齊健

模塊化、輕量化是目前國內(nèi)起重機(jī)設(shè)計(jì)的主流趨勢，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，降低用料成本，保證整機(jī)安全可靠，已經(jīng)成為各大廠商追逐的熱點(diǎn)。然而，結(jié)構(gòu)模塊化、設(shè)計(jì)輕量化說起來“輕巧”，做起來卻有一定的困難。我國傳統(tǒng)起重機(jī)行業(yè)采用的設(shè)計(jì)手段主要是自下向上的二維設(shè)計(jì)，這樣的設(shè)計(jì)方式很大程度上限定了起重機(jī)部件的通用化程度，導(dǎo)致零部件借用困難，很難實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)，造成了產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期長，改型困難，管理復(fù)雜等問題。目前，很多國內(nèi)廠商開始逐步采用模塊化、協(xié)同設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)方法，希望可以籍此縮短設(shè)計(jì)周期，壓縮交付時(shí)間，提高資金周轉(zhuǎn)率。

法蘭泰克重工股份有限公司（以下簡稱法蘭泰克）是一家專業(yè)的起重機(jī)及物料搬運(yùn)產(chǎn)品制造和服務(wù)供應(yīng)商，其產(chǎn)品以橋門式起重機(jī)為主。歐式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)輕量化是法蘭泰克多年以來研究的重點(diǎn)，根據(jù)對市場上多款同類產(chǎn)品的對比調(diào)查，法蘭泰克確信自己設(shè)計(jì)生產(chǎn)的歐式起重機(jī)比市場上的同類產(chǎn)品整機(jī)自重輕 30%左右。

三維設(shè)計(jì)是把“利劍”

早在 2002年，法蘭泰克就已經(jīng)看到了起重機(jī)結(jié)構(gòu)輕量化的發(fā)展方向。法蘭泰克最初的輕量化產(chǎn)品主要是從歐洲引入的歐式起重機(jī)，而后的幾年中，便開始逐步開發(fā)自己的輕量化產(chǎn)品。隨著研發(fā)設(shè)計(jì)的不斷深入，傳統(tǒng)的二維CAD軟件的“劍鋒”顯得越來越鈍了。在二維 CAD軟件中，很多的設(shè)計(jì)修改與改型設(shè)計(jì)，都是牽一發(fā)動(dòng)全身，只要一個(gè)零件改了，整個(gè)裝配都要重新做，產(chǎn)品設(shè)計(jì) BOM也要重新生成，這給每天都需要繪制大量圖樣的起重機(jī)設(shè)計(jì)工程師帶來了很大的挑戰(zhàn)。二維圖樣導(dǎo)出 BOM需要二次開發(fā)模塊，后續(xù)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)也無法完成無縫對接，更別提保證圖樣唯一性和版本管理了。協(xié)同設(shè)計(jì)不順暢，在多個(gè)工程師協(xié)作的項(xiàng)目中，每個(gè)工程師對零件的修改無法與整個(gè)裝配統(tǒng)一。而二維軟件不能管理產(chǎn)品的樹狀結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致修改了零件，而沒有將對應(yīng)的總裝配圖一一進(jìn)行修改則，也是常有的事兒。

面對這些問題，法蘭泰克研發(fā)中心副主任孔春元坐不住了。2013年，孔春元提出在法蘭泰克的研發(fā)部門中推行三維設(shè)計(jì)軟件以及 PDM設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。經(jīng)過一年的對比考察，孔春元選擇了他認(rèn)為性價(jià)比最高的西門子三維制圖軟件 SolidEdge。三維軟件的功能優(yōu)勢很明顯，零件與裝配體可以聯(lián)動(dòng)修改，一個(gè)零件改了，裝配體也跟著改。設(shè)計(jì)過程中可以進(jìn)行干涉檢查，遇到問題及時(shí)修改。設(shè)計(jì)圖樣也更加直觀清晰，所見即所得，配合 PDM設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，方便協(xié)同工作。但 SolidEdge最吸引孔春元的其實(shí)是價(jià)格，他說：“我最開始考慮的軟件其實(shí)另有其‘人，但價(jià)格一直談不攏。功能上沒有多大差別，價(jià)格卻比 SolidEdge貴了一倍?！?/p>

