企业简介：
创美工艺（常熟）有限公司系创美工艺(株)独资企业，于1993年12月创建，1994年11月正式投产。公司拥有世界顶级的高速冲床、数控冲床、线切割机床、加工中心、机器人、亚洲最大的镀锌生产线、华东地区最大的冲床等设备，超精密研磨机、加工中心、真空热处理等世界一流的设备。导入先进的模具设计软件，并拥有持有革新、品质意识的设计团队，能够提供先进模具的设计、制造。
创美工艺（常熟）有限公司
受访人：
创美工艺（常熟）有限公司生产革新部工程师 龚志勤
1.请介绍下贵公司产品的设计特点，在该产品设计过程中，对三维CAD设计的核心需求是什么？
创美工艺（常熟）有限公司主要以钣金类产品设计为主， 钣金零件一般可分为三类：（1）平板类，即一般的平面冲裁件；（2）弯曲类，由弯曲或弯曲加简单成形构成的零件；（3）成形类，由拉伸等成形方法加工而成的规则曲面类或自由曲面类零件。在模具设计过程中，钣金零件的形状是模具设计的主要依据，它决定了模具的总体结构和形状。而钣金零件的尺寸公差则影响着模具工作部分（如凸凹模等）形状的尺寸及公差。另外，钣金零件的材料、形位公差及技术要求等对模具的工作部件有较大的影响。因此，钣金零件模型除应包含形状信息外，还必须包含零件的尺寸公差、精度、材料以及技术要求等信息，这样才能保证模具设计结果的准确性。这就要求所采用的三维CAD软件能够进行快速建模，特别是对冷冲压成型产品的造型和展开设计。
图1 产品SolidWorks三维模型
2.公司决定应用及推广三维CAD的原因是什么？想要达到什么样的应用效果？
以前公司也走过漫长的二维设计之路，可以说二维CAD更像是绘图工具，仅仅是对过去手工绘图方式的升级和替代。CAD软件的宗旨是辅助产品设计（Design），而不是简单地进行图形绘制。三维CAD可以使企业实现产品的创新设计，因此应用三维CAD才是企业产品设计长远发展的必然趋势。我个人理解，在产品设计过程中，三维CAD的核心任务是：可视化的关联性与表达性。
以前的二维设计都是单个、独立的，随着客户要求的不断提升和当前制造业的不断发展，三维CAD的推行已势在必行！三维设计手段的运用，对外，更能体现出客户层面上的快速响应；对内，不管是设计上还是生产方面，更利于过程的可视化，运用三维CAD是企业提高产品竞争力不可或缺的手段之一。无论产品设计结果的表达是二维工程图还是三维模型，实质上都是“一系列设计条件和参数的关联”，而三维便在这个过程中体现出其自身的优势。另外，公司设计平台从二维转向三维的过程实际上也是对自身设计数据的一个标准化的过程，从长远来看，此举是利远大于弊。
3.公司目前三维CAD的应用情况如何？在推进三维CAD应用的过程中，遇到了哪些问题，是如何解决的（有哪些有待解决的问题）？
三维CAD目前在我公司的运用可以用“遍地开花”来形容，从刚开始对二维CAD软件的依赖到逐步脱离二维设计，三维CAD的应用已步入正轨。之后，又成功快速实施了PDM产品数据管理系统，目前正在向虚拟制造平台推进。当然中间遇到了各种困难，譬如说三维设计软件的本地化过程，之前习惯于二维的模式进行设计，突然转换到三维平台，难免会遇到新旧手段的冲突，这就离不开对软件进行二次开发和客户化自定义的过程。目前，我公司的产品设计过程均采用SolidWorks全参数化设计，三维CAD的全面推广应用，钣金、焊接、高级装配，以及通过有限元模块Simulation模拟实物进行应力位移的分析，结合后期实际验证提高了产品的可靠性，实现产品性能的整体优化。既继承了公司已有设计成果，同时也为今后新机种对应的系列化开发打好基础准备，为知识工程的运用打好基石。
图2 产品Simulation有限元分析
