近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的應(yīng)用，企業(yè)的產(chǎn)品市場(chǎng)已由靜態(tài)向動(dòng)態(tài)模式轉(zhuǎn)變，客戶對(duì)產(chǎn)品提出了越來(lái)越個(gè)性化的需求。企業(yè)在考慮產(chǎn)品成本和質(zhì)量的同時(shí)，必須提供多元化的產(chǎn)品選擇以滿足客戶多樣化的需求，大規(guī)模生產(chǎn)模式已經(jīng)不再適應(yīng)當(dāng)今的市場(chǎng)。這樣，企業(yè)需要采用新的策略以既滿足客戶個(gè)性化要求，又滿足批量化生產(chǎn)，以達(dá)到降低產(chǎn)品整個(gè)生命周期的成本的目標(biāo)。同時(shí)，在傳統(tǒng)的企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)模式中是大魚(yú)吃小魚(yú)，而在信息時(shí)代則是快魚(yú)吃慢魚(yú)，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度已成為企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。在這一背景下，企業(yè)和學(xué)術(shù)界紛紛提出了新的設(shè)計(jì)理論和方法，大規(guī)模定制生產(chǎn)模式應(yīng)運(yùn)而生，基于企業(yè)設(shè)計(jì)庫(kù)的模塊化設(shè)計(jì)被企業(yè)所接受和應(yīng)用，設(shè)計(jì)庫(kù)的建立越來(lái)越受到企業(yè)的重視。
    目前，CAD技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)從傳統(tǒng)的二維繪圖逐步向三維設(shè)計(jì)過(guò)渡，三維設(shè)計(jì)技術(shù)已成為發(fā)展的必然。從實(shí)現(xiàn)制造業(yè)信息化的角度看，產(chǎn)品的三維模型可以更完整地定義和描述設(shè)計(jì)及制造信息。基于三維CAD系統(tǒng)的參數(shù)化設(shè)計(jì)與二維繪圖相比更能夠滿足制造業(yè)發(fā)展的要求。SolidWorks具有強(qiáng)大的參數(shù)化設(shè)計(jì)功能和靈活的系列件配置設(shè)計(jì)技術(shù)，其易學(xué)易用，在設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文以SolidWorks為平臺(tái)，介紹企業(yè)設(shè)計(jì)庫(kù)的組成及其實(shí)現(xiàn)方法，并結(jié)合實(shí)例分析了三維零件庫(kù)的建立方法。
    1 設(shè)計(jì)庫(kù)的基本概念及其框架結(jié)構(gòu)
    1．1 設(shè)計(jì)庫(kù)的基本概念
    設(shè)計(jì)庫(kù)是指設(shè)計(jì)中可復(fù)用單元的信息集合，能方便設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)信息的重用，提高企業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)效率。狹義的設(shè)計(jì)庫(kù)常指國(guó)家和行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)件的集合。廣義的設(shè)計(jì)庫(kù)是指可以重用的設(shè)計(jì)信息的集合，強(qiáng)調(diào)的是工程數(shù)據(jù)的可重用性、數(shù)據(jù)的組織以及管理。設(shè)計(jì)庫(kù)的重點(diǎn)是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化建立可復(fù)用單元，并對(duì)零部件進(jìn)行分類，建立零部件的檢索機(jī)制。
    1．2 設(shè)計(jì)庫(kù)的構(gòu)成