孔春元對 SolidEdge的第一個(gè)正式的測試是一款環(huán)鏈電動(dòng)葫蘆的開發(fā)。這個(gè)產(chǎn)品的初始設(shè)計(jì)起升速度為 10米，而銷售在市場端得到的信息表明，8米速的環(huán)鏈葫蘆在客戶中的接受程度更好，這就要求將環(huán)鏈葫蘆的齒輪箱進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，將其起升速度降低到 8米。在過去，產(chǎn)品改型需要重走一遍設(shè)計(jì)流程，按照 8米的尺寸重新設(shè)計(jì)齒輪，完成這個(gè)齒輪所在裝配設(shè)計(jì)，并更改 4個(gè)相關(guān)零件，再完成對應(yīng)的裝配體修改，前后需要更改至少 12張圖樣。而在 SolidEdge環(huán)境下，設(shè)計(jì)師只需要把總圖打開，直接選擇需要更改的零件，重新定制型號，對應(yīng)的裝配體就會自動(dòng)提示需要更新圖樣或是另存為新圖樣，然后替換對應(yīng)的齒輪。最后只需把對應(yīng)結(jié)構(gòu)重新保存，就可以完成一款環(huán)鏈葫蘆的改型設(shè)計(jì)，對應(yīng)零件的設(shè)計(jì) BOM也會隨之修改，審核人員僅僅審核修改的零部件就可以了，因?yàn)槠溆嗟牧慵緵]有改動(dòng)，審圖的工作量也進(jìn)一步減輕?！霸谶^去，修改這樣一款產(chǎn)品，研發(fā)部門至少需要一周的時(shí)間，現(xiàn)在只用了不到 3天就完成了，這個(gè)案例可以說是把設(shè)計(jì)效率提升了一倍?！笨状涸f。

設(shè)計(jì)與管理的“合璧”

法蘭泰克的起重機(jī)結(jié)構(gòu)與國產(chǎn)起重機(jī)結(jié)構(gòu)有很大的不同，因此在設(shè)計(jì)方面不能直接調(diào)用原有的圖紙，必須對起重機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，這使得設(shè)計(jì)圖樣和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的管理成為了一個(gè)工作的重點(diǎn)。

Solid Edge SP（Solid Edge for SharePoint）是西門子 Solid Edge與微軟共同開發(fā)的一款簡捷且高性價(jià)比的設(shè)計(jì)管理平臺。Solid Edge SP提供的設(shè)計(jì)文件管理系統(tǒng)，可以在可視化界面下對產(chǎn)品相關(guān)的全部數(shù)據(jù)信息進(jìn)行多版本的系統(tǒng)管理，并且提供了細(xì)化的流程管理，可以按照裝配關(guān)系、設(shè)計(jì)項(xiàng)目等進(jìn)行分類管理，還可以通過工作流程樹進(jìn)行管理。法蘭泰克是這套系統(tǒng)在中國的第二家應(yīng)用企業(yè)。

通過 Solid EdgeSP進(jìn)行設(shè)計(jì)圖樣管理，是 PDM系統(tǒng)在設(shè)計(jì)部門的主要功能，但產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖樣只是產(chǎn)品大量數(shù)據(jù)信息中的一部分。在產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)流程中，很多部門并不需要看設(shè)計(jì)圖樣，而是需要這些圖樣背后的信息。因此，企業(yè)需要的數(shù)據(jù)管理平臺并不是一個(gè)簡單的圖文檔管理系統(tǒng)，而應(yīng)該是一個(gè)以數(shù)據(jù)集方式來管理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的綜合平臺。

Solid EdgeSP的管理模式與 Teamcenter有些相似，其產(chǎn)品數(shù)據(jù)集以物料號形式管理，下面會對應(yīng)一系列的產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息，包括三維模型、工程圖樣、重量、材質(zhì)，甚至是簡單的工藝信息，以一個(gè)包的方式做管理，使調(diào)用更靈活，數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確、有序。

