1、企业简介

       桂林橡胶机械厂（以下简称桂橡机）是国家机械工业委员会确定的生产橡胶机械的专业化企业，具有年产200多台轮胎定型硫化机和其它橡胶机械产品共10000吨的生产能力。占地面积32万平方米，现有员工1700人，其中工程技术人员240人，它是目前国内最大的专业硫化设备制造厂家，其中机械式硫化机国内市场份额达42%，液压硫化机国内市场份额达90%以上。与世界著名的橡胶机械厂商比较，桂林橡胶机械厂硫化机年产量已超出日本三菱、神户制钢、德国克虏伯等传统三“强”，成为世界上硫化机制造业新的霸主。

       1997年6月，桂橡机在国内硫化机主要生产厂家中第一家通过IS09001质量体系认证；该厂技术力量雄厚，建立了CAD工作站，集机械设计、制造和计算机自动化控制于一体；加工设备精良，拥有数控镗铣床等89台高、精、尖加工设备及先进的计量、检测工具。

       桂橡机以国际先进水平为目标，大力开发适合国情的产品。主要产品有炼胶机、压延机、挤出机、成型机、截断机和硫化机等系列橡胶加工设备。主导产品“力创”牌机械式系列化（“36至85”）轮胎定型硫化机和液压式轮胎定型硫化机由于起点高，技术含量大，工作性能稳定，能满足生产工艺要求，深受中外用户欢迎，国内市场占有率达40％，同时批量出口日本普利司通、法国米其林及东南亚各国轮胎公司。

       2、项目背景

       近年来，每个制造业企业都面临着持续多变和不可完全预测的全球化市场竞争。竞争的核心是以知识为基础的新产品的竞争。特别是最近几年，很多企业已经开始将制造技术与飞速发展的信息技术、自动化技术、现代管理技术与系统技术有机融合，逐渐形成了新一代先进制造技术。

       先进制造技术十分重视产品设计问题，从而使先进设计技术成为先进制造技术的核心之一，同时先进设计技术离不开三维CAD支撑,现代三维CAD技术所追求的设计网络化,更要求能支持协同设计所需的环境与设计技术。

       随着桂橡机信息化建设的逐步深入, 三维协同设计必要性已凸显无疑，越来越需要大规模的基于网络化和信息共享的三维协同设计。三维协同设计也成为先进制造技术中并行工程运行模式的核心。

       协同设计的思想摒弃了传统的串行设计，提出建立以人际合作关系为基础的群体协同工作模式，在产品设计阶段尽早考虑产品全生命周期中各种因素的影响，全面评价产品设计，以达到设计中的最优化最大限度消除隐患。

       三维协同设计，是一种全新的设计模式，是各专业设计人员相互协同来共同完成一个项目。众多实践证明，产品的全生命周期管理十分需要三维协同技术的帮助。

       三维的协同设计同时也具备如下特性:

• • 多主体性。是指设计活动由两个或两个以上设计人员参与，具有领域知识、经验和一定的问题求解能力；
  • 协同性。具有协同各个设计人员完成共同设计目标的机制，这一机制包括通信协议、通信机构、冲突检测等；
  • 共同性。设计人员所在的设计环境和上、下游的信息是一致的；
  • 灵活性。参与的设计人员数目可以动态地增加或减少，协同设计的体系结构也是灵活多变的。

       在二维与三维设计关系上，天喻软件认为，三维是一个容器，是一个我们最终所要制造的结果；二维是不同的表达过程，是一个片面；三维是由无数的二维信息流所组成。在一个产品全生命周期的过程中，作为信息的表达与传递，使用的是符合相关的国家标准和行业规范的特征二维信息。而作为一种准确的信息交流方式，用二维图像交流信息是我们最自然最本质的方式。可以说，三维表达和二维表达相辅相成，缺一不可。但三维协同设计在产品全生命周期管理中却有着二维设计无可比拟的优越性。

       (1)进度管理

       通过对三维协同管理的控制，全体项目团队成员，可以迅速无碍地获得自己需要的信息。

       (2)直观的表达方式

       在桂橡机设计过程中，很多重要部件的设计把握要求相当严格，协同要求也需要很直观，否则将对产品生产进度产生重大影响。因此，非常需要在某些预定的时间进行该设计方案的讨论。

