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CAD相關(guān)軟件及概念
由于現(xiàn)在很多行業(yè)仍離不開二維圖紙，因此很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)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(jì)算機(jī)輔助制造)
CAM利用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備管理控制和操作的過程。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(jù)零件的加工需要設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，然后可以自動(dòng)生成刀具加工時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡(刀位文件)和數(shù)控程序，然后程序就可以直接提交給數(shù)控加工機(jī)床，直接進(jìn)行零件加工，也就是將CAD設(shè)計(jì)和制造直接聯(lián)系起來了。
PDM產(chǎn)品數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)和產(chǎn)品研發(fā)過程的工具。PDM系統(tǒng)確保跟蹤設(shè)計(jì)、制造所需的大量數(shù)據(jù)和信息，并由此支持和維護(hù)產(chǎn)品。PDM實(shí)際上是企業(yè)中為了有效管理產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)、銷售整個(gè)過程中(生命周期)所產(chǎn)生的信息資源，如設(shè)計(jì)人員、圖紙、設(shè)計(jì)過程等的一種手段，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。說簡(jiǎn)單一點(diǎn)，PDM首先要對(duì)設(shè)計(jì)圖檔進(jìn)行歸檔和管理，其次要從設(shè)計(jì)圖紙中提取明細(xì)表數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，建議企業(yè)的零件、圖紙等相關(guān)數(shù)據(jù)庫，并對(duì)設(shè)計(jì)、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(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，同時(shí)要從CAD圖紙中提取明細(xì)表、圖框的相關(guān)數(shù)據(jù)，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(zhàn)略。它實(shí)施一整套的業(yè)務(wù)解決方案，把人、過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(bào)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(yīng)鏈組成產(chǎn)品信息的框架。它由多種信息化元素構(gòu)成：基礎(chǔ)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)(如XML、視算、協(xié)作和企業(yè)應(yīng)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(shù)據(jù)倉庫、文檔和內(nèi)容管理、工作流和程序管理)、功能性的應(yīng)用(如配置管理)以及構(gòu)建在其他系統(tǒng)上的商業(yè)解決方案。
從技術(shù)角度上來說，PLM是一種對(duì)所有與產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)、在其整個(gè)生命周期內(nèi)進(jìn)行管理的技術(shù)。既然PLM與所有與產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)的管理有關(guān)，那么就必然與PDM密不可分，有著深刻的淵源關(guān)系，可以說PLM完全包含了PDM的全部?jī)?nèi)容，PDM功能是PLM中的一個(gè)子集。但是PLM又強(qiáng)調(diào)了對(duì)產(chǎn)品生命周期內(nèi)跨越供應(yīng)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(qū)別。
MPM 生產(chǎn)制造過程工藝信息的管理
(Manufacturing Process Management)
所謂工藝過程管理(MPM)，是一種貫穿計(jì)劃、設(shè)計(jì)、制造和管理全過程的協(xié)同工作環(huán)境，旨在對(duì)生產(chǎn)過程中的工藝信息進(jìn)行協(xié)調(diào)的統(tǒng)一管理。
MPM解決方案主要解決了生產(chǎn)管理部門在制造過程中復(fù)雜工藝過程的管理問題，應(yīng)用在制造工藝管理中的各個(gè)階段，包括規(guī)劃階段和工程階段。在這些階段中，系統(tǒng)采用其本身的計(jì)劃工具、運(yùn)營(yíng)過程仿真優(yōu)化工具、工程工具、裝配仿真、質(zhì)量控制工具等來仿真和優(yōu)化制造過程，同時(shí)又可以使用支持協(xié)同作業(yè)的瀏覽器工具等對(duì)整個(gè)工藝過程進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控和管理。通過與CAD、PDM、ERP系統(tǒng)的集成和交互，是企業(yè)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)和資源數(shù)據(jù)的共享。