    設(shè)計(jì)庫(kù)是常用注釋，特征、零件及部件等設(shè)計(jì)信息的集合，它包括了設(shè)計(jì)中經(jīng)常用到的可復(fù)用單元，具體包括常用注釋、特征庫(kù)、零件庫(kù)、基礎(chǔ)件庫(kù)及部件庫(kù)等。
    (1)常用注釋。在創(chuàng)建工程圖時(shí)，有部分注釋經(jīng)常被使用．比如表面粗糙度，焊接符號(hào)，形位公差及技術(shù)要求等，可以將這類經(jīng)常用到的符號(hào)存放到注釋庫(kù)里，需要時(shí)直接從庫(kù)里拖放到工程圖指定的位置，以此來(lái)提高出圖的速度。
    (2)特征庫(kù)。以SolidWorks軟件為技術(shù)平臺(tái)的零件實(shí)體建模中，特征是組成零件實(shí)體模型的基本元素，它體現(xiàn)了產(chǎn)品的功能要素和工程含義，是描述產(chǎn)品信息的集合。特征是參數(shù)化的幾何實(shí)體，通過(guò)改變特征尺寸參數(shù)，可以用有限的特征構(gòu)造無(wú)限的零部件實(shí)體模型，同時(shí)利用參數(shù)化功能實(shí)現(xiàn)零部件的系列化。特征是特征設(shè)計(jì)和特征識(shí)別的關(guān)聯(lián)，不僅體現(xiàn)產(chǎn)品的功能和工程含義，而且是CAD／CAM集成化發(fā)展的方向。
    (3)外購(gòu)件庫(kù)。SolidWorks公司的3D Content central提供了許多企業(yè)常用的外購(gòu)件模型，企業(yè)只需將需要的模型下載，保存到本地庫(kù)中便可建立企業(yè)的外購(gòu)件庫(kù)，設(shè)計(jì)時(shí)可直接調(diào)用這些可復(fù)用元素，極大地提高了設(shè)計(jì)效率，降低了成本。企業(yè)建立自己的外購(gòu)件庫(kù)是極為必要的。
    (4)基礎(chǔ)件庫(kù)。企業(yè)在開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品時(shí)，往往在原來(lái)的產(chǎn)品上加以改進(jìn)，其結(jié)構(gòu)變化并不大，而且產(chǎn)品中相似的零件非常多，如電機(jī)機(jī)座零件擋板、隔板和端板非常相似，如圖l所示，端板和隔板都可以從擋板模型上修改得到，這樣就可以避免了重復(fù)設(shè)計(jì)，因此將類似擋板功能的零件建立一個(gè)基礎(chǔ)件庫(kù)，需受時(shí)只須直接調(diào)用，節(jié)約設(shè)計(jì)時(shí)間。

    (5)零件庫(kù)。零件是組成產(chǎn)品的不可拆分的單個(gè)制件，如軸套、軸瓦、螺母、曲軸，葉片、齒輪，凸輪、連桿體及連桿頭等。零件庫(kù)是各種零件的信息集合，它是計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)集成及先進(jìn)制造等技術(shù)的基礎(chǔ)。
    (6)部件庫(kù)。根據(jù)產(chǎn)品功能模塊可以將一套產(chǎn)品劃分成多個(gè)組成部分，每一部分就是一個(gè)部件。部件也是產(chǎn)品的重要組成單元。將一些通用的部件或者可以重復(fù)使用的部件建立成設(shè)計(jì)庫(kù)，可大大節(jié)約設(shè)計(jì)時(shí)間。
    2 設(shè)計(jì)庫(kù)建立方法
    面對(duì)浩大的設(shè)計(jì)信息，企業(yè)想在一段時(shí)間內(nèi)對(duì)所有信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化是非常困難的。設(shè)計(jì)庫(kù)的建立應(yīng)該分階段，分步驟實(shí)施。零件庫(kù)的建立是企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的首要任務(wù)，其具體過(guò)程包括對(duì)企業(yè)進(jìn)行需求調(diào)查，形成系列件清單，零件命名，建立事物特征表，零件建模和按照編碼體系進(jìn)行編碼等步驟。