設(shè)計(jì)軟件與管理平臺的適應(yīng)性也是孔春元選擇 SolidEdge與 Solid EdgeSP的一個(gè)重要原因，他最擔(dān)心的就是數(shù)據(jù)接口方面會有問題。不同廠商提供的軟件與平臺難免出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟煌〞?，在未來軟件升級或者平臺升級的過程，也埋藏著數(shù)據(jù)對接的隱患。在制定采購意向之初，孔春元拒絕了很多低價(jià)設(shè)計(jì)軟件，其最主要的原因就是沒有配套的管理平臺，他說：“很多便宜的軟件我連功能都沒看就直接拒絕了，我的標(biāo)準(zhǔn)就是，沒有配套數(shù)據(jù)管理平臺的軟件，我不要，數(shù)據(jù)管理平臺貴的，也不要?！?/p>

研發(fā)系統(tǒng)需要“破而后立”

“做起重機(jī)真的有必要用三維設(shè)計(jì)軟件嗎？”這是孔春元在公司研發(fā)部門推行三維設(shè)計(jì)軟件的過程中，遇到的最多的質(zhì)疑。法蘭泰克的三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)到 2014年 6月才正式上線，從提出計(jì)劃到系統(tǒng)實(shí)施完成，花了一年多的時(shí)間，這樣的進(jìn)度已經(jīng)落后國內(nèi)部分起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)很多了。雖然目前 SolidEdge的實(shí)施效果很好，但是前期的改革過程也非常痛苦，最大的障礙就來自于設(shè)計(jì)師們早已習(xí)慣的二維設(shè)計(jì)思想。

設(shè)計(jì)系統(tǒng)的改革就是“功在當(dāng)代，利在千秋”，對于三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)的效率考評在現(xiàn)階段很難提出量化的數(shù)據(jù)。法蘭泰克要建立的是一整套研發(fā)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，需要完成 SolidEdge加管理平臺的整體化建設(shè)，這就把改革過程變得更加復(fù)雜了。目前，法蘭泰克的設(shè)計(jì)系統(tǒng)還處在基礎(chǔ)建設(shè)階段，十多年的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)需要導(dǎo)入，大量的標(biāo)準(zhǔn)件、企標(biāo)件數(shù)據(jù)亟待豐富，很多標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)方法和思想需要推廣。

法蘭泰克的產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門有近 30名工程師，其中很大一部分老工程師都在二維設(shè)計(jì)時(shí)代留下了深深的腳印，一時(shí)間很難適應(yīng)三維軟件的設(shè)計(jì)思路，目前能夠完全適用新系統(tǒng)的工程師只有 50%?？状涸f：“如果只是二維設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)三維設(shè)計(jì)，可能就沒有這么復(fù)雜了，但現(xiàn)在加入了管理系統(tǒng)，就需要規(guī)范每個(gè)工程師的作圖方式，把他們舊的設(shè)計(jì)習(xí)慣推倒重建?！?/p>

在過去的三個(gè)月中，法蘭泰克應(yīng)用三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)效果最好的 5人設(shè)計(jì)小組完成了 32噸到 100噸、6個(gè)系列、100多個(gè)規(guī)格的卷揚(yáng)小車設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)零件超過 3萬多個(gè)。從二維系統(tǒng)升級到三維系統(tǒng)的過程，都會經(jīng)歷變革帶來的陣痛，但三維設(shè)計(jì)可以帶來的效益是顯而易見的?？状涸獙Ψㄌm泰克擁有的三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)非常有信心，他相信在法蘭泰克和系統(tǒng)供應(yīng)商上海曉科科技的共同努力下，全新的設(shè)計(jì)系統(tǒng)和設(shè)計(jì)方法很快就能完全步入正軌，三維設(shè)計(jì)軟件與數(shù)據(jù)管理平臺的雙劍合壁，很快就能打破陳規(guī)，幫助法蘭泰克在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上贏得勝局。

記者手記

在談到對企業(yè)信息化建設(shè)的看法時(shí)?？状涸砸粋€(gè)工程師口吻說道：“我不是信息化行業(yè)的人，我是一個(gè)學(xué)機(jī)械的。我只是在實(shí)際工作中遇到了一些技術(shù)上的問題，我認(rèn)為這些工作本來就不應(yīng)該由人來完成，而現(xiàn)在卻都是人在做，我認(rèn)為這非常不合理，所以我才要上這套系統(tǒng)。我希望能把工程師從重復(fù)的機(jī)械式勞動(dòng)中解脫出來，把更多的精力放在設(shè)計(jì)和創(chuàng)新上?！?