       如果采用平面图＋实施方案描述的方法，将很难说清具体情况，因为这些图纸都是平面的二维图，缺乏直观性和明确性。所以一般都会通过三维模型的设计和协同，配以详细的方案说明共享给所有项目成员，效果是立竿见影的。

       (3)解决二维设计中的局限性问题

       在某项目的设计过程中，运用三维协同设计可以预先发现设计存在的漏洞。

       发现设计缺陷后，项目组中各设计人员可在一起协商解决方案，将设计的问题在生产之前就处理了，对项目进度、费用的保证和为各方创造的效益是明显的。

       (4)方便与客户交流

       利于企业设计部门发展壮大和项目团队协同工作。同时与企业客户演示交流时，更易表达清晰且简洁明了。

       为适应企业信息化的持续发展，桂橡机信息化管理部门提出了规范管理企业三维设计结果及工作协同的需求。鉴于此，桂橡机与天喻软件将在前期PDM基础上将开展Inventor三维协同管理、集成管理及规范管理的深化应用。

       3、桂橡机三维协同设计总体方案

       桂橡机的三维协同设计管理总体解决方案框架见下图所示，通过三维协同设计管理系统解决三维模型的在线协同设计、三维模型文档的审批、变更管理、三维模型的发放管理。主要功能有以下几方面：

图1 桂橡机三维协同管理框架

• • 三维模型属性信息关联管理

       协同设计管理系统实现和Inventor三维模型的属性参数直接关联，用户在设计三维时输入模型的属性参数后，检入系统后系统自动保存。

• • 三维模型属性与ERP集成管理

       系统实现了在三维属性信息的填写时，支持从ERP系统中查询读取相关物料信息，如编码、名称等，自动填写到属性信息栏，见下图所示。

图2 属性填写

       图中不同的颜色表示与ERP集成的接口，点击查询物料库，弹出如下图所示的物料交互选择界框，由用户交互选择对应的物料信息，双击之后将相关的物料信息填写到属性界面中，关闭属性填写界面将属性信息填写到Inventor三维模型的属性集中。

图3 读取ERP物料码

• • 三维模型标准件(通用件)管理

       为提高桂橡机的产品开发效率，减少零部件数量和采购成本，系统提供三维标准件库管理功能，支持桂橡机对三维标准件的统一管理，统一使用，严控新增。三维标准件库采用零件族的管理方法，通过将结构相似的标准件、通用件形成企业的一种资源。见下图所示，零件族的目标是逐步减少相似件，将结构相似的通过参数的形式逐步归纳与合并。通过这种方式减少借用件，使桂橡机的产品标准化，规范化，有利于降低生产成本。

图4 三维标准件库管理

• • 三维模型集中管理

       三维协同设计管理系统提供面向项目团队的工作区，统一存放项目组设计的三维模型文件，同时系统对三维模型文件的更新提供丰富的图标提醒。项目成员可从工作区实时获取模型，如下图所示：

图5 三维协同设计管理的项目工作区

• • 三维模型的可视化管理

       针对桂橡机的三维模型的可视化浏览，天喻软件提供了轻量化解决方案，提供天喻软件自主知识版权的三维轻量化浏览器。三维轻量化浏览器实现了下功能：

       ◐ 在保存三维模型时，自动生成相应的轻量化模型文件。转换生成的轻量化模型文件自动跟随三维模型提交到三维协同库中，以支持下游业务部门对Inventor的应用。

       ◐ 生成的轻量化文件可以进行浏览批注、装配拆卸、测量、爆炸或装配动画编辑，支持消隐、梯形剖切、线框、渲染等视图,如图所示。

图6 轻量化模型支持梯形剖切、爆炸、线框视图

• • 三维模型结构与PDM集成

       实现将三维模型保存到PDM系统，在PDM系统中完成三维模型的审批、更改及发布操作。

       4、实施效果分析

       桂橡机的三维协同设计管理项目的实施为桂橡机提供了一个高效的三维在线协同设计平台，通过该平台设计人员可快速实现模型共享，模型的统一管理，全面提升桂橡机的产品设计效率。同时为桂橡机迈向智能制造提供了有利支持。