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CAD相關(guān)軟件及概念
由于現在很多行業(yè)仍離不開(kāi)二維圖紙，因此很長(cháng)一段時(shí)間內二維CAD和三維CAD還會(huì )同時(shí)存在，即使在一些行業(yè)領(lǐng)先的制造業(yè)企業(yè)也是如此。下面一起跟小編了解一下CAD相關(guān)軟件及概念。
一、制造業(yè)與CAD相關(guān)的概念
CAM (computer Aided Manufacturing，計算機輔助制造)
CAM利用計算機來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)設備管理控制和操作的過(guò)程。常用的CAM軟件通常工作流程如下：輸入CAD繪制的圖紙或創(chuàng )建的模型，根據零件的加工需要設置相應的參數，然后可以自動(dòng)生成刀具加工時(shí)的運動(dòng)軌跡(刀位文件)和數控程序，然后程序就可以直接提交給數控加工機床，直接進(jìn)行零件加工，也就是將CAD設計和制造直接聯(lián)系起來(lái)了。
PDM產(chǎn)品數據管理 (Product Data Management )
PDM是一種幫助工程師和其它人員管理產(chǎn)品數據和產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程的工具。PDM系統確保跟蹤設計、制造所需的大量數據和信息，并由此支持和維護產(chǎn)品。PDM實(shí)際上是企業(yè)中為了有效管理產(chǎn)品在設計、工藝、生產(chǎn)、銷(xiāo)售整個(gè)過(guò)程中(生命周期)所產(chǎn)生的信息資源，如設計人員、圖紙、設計過(guò)程等的一種手段，最終目的是提高企業(yè)的創(chuàng )造力，減少產(chǎn)品的研發(fā)成本，縮短產(chǎn)品的交付時(shí)間，保證產(chǎn)品質(zhì)量。說(shuō)簡(jiǎn)單一點(diǎn)，PDM首先要對設計圖檔進(jìn)行歸檔和管理，其次要從設計圖紙中提取明細表數據，進(jìn)行統計、分析，建議企業(yè)的零件、圖紙等相關(guān)數據庫，并對設計、生產(chǎn)、采購相關(guān)流程和資源進(jìn)行優(yōu)化。PDM需要管理CAD的設計數據，同時(shí)要從CAD圖紙中提取明細表、圖框的相關(guān)數據，因此PDM和CAD之間比例建立接口。
PLM產(chǎn)品生命周期管理
(Product Lifecycle Management )
PLM是一種企業(yè)信息化的商業(yè)戰略。它實(shí)施一整套的業(yè)務(wù)解決方案，把人、過(guò)程和信息有效地集成在一起，作用于整個(gè)企業(yè)，遍歷產(chǎn)品從概念到報廢的全生命周期，支持與產(chǎn)品相關(guān)的協(xié)作研發(fā)、管理、分發(fā)和使用產(chǎn)品定義信息。 PLM為企業(yè)及其供應鏈組成產(chǎn)品信息的框架。它由多種信息化元素構成：基礎技術(shù)和標準(如XML、視算、協(xié)作和企業(yè)應用集成)、信息生成工具(如MCAD、ECAD和技術(shù)發(fā)布)、核心功能(如數據倉庫、文檔和內容管理、工作流和程序管理)、功能性的應用(如配置管理)以及構建在其他系統上的商業(yè)解決方案。
從技術(shù)角度上來(lái)說(shuō)，PLM是一種對所有與產(chǎn)品相關(guān)的數據、在其整個(gè)生命周期內進(jìn)行管理的技術(shù)。既然PLM與所有與產(chǎn)品相關(guān)的數據的管理有關(guān)，那么就必然與PDM密不可分，有著(zhù)深刻的淵源關(guān)系，可以說(shuō)PLM完全包含了PDM的全部?jì)热�，PDM功能是PLM中的一個(gè)子集。但是PLM又強調了對產(chǎn)品生命周期內跨越供應鏈的所有信息進(jìn)行管理和利用的概念，這是與PDM的本質(zhì)區別。
MPM 生產(chǎn)制造過(guò)程工藝信息的管理
(Manufacturing Process Management)
所謂工藝過(guò)程管理(MPM)，是一種貫穿計劃、設計、制造和管理全過(guò)程的協(xié)同工作環(huán)境，旨在對生產(chǎn)過(guò)程中的工藝信息進(jìn)行協(xié)調的統一管理。