CAPP計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)
(Computer Aided Process Planning )
CAPP是一種將企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品制造數(shù)據(jù)的技術(shù)，通過這種計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助工藝設(shè)計(jì)人員完成從毛坯到成品的設(shè)計(jì)。CAPP系統(tǒng)的應(yīng)用將為企業(yè)數(shù)據(jù)信息的集成打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
CAE計(jì)算機(jī)輔助工程(Computer Aided Engineering)
是用計(jì)算機(jī)輔助求解復(fù)雜工程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、屈曲穩(wěn)定性、動(dòng)力響應(yīng)、熱傳導(dǎo)、三維多體接觸、彈塑性等力學(xué)性能的分析計(jì)算以及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)等問題的一種近似數(shù)值分析方法。其基本思想是將一個(gè)形狀復(fù)雜的連續(xù)體的求解區(qū)域分解為有限的形狀簡(jiǎn)單的子區(qū)域，即將一個(gè)連續(xù)體簡(jiǎn)化為由有限個(gè)單元組合的等效組合體;通過將連續(xù)體離散化，把求解連續(xù)體的場(chǎng)變量(應(yīng)力、位移、壓力和溫度等)問題簡(jiǎn)化為求解有限的單元節(jié)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(shù)方程組，而不是原來描述真實(shí)連續(xù)體場(chǎng)變量的微分方程組，得到的是近似的數(shù)值解，求解的近似程度取決于所采用的單元類型、數(shù)量以及對(duì)單元的插值函數(shù)。
有限元分析(FEA，F(xiàn)inite Element Analysis)
有限元分析就是CAE軟件，有限元分析利用數(shù)學(xué)近似的方法對(duì)真實(shí)物理系統(tǒng)(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(shù)量的未知量去逼近無限未知量的真實(shí)系統(tǒng)。
當(dāng)今有限元分析軟件的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)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(shè)計(jì)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(jì)算，如果分析的結(jié)果不滿足設(shè)計(jì)要求則重新進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析，直到滿意為止，從而極大地提高了設(shè)計(jì)水平和效率。
CAQ計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量控制
(Computer Aided Quality )
數(shù)字樣機(jī)
數(shù)字樣機(jī)技術(shù)是以CAX/DFX技術(shù)為基礎(chǔ)，以機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和控制理論為核心，融合虛擬現(xiàn)實(shí)、仿真技術(shù)、三維計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)，將分散的產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)和分析過程集成在一起，使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者、制造者和使用者在產(chǎn)品的早期可以直觀形象地對(duì)數(shù)字化的虛擬產(chǎn)品原型進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化、性能測(cè)試、制造仿真和使用仿真，為產(chǎn)品的研發(fā)提供全新的數(shù)字化設(shè)計(jì)方法。
狹義的數(shù)字樣機(jī)認(rèn)識(shí)從計(jì)算就圖形學(xué)角度出發(fā)，認(rèn)為數(shù)字樣機(jī)是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)產(chǎn)品模型的設(shè)計(jì)、制造、裝配、使用、維護(hù)與回收利用等各種屬性進(jìn)行分析與和設(shè)計(jì)，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(jī)。
廣義的數(shù)字樣機(jī)從制造的角度出發(fā)，認(rèn)為數(shù)字樣機(jī)是一種基于計(jì)算機(jī)的產(chǎn)品描述，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、服務(wù)、維護(hù)直至產(chǎn)品回收整個(gè)過程中全部所需功能的實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)仿真，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)產(chǎn)品的各種屬性進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析與仿真，以取代或精簡(jiǎn)物理樣機(jī)。
