撰文/杭州華睿信息技術(shù)有限公司　朱香華

標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化成為構(gòu)建企業(yè)3D數(shù)字化平臺(tái)核心

撰文/杭州華睿信息技術(shù)有限公司朱香華

根據(jù)多年實(shí)施SOLIDWORKS 3D數(shù)字化平臺(tái)軟件項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為，企業(yè)要成功構(gòu)建3D數(shù)字化平臺(tái)，其關(guān)鍵就在于：建立標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的核心基礎(chǔ)。只有在科學(xué)高效的標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)環(huán)境下通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)操作流程完善企業(yè)產(chǎn)品的模塊化、參數(shù)化，才能達(dá)到3D數(shù)字化平臺(tái)的快速和有效，實(shí)現(xiàn)一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。

一、引言

隨著全球工業(yè)4.0網(wǎng)絡(luò)化和智慧化的迅速推開(kāi)，由集中式控制向分散式增強(qiáng)型控制的基本模式轉(zhuǎn)變，利用信息物理系統(tǒng)（Cyber—Physical System簡(jiǎn)稱CPS）將生產(chǎn)中的供應(yīng)、制造和銷售信息等數(shù)據(jù)化、智慧化，最后達(dá)到快速、有效且個(gè)人化的產(chǎn)品供應(yīng)。實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0“智能工廠”-“智能生產(chǎn)”-“智能物流”全數(shù)字化，構(gòu)建3D數(shù)字化平臺(tái)是數(shù)據(jù)化、智慧化的基礎(chǔ)?；A(chǔ)核心是先標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，后智慧化。本文正是在此背景下，抓住標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化（參數(shù)化）重點(diǎn)闡述。

二、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的內(nèi)容

3D數(shù)字化平臺(tái)中重視基礎(chǔ)數(shù)據(jù)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化，規(guī)范需要輸入的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，例如圖樣代號(hào)、名稱和材質(zhì)等屬性卡定義的內(nèi)容；而基礎(chǔ)數(shù)據(jù)重點(diǎn)指3D數(shù)字模型的重要性，建立企業(yè)產(chǎn)品的全3D數(shù)字模型，并利用MBD描述尺寸、位置以及形位公差等數(shù)字化信息實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞的直觀高效；同時(shí)也可以利用Inspection快速、自動(dòng)生成用于檢驗(yàn)的質(zhì)量檢查文檔，大大減少質(zhì)量檢查文檔的工作量，提升工作效率；從而形成構(gòu)建如圖1、2所示的企業(yè)3D數(shù)字化平臺(tái)的3D數(shù)據(jù)智能化。

圖1

圖2

如果沒(méi)有規(guī)范統(tǒng)一的企業(yè)3D繪圖標(biāo)準(zhǔn)，則永遠(yuǎn)只能做到個(gè)人的高效性，何談企業(yè)的部門協(xié)同工作，更不用說(shuō)企業(yè)數(shù)字化平臺(tái)。企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化不僅指規(guī)范的繪圖標(biāo)準(zhǔn)，其中也包含企業(yè)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化，隨著客戶個(gè)性化需求的不斷提升，企業(yè)需要減少內(nèi)部多樣化，增加外部多樣化，產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化顯得越來(lái)越重要。那么針對(duì)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化我們到底要做哪些工作呢？

1.標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容

（1）企業(yè)3D數(shù)字化平臺(tái)軟件繪圖模板的標(biāo)準(zhǔn)化，如圖3～5所示。

圖3

圖4

圖5

（2）企業(yè)3D數(shù)字化平臺(tái)軟件操作規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化（圖6）。

（3）企業(yè)3D數(shù)字化平臺(tái)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化參數(shù)化（圖7～10）。

三、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的意義

為解決產(chǎn)品族設(shè)計(jì)中的模塊化和核心平臺(tái)的確定性問(wèn)

題，本文針對(duì)產(chǎn)品族的產(chǎn)品相似性和零部件的可替換性等特點(diǎn)，從功能和結(jié)構(gòu)兩個(gè)層次進(jìn)行界面關(guān)聯(lián)并構(gòu)建量化的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)矩陣，然后進(jìn)行信息處理和部件的敏感性分析。通過(guò)部件之間關(guān)聯(lián)信息量及其比例的分析，規(guī)劃了產(chǎn)品族開(kāi)發(fā)順序，從任務(wù)聚合的角度實(shí)現(xiàn)部件聚合。綜合考慮兩種層次的界面關(guān)聯(lián)分析，在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品族模塊化的基礎(chǔ)上確定了核心平臺(tái)。

圖6

圖7

圖8

圖9

圖10

圖11

圖11、12中所述客戶是建立標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化平臺(tái)的典型案例。

四、結(jié)語(yǔ)

標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化可以為企業(yè)發(fā)展創(chuàng)造很多的有利條件因此應(yīng)作為構(gòu)建企業(yè)3D數(shù)字化平臺(tái)的重點(diǎn)工作。

圖12

（1）未來(lái)，當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)新產(chǎn)品時(shí)，通過(guò)快速搜索和組合已有的零部件模塊CAD模型就可以快速形成我們所設(shè)想的產(chǎn)品。

（2）我們可以快速找到制造這些零部件模塊的企業(yè)，他們專門制造這些模塊，所以成本低、質(zhì)量好，交貨期短。

（3）模塊化使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造變得簡(jiǎn)單便捷，甚至使普通消費(fèi)者也可以DIY（自己動(dòng)手做）產(chǎn)品。

（4）產(chǎn)品報(bào)廢了，許多模塊可以重用；大規(guī)模生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)模塊，又可以節(jié)省大量能源。

（5）模塊創(chuàng)新日益重要，成為產(chǎn)品創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)力，在比較典型的計(jì)算機(jī)和汽車產(chǎn)業(yè)中，我國(guó)的中小企業(yè)可以依靠模塊化設(shè)計(jì)大幅提升創(chuàng)新能力。

（6）通過(guò)利用模塊化，產(chǎn)品創(chuàng)新效率得到了大幅提高。利用現(xiàn)有模塊可以減少大量的重復(fù)性的工作。

（7）模塊化，協(xié)同分工細(xì)化，模塊批量增加，生產(chǎn)效率提高，產(chǎn)品成本降低，同時(shí)又能幫助實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，有助于實(shí)現(xiàn)“中國(guó)工業(yè)4.0”、“創(chuàng)新中國(guó)”、“美麗中國(guó)”和“高效中國(guó)”。