MPM解決方案主要解決了生產(chǎn)管理部門(mén)在制造過(guò)程中復雜工藝過(guò)程的管理問(wèn)題，應用在制造工藝管理中的各個(gè)階段，包括規劃階段和工程階段。在這些階段中，系統采用其本身的計劃工具、運營(yíng)過(guò)程仿真優(yōu)化工具、工程工具、裝配仿真、質(zhì)量控制工具等來(lái)仿真和優(yōu)化制造過(guò)程，同時(shí)又可以使用支持協(xié)同作業(yè)的瀏覽器工具等對整個(gè)工藝過(guò)程進(jìn)行統一的監控和管理。通過(guò)與CAD、PDM、ERP系統的集成和交互，是企業(yè)實(shí)現了產(chǎn)品數據、工藝數據和資源數據的共享。
CAPP計算機輔助工藝過(guò)程設計
(Computer Aided Process Planning )
CAPP是一種將企業(yè)產(chǎn)品設計數據轉換為產(chǎn)品制造數據的技術(shù)，通過(guò)這種計算機技術(shù)輔助工藝設計人員完成從毛坯到成品的設計。CAPP系統的應用將為企業(yè)數據信息的集成打下堅實(shí)的基礎。
CAE計算機輔助工程(Computer Aided Engineering)
是用計算機輔助求解復雜工程和產(chǎn)品結構強度、剛度、屈曲穩定性、動(dòng)力響應、熱傳導、三維多體接觸、彈塑性等力學(xué)性能的分析計算以及結構性能的優(yōu)化設計等問(wèn)題的一種近似數值分析方法。其基本思想是將一個(gè)形狀復雜的連續體的求解區域分解為有限的形狀簡(jiǎn)單的子區域，即將一個(gè)連續體簡(jiǎn)化為由有限個(gè)單元組合的等效組合體;通過(guò)將連續體離散化，把求解連續體的場(chǎng)變量(應力、位移、壓力和溫度等)問(wèn)題簡(jiǎn)化為求解有限的單元節點(diǎn)上的場(chǎng)變量值。此時(shí)求解的基本方程將是一個(gè)代數方程組，而不是原來(lái)描述真實(shí)連續體場(chǎng)變量的微分方程組，得到的是近似的數值解，求解的近似程度取決于所采用的單元類(lèi)型、數量以及對單元的插值函數。
有限元分析(FEA，Finite Element Analysis)
有限元分析就是CAE軟件，有限元分析利用數學(xué)近似的方法對真實(shí)物理系統(幾何和載荷工況)進(jìn)行模擬。還利用簡(jiǎn)單而又相互作用的元素，即單元，就可以用有限數量的未知量去逼近無(wú)限未知量的真實(shí)系統。
當今有限元分析軟件的一個(gè)發(fā)展趨勢是與通用CAD軟件的集成使用，即在用CAD軟件完成部件和零件的造型設計后，能直接將模型傳送到CAE軟件中進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分并進(jìn)行分析計算，如果分析的結果不滿(mǎn)足設計要求則重新進(jìn)行設計和分析，直到滿(mǎn)意為止，從而極大地提高了設計水平和效率。
CAQ計算機輔助質(zhì)量控制
(Computer Aided Quality )
數字樣機
數字樣機技術(shù)是以CAX/DFX技術(shù)為基礎，以機械系統運動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和控制理論為核心，融合虛擬現實(shí)、仿真技術(shù)、三維計算機圖形技術(shù)，將分散的產(chǎn)品設計開(kāi)發(fā)和分析過(guò)程集成在一起，使產(chǎn)品的設計者、制造者和使用者在產(chǎn)品的早期可以直觀(guān)形象地對數字化的虛擬產(chǎn)品原型進(jìn)行設計優(yōu)化、性能測試、制造仿真和使用仿真，為產(chǎn)品的研發(fā)提供全新的數字化設計方法。
狹義的數字樣機認識從計算就圖形學(xué)角度出發(fā)，認為數字樣機是利用虛擬現實(shí)技術(shù)對產(chǎn)品模型的設計、制造、裝配、使用、維護與回收利用等各種屬性進(jìn)行分析與和設計，在虛擬環(huán)境中逼真的分析與顯示產(chǎn)品的全部特征，以替代或精簡(jiǎn)物理樣機。
廣義的數字樣機從制造的角度出發(fā)，認為數字樣機是一種基于計算機的產(chǎn)品描述，從產(chǎn)品設計、制造、服務(wù)、維護直至產(chǎn)品回收整個(gè)過(guò)程中全部所需功能的實(shí)時(shí)計算機仿真，通過(guò)計算機技術(shù)對產(chǎn)品的各種屬性進(jìn)行設計、分析與仿真，以取代或精簡(jiǎn)物理樣機。
虛擬現實(shí)
