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第二章  系列化產品CAD系統

【本章摘要】本章主要敘述了系列化產品CAD系統的應用設計概況，從系列化產品CAD系統的主要解決問題、特點、方法及其在企業中的應用價值。

2.1  企業對產品CAD系統的需求

隨著計算機應用技術在企業中的普及發展，特別是對一些具有設計功能的企業來說，CAD技術的應用對傳統的產品設計方式發生根本性的變革，為產品設計的變革提供了重要的手段。應用CAD技術能夠提高產品設計工作效率，縮短設計周期，加快產品的更新換代；有利于產品標準化、系列化、通用化。CAD技術已定為我國“九五”期間重點推廣的技術。

對于產品設計型全業，CAD技術的應用，更偏向于產品的系列化與CAD的設計與信息管理。對于中小型企業，有以下問題急需解決：

1、設計的科學性差。設計一種產品，須要進行大量的科學計算，而手工計算只能局限于設計方法的簡化法，對于一些精確的方法，無能為力，這樣使得設計結果科學性差。

2、信息管理混亂。對設計型的企業來說，企業對信息，即產品圖紙信息的管理依賴圖紙管理人員對物理圖紙的某些特定編號而進行分類管理。這對于很少量的圖紙來說，是可行的，但是，如果圖紙數量增多，圖紙的特征信息增多，對圖紙進行有效的管理和圖紙的保存就變的很困難。

3、重復勞動量大．信息很難實現共享。在單純的物理圖紙上，實現信息共享是不可能的；特別是對一些結構相同或相似的圖形或局部圖形，不能進行信息共享，而仍舊需要進行極浪費的重復勞動。

4、設計效率低，產品周期長。僅從設計的角度來說，主要在于手工計算、手工繪圖、圖紙修改、圖紙傳遞和過程確認等復雜工序。應該充分發揮分工與合作精神，流水線的工作方式。

上述問題也是一個傳統手工型設計企業在面對計算機技術廣泛應用的一個嚴峻的挑戰，如果不能有效解決上面的問題，充分發揮計算機應用技術，并與企業實際情況相結合，企業的效率就不能從根本上提高，就難以在競爭日益激烈的市場經濟下生存。

2.2  一般解決方法：

對于設計型企業，引入CAD技術以后，針對其面臨的問題，有以下的解決方法：

1、產品特征數據的設計計算機化。也就是利用計算機能夠快速地完成大量復雜數據的計算處理，這對手工計算來說，是不可想象的，特別是對一些多次迭代的方程或方程組、多次求導函數的方程及方程組以及一些奇異函數（如冪次函數、根函數等），具體的求解方法很多：如Lagrange和Newton插值法、Adams插值法和Runge-Kutta法等。

2、隨著數據庫技術的不斷發展，特別是工程數據庫的理論與實際應用的不斷發展與探索，結合管理系統（MIS系統）的廣泛應用，越來越多的CAD系統對數據庫的支持也越來越強大。在CAD系統中開發信息管理系統，建立特征信息的工程數據庫，系統通過ODBC接口連接工程數據庫，通過對特征信息（例如圖紙中的圖號、圖目等）的操作，達到快速實現信息查詢與信息的增加、刪除及更新等等。

3、對產品的設計圖紙過程計算機化，即根據產品的具體設計過程，對產品進行參數化建模，通過對數據模型進行參數傳遞，從而實現參數化驅動；或者根據面向對象的思維，把產品的特征封裝起來，成為一個對象，從而實現產品集成化；而通過建立并操作智能圖元，將傳統的繪圖提升為拼圖，進一步提高了CAD系統的智能化。

4、企業信息存儲電子化，利用數據庫的存儲技術和電子文件的形式對企業信息進行有效的存儲，而不是依賴于傳統的物理圖紙：再利用居域網管理和辦公自動化技術，實現企業信息的共享和有效的控制管理。通過居域網中信息的傳輸，實現設計過程一體化，使企業內部合理分工與協調合作，將會大大提高企業的工作效率和有效的管理。

這是對于系列化產品CAD系統的一般要求，當然，針對具體需求的企業，要具體分析上述的一般需求轉化為企業中的具體需求。

2.3  系列化產品CAD的特點

從企業的角度來說，利用計算機技術，將企業的產品設計流程與企業管理有效地結合起來（圖2-l)，實現企業管理與產品設計一體化。從系統實現的角度來說，是將CAD系統、信息管理系統和工程數據庫在網絡上的結合，見圖2-2，產品CAD系統包括產品信息管理系統和CAD的二次開發系統，特點突出：

1、具有的普通MIS管理系統對企業信息的管理功能，但是能對共享和控制設計過程的信息，這是一般管理系統做不到的。

2、系統也是通過ODBC通用開放接口連接網絡數據庫的，但是，網絡數據庫不是通常類型的數據庫，而是工程數據庫，目前還是處于研究與發展中，最簡單且常用的是關系型的工程數據庫，用數據庫字段去描述工程信息，詳細見第5章。

3、系統是將產品設計與企業管理的有機結合，而不是傳統的企業管理與產品設計的分離。在產品設計部分，將一些特征信息傳給信息管理部分，系統也可以向產品設計部分發出控制命令，干涉其設計過程，其目標是實現管理與設計一體化。

2.4  系列化產品CAD系統的應用價值

如前所敘述，系列化產品CAD系統具有信息管理功能與產品設計的功能，并且，還使二者之間的信息進行互相交流。

首先，有效地管理企業中的資源信息，將資源合理分配，減少人工消耗，提高管理效率。

其次，針對企業的系列化產品，作為新產品開發的有效輔助工具，不僅大大提高了公司新產品開發能力，而且實現了產品結構的合理化，大大降低了生產成本，提高市場競爭力。

最后，把企業管理與設計技術有效地結合起來，使設計人員能夠與管理人員進行信息交流，使管理人員緊密聯系技術設計，同時，設計人員也具有全局觀，不是僅僅為設計而設計。

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