户在使用我们软件的过程中,完全不必担心版权上的问题。

核心技术三——高效参数化机制,华天软件开发CrownCAD软件的之初就已经充分考虑到目前设计工作的主流方式,即参数化设计。基于参数化设计的一个理解,CrownCAD不仅能够做到自上而下的参数化驱动,而且也开放了专业的添加接口,企业可以很方便的定制符合自身产品需求的参数化程序。

核心技术四——超大型装配,华天软件对于超大装配体处理的技术优势,是充分借鉴了一些游戏平台对大规模场景的处理经验,对于大装配体设计,我们主要的技术手段就是建模,计算渲染统统放在服务器上,最后把结果通过视频流的方式,推送到用户的桌面端去显示。基于此,用户在操作大装配体的时候,只需要把他的操作指令发送到服务器上,由服务器执行,然后服务器再把大装配的计算结果以视频流的形式反馈给用户。

从前端的软件应用体验上来看,华天软件的大装备操作更方便、更快捷、更流畅,我们可以看到在这个图片中有一个飞机的模型,这是我们CrownCAD跟某飞机制造单位合作的一个大装配模型的处理。在这个模型中我们处理了将近197万个零件,他们的用户在个人电脑上完全能够对这个模型去转得动,能够进行一个详细的查看。

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核心技术五——云CAD架构,作为一个云CAD软件,华天软件在服务器上会有负载均衡的机制,来确保不同用户同时访问CrownCAD应用,所对应的调动资源不同。比如一个工程师做零件设计,他所调动的资源和另一个工程师做大装配设计,所调动的资源是完全不一样的。并且CrownCAD既支持公有云部署,也支持私有云部署。

核心技术六——数据转换,无论是市面上常见的中性格式,还是目前主流CAD的原生格式,CrownCAD都可以做到导入和导出。尤其是对于比较常用、热门的三维CAD软件,我们对其数据格式的转换更是下了一番功夫,比如说我们现在能做到的是SolidWorks模型的带参导入,像UG和SolidWorks的工程图的导入,未来华天软件会逐渐丰富这种异构CAD带参导入的格式的品类。

核心技术七——GB工程图,作为一款国产三维CAD软件,华天软件对于国标图纸的制度规范是严格执行,并且在逐渐丰富它的功能。在工程图中,我们不论是从投影的算法,还是各种数据的标注,包括对于材料明细表或者是切割清单等等的支持,现在都已经做得很完备,并且未来也会越来越完善对工程图细节上的丰富。

核心技术八——模型库,我们不仅支持自上而下的设计,也支持传统的自下而上设计,对于企业设计过程中,尤其是他们所建立的这些标准化模型库,我们能够支持重用导入,并且也提供了丰富的GB模型库。

最后总结一下,CrownCAD一直是在响应用户的需求,按照用户需求的强烈或者普遍度,不断的做功能迭代和改进,最终我们希望能够跟企业建立更多、更广泛的一些合作。华天软件,不仅仅是想为用户提供一个更好的设计平台,也希望能够借助设计平台与用户建立一个更广泛的合作,通过提供一个更丰富、更及时的服务响应来和用户一起成长。

编辑:刘婧
关键词:   数字化  制造业  CAD  云架构  3D制造  王坤 
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