虛擬現實(shí)(Virtual Reality，簡(jiǎn)稱(chēng)VR，又譯作靈境、幻真)是近年來(lái)出現的高新技術(shù)，也稱(chēng)靈境技術(shù)或人工環(huán)境。虛擬現實(shí)是利用電腦模擬產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬世界，提供使用者關(guān)于視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般，可以及時(shí)、沒(méi)有限制地觀(guān)察三度空間內的事物。
二、工程設計行業(yè)與CAD相關(guān)概念
BIM(Build Information Modeling)建筑信息模型
但這個(gè)概念應該怎么理解呢?比較完整的說(shuō)法應該：BIM是利用數字模型對項目進(jìn)行設計、施工和運營(yíng)的過(guò)程。BIM貫穿建筑項目的整個(gè)過(guò)程，同時(shí)也涉及所有參與人員。有人將BIM的應用分為了三個(gè)維度：時(shí)間、人、事件。需要建筑項目參與的各方：甲方、設計方、施工方、預制加工商、物業(yè)管理、設備供應等全面參與，才有可能全面實(shí)施BIM。工程設計行業(yè)要全面轉向三維還需要很長(cháng)的路要走。
有人將BIM軟件分成了十三類(lèi)，這些軟件并沒(méi)有嚴格的分界線(xiàn)，很多軟件可能同時(shí)具備兩類(lèi)功能，或者具有不同類(lèi)型的部分功能。這些軟件的核心是三維建模軟件，這包括三維的建筑軟件、結構軟件和設備軟件等。這些軟件中一部分在設計院中已經(jīng)開(kāi)始應用，例如可持續分析軟件、機電分析軟件、結構分析軟件，結構分析計算在國內很早就已開(kāi)始應用，日照分析、節能計算很多設計院也已經(jīng)開(kāi)始應用，另外在大家經(jīng)常使用的水暖電設備軟件中，也加入了很多計算分析功能，如電氣的照度計算、暖通的負荷計算、給排水的水力計算等等。
協(xié)同設計
現在很多設計院關(guān)注的一個(gè)概念是協(xié)同設計，認為協(xié)同設計能解決設計院內部設計流程中存在的很多問(wèn)題，可以提高設計院的整體設計效率�，F在跟協(xié)同拉上關(guān)系的軟件有很多，有些廠(chǎng)家把協(xié)同設計說(shuō)成一套管理軟件，有的廠(chǎng)家把他說(shuō)成一套設計軟件。國外BIM廠(chǎng)家把協(xié)同設計作為BIM概念的一部份。
簡(jiǎn)單說(shuō)：協(xié)同設計就是多人共同完成一個(gè)設計項目，協(xié)同設計軟件就是提供一個(gè)平臺，保證項目能順暢、高效地完成。
現在協(xié)同設計可以分為兩部分，一部分是文檔和流程管理，屬于管理平臺，一部分是設計軟件、設計信息建的系統，屬于設計平臺，只有兩者合為一體，才能稱(chēng)之為真正的協(xié)同設計。
物業(yè)設施管理(Facility Management，簡(jiǎn)稱(chēng)FM)
按照國際物業(yè)設施管理協(xié)會(huì )(IFMA)和美國國會(huì )圖書(shū)館的定義，是“以保持業(yè)務(wù)空間高品質(zhì)的生活和提高投資效益為目的，以最新的技術(shù)對人類(lèi)有效的生活環(huán)境進(jìn)行規劃、整備和維護管理的工作”。它“將物質(zhì)的工作場(chǎng)所與人和機構的工作任務(wù)結合起來(lái)。它綜合了工商管理、建筑、行為科學(xué)和工程技術(shù)的基本原理”。物業(yè)設施管理這一行業(yè)真正得到世界范圍的承認還只是近幾年的事。越來(lái)越多的實(shí)業(yè)機構開(kāi)始相信，保持管理得井井有條和高效率的設施對其業(yè)務(wù)的成功是必不可少的。
碰撞檢查
三維設計相較于二維設計最大的特點(diǎn)是能夠立體的看設計，在二維上看不到的碰撞就有可能發(fā)生。
“碰撞檢查”工具可以發(fā)現項目中圖元之間的沖突。這些圖元可能是模型中的一組選定圖元，也可能是所有圖元。
在以前一些二維的專(zhuān)業(yè)軟件中，例如浩辰CAD給排水中也有碰撞檢查的功能，可以檢查交叉管道之前是否有干涉。但真正能提升整體設計質(zhì)量的是建筑各專(zhuān)業(yè)構件之前的的碰撞檢查，現在的三維協(xié)同設計軟件會(huì )將建筑、結構、水暖電設備三維模型放到一起，進(jìn)行碰撞檢查，在施工之前更徹底地解決各專(zhuān)業(yè)之間沖突的問(wèn)題。
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