0 概述
我国加入WTO，意味着我国经济将全面溶入国际经济体系，对于中国制造业来说，既有加快发展的良好机遇，又要面临着更加严峻的挑战。
随着计算机技术的突飞猛进的发展和市场竞争的要求，我公司应用计算机技术越来越普及，越来越深入，特别是CAD应用已经相当成熟和普及。我公司已经建立了约400个节点的计算机网络系统，实现了设计部门与工艺部门及部分管理部门的联网，实现了设计数据与工艺数据的简单传递与共享；实现了设计部门内部数据传递与共享，网络中配置有高档的大型CAE/CAD/CAM一体化软件UNIX/NX软件，大量的微机CAD软件INTECAD及适合于系列化设计的OBJECTD系统，还有大量的应用软件，形成了从低端到高端比较完善的设计平台，甩掉了旧图板，大大提高了设计效率，缩短了设计周期，提高了设计质量。利用先进的CAD设计手段，已经开发出百余套新产品，为企业带来了巨大的经济和社会效益。
尽管我们在技术创新、产品创新方面取得了可喜的成绩，但还远远不能适应残酷的市场竞争。如企业资金困难，技术人员紧张，忙于产品设计，没有足够的精力做基础性研究，没有形成专业CAD系统，CAE应用还不够深入，原有的技术图档没有实现有效的管理、利用，各个GAD系统没有实现有效的集成，因而，产品设计效率还不够高，产品设计差错比较多，设计质量还不够高，还不能适应快速响应市场竞争的需要。
高校学科齐全，人才济济，科研能力强，走厂校结合产学研之路，利于优势互补，对于全面提高企业在国内外市场的竞争力，对于加速高校科技成果向生产力转化有着极其重要的推动作用，而且对于整个国民经济的发展具有深远的影响。
1 项目内容及系统功能
该项目是以CIMS系统中工程设计子系统为主线，在现有CAX基础上，进行二次开发，建立以产品开发为核心的重大技术装备的产品设计系统，并利用PDM技术，实现产品信息的集成。该项目作为整个重大技术装备计算机集成制造系统的重要部分，既解决企业急需问题，见效较快，同时便于以后系统的分期实施。其具体目标是实现太原重型机械（集团）有限公司技术中心与太原重型机械学院现代材料加工技术中心之间的专线网络连接，建立厂校信息快速通道，共享院校技术、人才资源；在原有CAD/CAE基础上，创建基础数据库，进行CAD专业化开发和CAE深层次应用开发，并利用PDM技术实现CAD/CAE的有机集成和产品信息的集成，从而提高现有技术文档资源的有效管理和有效利用，高度集成产品设计的各个环节，形成高效的并行设计环境，从而提高设计效率和设计质量，缩短产品开发周期。
项目包括四个予项目：太重一重院合作平台建设、CAD专业应用开发一铸造起重机CAD、CAE深层次开发及应用和PDM系统开发及集成等四个子项目。
1.1 重与重院合作平台建设
对太重现有网络系统进行了扩充完善，并实现与重院的连网，并开发建立了双方合作平台，实现了院校的技术、人才资源共享；通过合作平台，能够方便地开展项目的合作；了解项目开展的动态，查询项目的合作的结果；通过合作平台，可以直接利用重院的计算机软硬件资源，如MARC有限元分析软件，为公司的产品设计服务。
1.2 CAD专业应用开发——铸造起重机CAD
针对太重典型支柱产品之一——铸造起重机，进行专业CAD应用开发，建立必需的基础数据库、标准件库和规范的图库，开发起重机辅助设计软件，标准选型软件，部分零、部件的参数化绘图软件，部分关键件有限元分析软件，能够改进产品结构，评价设计质量，实现部件、总图的高效拼装，形成专业的CAD系统，提高设计速度，降低综合成本，为快速响应市场需求提供技术支持。
1.3 CAE深层次开发及应用
以国外高水平的商品软件为主要设计分析平台，利用ActiveX自动化技术、动态数据交换技术以及网络通信技术实现了CAD系统与CAE软件之间高效数据传输和信息集成。在此基础上，通过对6个有关产品主导工艺及关键零部件的实例设计分析表明，基于网络集成的相关软件系统能够满足重大技术装备产品开发中的技术需求，分析结果可靠性强，大大提高了产品设计的科学性。
1.4 PDM系统开发及集成
