三维标注必要性分析

       提到三维标注，很多人并不陌生，很多人也会用。各家三维软件也都具备在三维上直接添加标注信息的功能。网络上、微信上也充斥的各种关于MBD的文章。但是我们发现，国内的绝大多数公司都没上三维标注，他们真的不需要吗？三维标注是个鸡肋的东西吗？中国2009年就发布的标准《GB/T 24734-2009数字化产品定义数据通则》难道是一堆废纸？

       有的人说，三维标注是趋势，迟早要做。我们都幻想着能像科幻片里一样直接操控全息投影的三维模型，任意的分解组装甚至修改。但是这个理由并不能说服现在的企业家。我们看到，国内还是有很多公司已经实现三维标注或者正在探索三维标注，特别是航天航空和军工企业，而更多的公司感觉三维标注离自己很遥远。那么我们来看看，三维标注到底能解决什么问题？

       必须承认，现在国内制造企业的信息化水平参差不齐，下图是大体的分类，仅供参考。

       当“智能制造”的风吹过来时，多数人本能的认为“智能制造”就是“使用高端智能设备进行制造”。我们看国外的高端制造企业，都是现代化的厂房、自动化的流水线、智能化的信息系统。现在很多省市出台了扶持企业智能制造转型的政策，很多企业家也会把这笔钱投入到引进高端数控机床和机器人上。其实这并没有错，我们最终要实现的就是智能化的制造过程，但是我们却忽视了很重要的一点，就是我们拿什么来支撑这些昂贵的设备？

1、怎么让设备动起来？

现在的数控机床还看不懂二维图纸，也看不懂产品三维模型，它只认识代码。

问：代码从哪里来？

答：编程。

问：谁来编程？

答：人或者软件。

问：什么样的人会编程？

答：精通这台数控机床编程方法的人。

问：学习这台机床的编程方法难不难？

答：难。

问：那我买了5台不同的高端机床怎么办？

答：培养5个人。

问：我觉得培养人成本太高，还有什么办法编程？

答：专业的CAM软件。

问：软件能支持各种数控机床吗？

答：你能买到的机床，软件都可以支持。

2、软件生成数控代码的先决条件是什么？

       那么，编程的问题解决了是不是就可以开工挣钱了？当然不是。我们买高端数控设备要么是想提高生产效率，要么就是想加工出复杂的产品。如果产品很简单，上数控显然大材小用。而结构复杂的产品，编程的过程会非常的复杂，无论机床自带的编程软件还是专业的CAM软件都需要有准确的产品三维模型作为参考。

3、那么如何才能得到准确的三维模型？

       对于传统型制造企业，首先需要统一三维设计工具，并实现产品的全三维设计。并且必须保证三维数据的受控，可以通过引进PDM系统来进行数据的管控。

       对于过渡型制造企业。这种类型企业知道设计数据作为整个产品的源头必须严加管控，也明白数字样机对产品研发的意义，故会极力保证三维数据的准确性。但为了满足工艺和生产需求，又同时出具二维工程图。但是我们却常常听这类企业抱怨：三维模型和实物不一致！这类企业里的设计部门和工艺部门天天打架，设计嫌工艺不按图纸生产；工艺嫌设计出图不考虑生产实际。即便有的企业管理制度相当严格，流程体系非常完善，质量考核特别苛刻，也无法避免图纸与实物不一致的情况。其实，“人”是最不靠谱的。我们来看问题究竟出在哪里。

       从三维模型到二维工程图，这是三维软件的标准功能，三维和二维有强关联关系，所以这时的图纸是准确的（不考虑人工造假的情况）。

       工艺部门通常使用二维软件（比如AutoCAD）绘制工序图纸，然后下发至车间，车间根据工序图纸进行生产，这个过程也是没有问题的，能保证图纸和实物的一致性（不考虑加工缺陷）。

       问题就出在设计与工艺数据的衔接上。我们知道设计图纸是产品的最终状态，而工序图纸体现的是产品从下料到成品的过程，所以工艺部门需要把下料图纸一点点补出来。而工艺部门因为权限问题无法对设计图纸进行修改，故一般会转成CAD图纸进行工艺设计，甚至有的企业会照着设计图纸再画一份。设计图纸与工艺图纸两者无关联性，导致参考和关联的断层。即便部分工艺设计参考了设计三维，设计更改也难以传递至工艺模型上。同时，工艺或制造部门因生产原因提出产品修改建议时，更倾向于直接修改二维工序图纸甚至是纸质图纸，而不是等设计完成三维修改后，逐步传递下来。这就加重了模型与实物不一致的问题。

       所以模型与实物不一致的根源是数据类型的多样性。同一个零件，需要三维模型、二维工程图、二维工序图、PDF图、纸质图等一堆数据格式来共同体现，出问题是不可避免的。所以解决模型与实物不一致的问题就是要解决数据类型多样性的问题。所以三维标注的价值就体现出来了。

       将设计信息全部体现至三维模型上，直接传递至工艺部门，工艺部门基于三维标注模型开展三维工艺设计，并使用加工仿真工具开展加工仿真，并最终输出加工代码和工艺文件。

       这样产品研发过程不再有二维图参与，保证了数据的一致性和完整性，剩下的就是考验企业的管理水平了。

       总结来说，三维标注就是为了消除设计数据与工艺数据不关联的问题，从根本上确保模型与实物的一致性。对于有的人担心的工艺模型如何基于设计模型快速生成的问题，三维软件中可以找到答案。

        此外，引进大量数控设备建立智能产线，还需考虑产线布局优化及设备运行监控，这就属于另外的话题了。