三维CAD作为研发设计领域核心工具软件,广泛应用于机械、汽车、航空等各个行业。随着技术的发展与应用的深入,三维CAD逐步在产品设计和生产之间建立链接,朝着设计与生产的高效协同的方向演进。
在中国制造崛起的背景下,政府大力推动新型工业化,支持国产工业软件,三维CAD的国产化显得愈发重要。一方面,国产化有助于中国企业可以摆脱对外部技术的依赖,另一方面,国产三维CAD相比国外产品更贴近中国制造业的实际需求。因此,越来越多的制造业企业开始关注三维CAD的国产化发展趋势。
三维CAD的分类与场景
通用三维CAD可以满足大部分制造企业的设计需求,高端三维CAD主要用于大型复杂产品
按照适用的行业和产品复杂度,三维CAD可以分为通用三维CAD和高端三维CAD。其中,通用三维CAD占据市场主流地位,可以满足各种装备和产品的设计需求,广泛应用于通用机械、专用设备、机器人、自动化、新能源、高科技电子、家用电器等制造领域。高端三维CAD可以满足大型复杂产品的设计需求,主要应用于飞机、大型船舶、汽车整车、航空发动机等制造领域。
三维CAD在工程设计和制造中的重要性体现在:提供更准确的设计、更高效的设计过程、更好的设计沟通和协作,以及实现更高质量的产品制造。目前,三维CAD已经成为了现代工程设计和制造的基本工具和技术。
工业软件的本质是将工业知识软件化,工业软件的成熟过程也即工业知识的沉淀过程。当中所凝聚的产品价值需要经过长时间的用户使用、反馈与迭代,一旦用户形成了深度的产品依赖,替代过程将非常困难。国产三维CAD面对的正是这样的局面。
国产三维CAD的创新探索:云化
云CAD赋能研发设计远程协同,支持工程师灵活、高效工作
近年来,三维CAD领域开始呈现出云化发展趋势。将CAD部署在云端,可以降低对硬件配置的要求,并支持多终端、远程实时访问。现阶段云CAD与本地部署CAD在定位上存在一定差异,两者倾向于互补而非替代,即云CAD更适用于具有协同工作或移动办公需求的场景。随着未来技术瓶颈的突破,云CAD将能更加流畅、稳定地支持对告高算力要求的应用,如数字孪生、智能制造等。
考虑到CAD云化已然是大势所趋,国产三维CAD厂商应积极布局云CAD,抢占云端协同研发设计的高地。同时,以云CAD为核心构建工业云平台,以一体化解决方案赋能工业企业,有望为国产厂商提供弯道超车的机会。
国产三维CAD的创新探索:移动化
移动端重点提供图纸查看和审阅功能,满足随时随地看图及互动操作需求
工业企业中接触三维CAD图纸的人不仅有工程师,在与内部、外部协同的过程中,图纸往往需要传递给其他岗位的人员,如生产人员、质检人员、销售人员、上下游外协人员等,进而衍生出了对移动端产品的需求。相比于PC端的三维CAD,移动端的功能较为简单,多集中在看图、审图的层面,既能满足工程师与其他岗位人员的内外部协同需求,也可以支持工程师自身的远程办公需求。通过在手机、PAD端快速浏览三维CAD图纸,对图纸内容进行及时地审批、协作,移动端的三维CAD产品可以促进工业流程的高效顺畅,帮助企业缩短研发周期,降低沟通成本。
创新方向
中国制造迈向中国创造,正向研发是必然。正向研发的核心是由用户、市场需求驱动产品设计,通过紧密协作创造出来,逆向研发更多关注的是如何实现并制造出一个已存在的产品设计。
中国汽车行业在早期大多都是采用逆向研发,关注供应链的本地化的需求,真正实现正向研发的很少。从逆向研发走向正向研发,无疑会面临研发流程、研发工具、研发环境等一系列挑战,如何把控好用户需求,如何确保需求的可行性和可追溯,如何从过程中学习和累积经验,为更创新的产品打下基础,这都是企业需要面对和解决的。
以汽车为例,产品研发全生命周期
CAD / EBOM一体化是正向研发基础
BOM的概念澄清
完整的BOM更确切来说应该是Bill of Information,是围绕产品结构的全方位的定义,是协同设计需交付的结果。
以汽车为例,完整的BOM
CAD BOM和EBOM之间的差异
(需求)从市场来,(产品)到市场去。需求驱动设计,设计基于整个V Model展开,正向研发从一开始就会有早期BOM的产生,BOM的源头是设计工程师根据产品需求以及相应的架构做的详细设计结构,硬件的设计结果即CAD BOM,一棵由3D零件构成的产品结构树。有了CAD BOM后,应用工程师需要将CAD BOM转化为EBOM视图,在EBOM上扩展零件的工程信息,制定采购策略,添加辅料件、委外件,工艺合件等,软件工程师在EBOM上添加软件BOM的内容。EBOM构建目的是为了拉通各业务部门包括项目、销售、财务、采购、制造、物流,售后等方面的工作,其作用是实现企业级的跨业务领域的协同。
CAD / EBOM 的概念
产品BOM既承载了产品架构也是产品交付的结果
产品架构师根据已获批准的产品需求通过系统工程制定产品架构,逐步分解为系统,子系统,以及组件即早期BOM结构,并确定详细的技术要求,产品开发工程师根据详细的技术要求做详细的开发设计,并将开发的结果在早期BOM上。早期BOM随着开发的逐步推进不断成熟最终达到可交付生产制造的状态。
什么是CAD / EBOM一体化
CAD / EBOM一体化,说通俗点就是建立强约束关系的CAD / EBOM结构,同时又能满足各专业对BOM的业务诉求, 其实现难度比单一的CAD BOM或CAD / EBOM弱约束的解决方案要大很多。
一体化的CAD / EBOM可能具有以下特征:
CAD / EBOM 一体化需重点关注的解决方案
现阶段大型制造企业通用的方式是把CAD BOM、EBOM独立维护,不同系统产生两套不同数据分别匹配不同的业务场景,由于变更、版本等的不断变化,系统之间没有互通互联,造成设计-生产信息不畅,数据一致性难以保证,增加了不必要的经营成本。
CAD / EBOM一体化即能保证产品数据的一致性,使其BOM数据全价值链融会贯通,又能满足不同角色不同业务场景下快速识别,找到合适的语言轻松读取数据。
从产品全生命周期来看CAD / EBOM 一体化,从市场需求、产品定义、到规划,真实从源头开启正向研发、轻快协同。
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