研究PDM技术，利用计算机网络、数据库最新技术，以产品及零部件为对象，实现产品图档及相关技术资料的有效管理和高效利用，并利用PDM技术，建立产品并行设计环境，来组织项目的实施，从而提高整体设计效率，保证技术资料安全。具体功能如下：
(1)实现了产品图档及相关技术资料管理
(2)实现了项目管理及组织实现产品并行设计
(3)实现了产品结构管理
(4)实现了版本管理
(5)实现了BOM表自动生成
(6)实现了打印管理及统计
(7)实现了原有图档自动归档
(8)实现了圈阅批红
(9)实现了提供多种查询
(10)提供多种安全保障
2 实施原则
该项目是一个极其复杂的系统工程，我们将坚持以下原则保证系统顺利进行。
(1)总体规划，分步实施，效益驱动。
(2)实用性确保为企业解决实际的问题，给企业带来效益。
(3)先进性确保系统的先进性，能够适应未来5--8年的计算机发展。
(4)开放性系统选型采用国际标准，确保系统将来的扩展。
(5)安全性PDM系统管理的数据，都是企业的重要数据，因而，要确保系统的安全性，保证系统不受损坏，技术不被泄密。
(6)可靠性保证系统的稳定可靠运行，从而保证企业正常运转。
3 本系统总体设计
重大技术装备设计系统以太原重型机械（集团）有限公司的重大技术装备主导产品为实施对象，在CIMS框架体系下，在其典型产品如起重机、轧钢机械、锻压机械、挖掘机等CAD、CAE应用基础上，综合利用企业、院校现有人才、技术和物质资源，在引进各种CAX和PDM技术的基础上，通过二次开发、网络建设、系统集成，建立太重与重院合作平台；开发专业化的铸造起重机CAD综合利用重院、太重现有的NX、NAS TRAN，MARC、DFORM等大型CAE/CAD软件和有限元分析软件，解决产品设计中实际问题；并利用PDM技术，实现产品图档及相关技术资料的有效管理和高效利用，建立产品并行设计环境，最终完成重大技术装备的计算机虚拟设计制造系统。
图1 基于PDM的重大技术装备设计系统
4 系统设计平台
操作系统：WIlNDOWS NT/2000/98，考虑向UNIX平滑过度。
网络协议：TCP/IP
CAD环境：AUTOCAD/INTECAD UNIX/NX、OBJECTD、SOLID EDGE
数据库：ORCALE
开发工具：VC、VB
有限元分析软件：MARC、DFORM、UG
PDM平台：SMARTEAM
5 项目的特点
5.1 产学研结合，实现优势互
太重技术中心是太原重型（集团）有限公司的设计研究部门，本身是生产与科研的结合体。太原重型机械学院则是教学与科研的结合体。两者强强联合攻关，产学研密切结合，有利于发挥双方的优势，并形成优势互补。
5.2 运用高科技改造传统产业
山西是一个老工业基地，机械行业又是一个传统产业，受新兴产业的冲击较大。针对重型机械资金密集、单件小批生产的特点，如何用高新技术改造传统产业，振兴机械行业，不仅是当务之急，也是国家加快国民经济发展的重要战略。
本项目旨在运用信息技术、网络技术、虚拟制造技术、CAD/CAM技术、计算机应用等高新技术，更新产品的设计、经营、生产方式。利用虚拟制造技术和软件编程技术的灵活性和柔性，来适应太重单件小批生产模式，最大限度地降低成本，提高效率。
5.3 整体规划，分布实施
CIMS系统庞大而且复杂，采取“总体规划，分布实施，效益驱动”的原则，分期分阶段稳步实施，投资规模小，见效快，形成良性循环。
5.4 新旧技术结合，保证投资效益
在太重多年CAD/CAE应用的基础上，充分利用现有资源，同时引进先进技术，实现新旧技术有机衔接，从而保证投资效益的最大化和持续化。
5.5 多平台系统集成
建立和开发了基于网络的、异构的、多平台数据共享的太重PDM环境和框架，实现了整个系统、企业产品信息的集成，实现了多平台的信息交换和信息共享，并提供了并行设计、并行工作的环境和手段，实现了产品开发过程中数据共享和并行设计及并行工作。
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本文标题：基于PDM的重型机械设计系统
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