    (1)需求調(diào)查。需求調(diào)查在建立企業(yè)零件庫(kù)中占有十分重要的地位，是企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)是否成功的關(guān)鍵。這一過(guò)程中還應(yīng)該充分調(diào)動(dòng)企業(yè)各部門(mén)人員參加，對(duì)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件，外購(gòu)件及自制件等零件信息進(jìn)行收集(包括零件的名稱，關(guān)鍵尺寸以及零件在產(chǎn)品的借用次數(shù)等)，列出企業(yè)詳細(xì)需求表。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)企業(yè)設(shè)計(jì)資源的優(yōu)化，還需要組織設(shè)計(jì)，工藝，采購(gòu)及生產(chǎn)等不同部門(mén)的專業(yè)人員共同參與，對(duì)企業(yè)零部件等信息進(jìn)行全面的分析，形成需求報(bào)表。
    (2)形成系列件清單。零件的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化主要表現(xiàn)在零件的分類上。企業(yè)分類的方式有許多種，可以從零件的功能出發(fā)，以相同或相似的功能定義為準(zhǔn)備對(duì)企業(yè)零件進(jìn)行分組定義，形成零件組。也可以利用零件幾何形狀分析建立零件族。分類的最終目的是支持快速有效的檢索，縮短零件查找時(shí)間，能顯著地加快產(chǎn)品形成過(guò)程中的各個(gè)步驟的速度。
    (3)零件命名。對(duì)零件名稱分析，形成企業(yè)零件命名匯編，建立統(tǒng)一的、無(wú)冗余的零件名稱字典，是企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的重點(diǎn)。因?yàn)槿绻恳晃辉O(shè)計(jì)人員都可以隨心所欲地"發(fā)明"新的名稱，那么就可能發(fā)生名稱數(shù)量無(wú)節(jié)制增長(zhǎng)狀況。比如說(shuō)，一個(gè)板狀零件可以被稱為平板、面板和支撐板等。零件名稱的不一致就很難使設(shè)計(jì)員在短時(shí)間內(nèi)找到所需查找的對(duì)象。其后果是零件復(fù)用率低下，企業(yè)的設(shè)計(jì)庫(kù)就很有可能用不起來(lái)。這樣根據(jù)企業(yè)設(shè)計(jì)特點(diǎn)和管理需求建立零部件名稱匯編手冊(cè)對(duì)于企業(yè)設(shè)計(jì)庫(kù)建設(shè)至關(guān)重要。
    (4)建立事物特征表。通過(guò)對(duì)零件幾何特征和功能特征等參數(shù)的分析，找出零件的事物特征參數(shù)(包括幾何特征、功能特征及補(bǔ)充特征等)，建立事物特征一覽表。事物特征表是一個(gè)包括所有對(duì)象特征的表格，零件的每一個(gè)變型相當(dāng)于事物特征表中的一行數(shù)據(jù)，并具有
    唯一的標(biāo)識(shí)號(hào)。在進(jìn)行規(guī)范化時(shí)也必須嚴(yán)格審查每一個(gè)變型是否已經(jīng)完全覆蓋了顧客的所有需求。
    (5)建立模型。在建立模型時(shí)，需要在分析設(shè)計(jì)意圖的基礎(chǔ)上根據(jù)事物特征表建立零件實(shí)際模型。SolidWorks提供了靈活方便的零件建模方法，如方程式、設(shè)計(jì)系列表、智能零部件及配置設(shè)計(jì)等。同時(shí)，在建立模型時(shí)還必須注意所選基準(zhǔn)，所用參考是否符合在后期的設(shè)計(jì)復(fù)用的要求，考慮零件在裝配體中的可裝配性。
    (6)零件編碼。零件分類后，需要根據(jù)企業(yè)編碼體系對(duì)零件進(jìn)行編碼實(shí)現(xiàn)。企業(yè)現(xiàn)在一般都采用分類編碼和根據(jù)零件屬性編碼。分類編碼的原則有，編碼規(guī)則要盡可能地既簡(jiǎn)明又方便地使其順序增長(zhǎng)不出現(xiàn)溢出|必須堅(jiān)持唯一性原則，即編碼對(duì)象與編號(hào)保證一對(duì)一關(guān)系，編碼的長(zhǎng)度要能夠滿足零部件的擴(kuò)展需求。

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