另外，随着三维CAD应用的不断推进，不管是对计算机的硬件要求还是服务器的容量要求，都是呈几何倍数增加的，为此，我们也做了一整套的革新换代；三维设计文件的瘦身效果目前还不是很明显，这是今后需要考虑的问题；再者，结合当前的市场形式和单件小批量的行业特点，就更要求我们对客户的需求能进一步地快速应对，从模型设计到钣金件的快速展开以及整个模具造型的虚拟加工，配套治具的模拟装配干涉检查，出荷包装状态的最优化等等，这一整套流程的快速提升和响应要求也愈加严峻，三维CAD在这方面的优势已经日益凸显！
4.对于很多企业感到比较棘手的三维标注和三维模型存档的问题，贵公司是如何处理的？
针对三维标注，我公司有自身的一套体系和图面要求，同时也有对应的数据库进行支持。建立在产品设计参数化的基础之上，三维标注的确可以大幅提高准确度和效率。在三维模型的标注方面，我们也尝试过二次开发，但是标准化方面还有待进一步提炼。当然，产品和设计手段的规范化是前提。
对于三维模型存档，我想这是我们公司做的比较成功的一面，我们在三维设计平台搭建之后不久就考虑了PDM项目的实施，在不到一个月的时间里就上线运行，并对之前积累的大量产品设计CAD数据进行了整合。实施之后，不仅实现了图文档管理，工作流程的管理和对业务的驱动，还实现了对应的项目管理和版本控制等等。以上问题的处理，都体现出了一点：人是最为关键的一方。知识的共享，设计库的建立，都是本着未来企业发展为目的而建立起的重要的不可或缺的一部分。
图3 SolidWorks EPDM产品流程数据管理
5.目前来看，贵公司三维CAD应用效果已经相当不错了，企业的下一步目标是什么？
创建三维零件模型，不仅仅是为了造型，正确的模型应当为以后的许多使用（如产品设计的变更、装配、CAE分析、运动分析、包装模拟、数控加工以及ERP基础数据等）做好充分的数据准备和参数驱动，这是三维造型实现全三维设计的目标。要实现这个目标，就要求所创建出的零件造型结构完整，尺寸和几何约束齐全、更加精准。当然，三维最终还是要面向生产的，目前，我们运用3DVIA Composer对包装状态进行动画模拟，并制作了客户参照用的装配手顺书，既更好地服务于客户，也更有效地节约了包装和产品运输上的成本。针对绿色制造，运用了SolidWorks Sustainability，从设计就开始考虑材料对环境的影响，严把低碳关，综合以上原材料、包装、运输、节能等生命周期中的固定环节，我们同样进行了优化分析，将低成本的经济效益做到至善至美。
图4 创美工艺SolidWorks生命周期评估体系
6.请结合贵公司的应用经验谈谈三维CAD应用的优势主要体现在哪些方面。
在这里，我仅谈一些自身的观点和认识。三维CAD对我来说，最深的感触就是其对于三维设计思路的表达很直观，它是设计者和生产者之间更直接、更佳的交流工具，使得知识和信息的传递更简单容易。企业要实现全三维的应用，接受三维是重要的第一步。我公司当时在推行三维CAD的应用上，做了大量的工作，包括将工程师日常设计工作中对三维CAD的应用与绩效考核挂钩，组织企业内部三维设计大赛等，只有有了共同的平台和交流，才会有提升和发展。
三维设计手段的应用则是实行并行协同设计的有利平台，三维CAD可以支持设计人员进行协同设计，极大地提高协同工作效率。制造业处身于信息化和数字化快速发展的时代里，面对激烈的市场竞争环境，作为一个跨国企业如何进一步推进各子公司之间分享设计及生产的产品数据，并在此基础上缩短其生产开发周期（Time），提高产品质量（Quality）并降低成本（Cost）是企业生存和发展的关键之一。
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本文标题：三维CAD驱动创美工艺实现产品创新设计
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