虛擬現(xiàn)實(shí)
虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR，又譯作靈境、幻真)是近年來出現(xiàn)的高新技術(shù)，也稱靈境技術(shù)或人工環(huán)境。虛擬現(xiàn)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、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般，可以及時(shí)、沒有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。
二、工程設(shè)計(jì)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(yīng)該怎么理解呢?比較完整的說法應(yīng)該：BIM是利用數(shù)字模型對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)的過程。BIM貫穿建筑項(xiàng)目的整個(gè)過程，同時(shí)也涉及所有參與人員。有人將BIM的應(yīng)用分為了三個(gè)維度：時(shí)間、人、事件。需要建筑項(xiàng)目參與的各方：甲方、設(shè)計(jì)方、施工方、預(yù)制加工商、物業(yè)管理、設(shè)備供應(yīng)等全面參與，才有可能全面實(shí)施BIM。工程設(shè)計(jì)行業(yè)要全面轉(zhuǎn)向三維還需要很長(zhǎng)的路要走。
有人將BIM軟件分成了十三類，這些軟件并沒有嚴(yán)格的分界線，很多軟件可能同時(shí)具備兩類功能，或者具有不同類型的部分功能。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(jié)構(gòu)軟件和設(shè)備軟件等。這些軟件中一部分在設(shè)計(jì)院中已經(jīng)開始應(yīng)用，例如可持續(xù)分析軟件、機(jī)電分析軟件、結(jié)構(gòu)分析軟件，結(jié)構(gòu)分析計(jì)算在國內(nèi)很早就已開始應(yīng)用，日照分析、節(jié)能計(jì)算很多設(shè)計(jì)院也已經(jīng)開始應(yīng)用，另外在大家經(jīng)常使用的水暖電設(shè)備軟件中，也加入了很多計(jì)算分析功能，如電氣的照度計(jì)算、暖通的負(fù)荷計(jì)算、給排水的水力計(jì)算等等。
協(xié)同設(shè)計(jì)
現(xiàn)在很多設(shè)計(jì)院關(guān)注的一個(gè)概念是協(xié)同設(shè)計(jì)，認(rèn)為協(xié)同設(shè)計(jì)能解決設(shè)計(jì)院內(nèi)部設(shè)計(jì)流程中存在的很多問題，可以提高設(shè)計(jì)院的整體設(shè)計(jì)效率�，F(xiàn)在跟協(xié)同拉上關(guān)系的軟件有很多，有些廠家把協(xié)同設(shè)計(jì)說成一套管理軟件，有的廠家把他說成一套設(shè)計(jì)軟件。國外BIM廠家把協(xié)同設(shè)計(jì)作為BIM概念的一部份。
簡(jiǎn)單說：協(xié)同設(shè)計(jì)就是多人共同完成一個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，協(xié)同設(shè)計(jì)軟件就是提供一個(gè)平臺(tái)，保證項(xiàng)目能順暢、高效地完成。
現(xiàn)在協(xié)同設(shè)計(jì)可以分為兩部分，一部分是文檔和流程管理，屬于管理平臺(tái)，一部分是設(shè)計(jì)軟件、設(shè)計(jì)信息建的系統(tǒng)，屬于設(shè)計(jì)平臺(tái)，只有兩者合為一體，才能稱之為真正的協(xié)同設(shè)計(jì)。
物業(yè)設(shè)施管理(Facility Management，簡(jiǎn)稱FM)
按照國際物業(yè)設(shè)施管理協(xié)會(huì)(IFMA)和美國國會(huì)圖書館的定義，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(duì)人類有效的生活環(huán)境進(jìn)行規(guī)劃、整備和維護(hù)管理的工作”。它“將物質(zhì)的工作場(chǎng)所與人和機(jī)構(gòu)的工作任務(wù)結(jié)合起來。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(shè)施管理這一行業(yè)真正得到世界范圍的承認(rèn)還只是近幾年的事。越來越多的實(shí)業(yè)機(jī)構(gòu)開始相信，保持管理得井井有條和高效率的設(shè)施對(duì)其業(yè)務(wù)的成功是必不可少的。
碰撞檢查
三維設(shè)計(jì)相較于二維設(shè)計(jì)最大的特點(diǎn)是能夠立體的看設(shè)計(jì)，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(xiàn)項(xiàng)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(shè)計(jì)質(zhì)量的是建筑各專業(yè)構(gòu)件之前的的碰撞檢查，現(xiàn)在的三維協(xié)同設(shè)計(jì)軟件會(huì)將建筑、結(jié)構(gòu)、水暖電設(shè)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業(yè)之間沖突的問題。
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