浅谈三维CAD软件在变压器制造行业的应用

一、引言

    随着CAD应用软件和应用技术的不断发展，广大的设计人员对CAD系统的功能要求也越来越高。国内大多企业已不再满足于借助CAD系统来达到“甩图版”的目的。而是希望能使企业的设计人员从本质上减轻大量简单、重复、烦琐的工作量，使他们能集中精力于那些富有创造性的高层次创新设计活动中。由于三维CAD系统具有可视化好、形象直观、设计效率高、以及能为CIMS工程中各应用环节提供完整的设计、工艺、制造信息等优势，使其取代传统的纯二维CAD系统已成为历史发展的必然。但是，由于我国目前的制造业基础的现状的制约，国内制造企业应用的整体技术水平和企业、人员的习惯定势等影响，二维图纸的应用不仅不会在短期内全部消亡，反而还会作为指导生产、制造的载体长期存在，并不断随着计算机软硬件平台的发展而飞速进步。

    二、国内变压器行业CAD应用现状及展望

    从我国目前国内变压器企业的CAD应用情况来看，目前大多广泛应用基于PC平台的二维CAD系统，如：AutoDesk公司的AutoCAD系列，国内的开目公司的开目CAD、华软的interCAD、高华的GHCAD、凯思的PICAD等。但也有个别有实力的企业也早开始了具有发展潜力的三维软件的应用，如沈变公司最早在行业推广的AutoDesk公司的MDT，西变厂早期上马的基于UNIX工作站的纯三维CAD系统Pro/E等高端产品，及近两年在国内应用较广的solidwork、solidedge等中端产品，这些也主要被一些大中型企业所采用，但大多因其价格、系统开放性、软件本地化特性和用户素质要求等众所周知的限制，多数企业并未使其发挥应有的作用。从变压器企业应用的实际需求和通过与国外同行企业如ABB、ALOSTOND的应用对比及市场分析来看，今后国内变压器行业CAD的应用分布将发展为：
    从事纯二维绘图和设计的约占25%，这类应用主要以小型变压器企业为主，以适应基本上是小作坊式的人工识图、手工制作的生产工艺需求。
    从事纯三维设计的将小于25%，集中用于变压器行业的科研院所及高校研究机构，主要用于大型装配设计和复杂的工程分析。
    既从事二维绘图又从事三维设计的将大于50%,主要在国内大、中型变压器制造企业应用，以广泛适用于零部件及其一般装配设计和分析，最终以生产二维图纸和接口数据以指导生产和采购。

    三、三维软件在变压器行业应用所面临的问题

    当然，从上述分析来看，三维软件在行业的应用，从无到有并在逐步推广应用，已成为不争的事实，但企业在实际应用和推广中还存在诸多客观现实存在、理解和技术实施方面的问题。

    1、在软件选型和应用管理认识方面所存在的问题

    企业在三维软件的引进方面，不能根据客观需求和本企业现实条件，盲目引进。能够有精力和实力引进三维软件的企业大多属效益较好，急待进行技术改进和设计效率提高的企业，因此，此类企业在资金投入方面并不吝啬，但由于软件在引进前企业大多并没有此类软件的技术专家或人才。因此，在软件引进和选型方面由于经验不足，往往会根据软件推销厂商的推销和吹嘘，盲目引进了功能很全很大高端产品，或功能很弱的三维软件低端产品，结果往往造成软件的错误选型。则也必然导致软件后期在使用过程中的无法真正推广。
    应用三维软件的企业的目的大多是为了提高设计效率和设计质量问题。但由于对三维软件的期望过高，单纯认为通过三维CAD软件的普及应用就能够解决企业设计的效率和质量问题，而忽略了设计人员的专业技术、技能的具备和提高，丰富的产品设计经验和专业技能才是提高产品设计质量的根本，产品是设计出来的不是画出来的。#p#分页标题#e#
    企业领导对软件的应用推广认识不足。大多企业领导往往认为使用推广应用了三维CAD软件就能够实现数控加工，离无图纸化生产应用就不远了。因此，往往对三维软件的使用期望过高。其实，由于国内变压器制造行业的基础设施所处的现状，本身各中生产线并不具备数控加工的功能，且变压器制造行业本身就是个半手工的制造行业，因此，要想通过三维软件将设计出的产品数据直接传输用于数控加工或自动流水线的加工装配，还有待于整个制造业基础设备的自动化性能的具备，和行业自动化生产水平的提高。否则，即使有了通过三维软件设计生成出的数据，也没有用于加工的自动化生产线。最终，仍然无法“逃脱”还是要生成二维图纸、人工识图制造产品的半手工业制造的宿命，
    企业在三维软件的应用推广中，对三维软件的开发推广技术人员重视和管理措施不到位。由于三维软件的开发和推广人员大多是这些企业的中青年技术骨干，且大多属跨专业的特殊复合性技术人才，企业在引进三维cad软件时，大多能够通过物质和奖励来调动人员的积极性。但随着应用的深入开发和推广，企业往往忽视了对这些人员的管理和积极性的调动，因此，往往造成企业投入大量人力、财力购置了高端的产品、培养了尖端的人才，要么无法把这些人才的积极性调动出来，造成人才的闲置，要么最终无法留住这些人才。结果造成引进软件无法按计划深入开发、推广。

    2、在技术应用方面

    由于在制造行业中，三维软件的开发和使用推广，大多是从航空航天业、汽车制造业开始的，这些行业都有如下特点：自动化生产程度高、设计生产周期相对较长、产品的制造成本高、安全性能要求较高，产品制造种类和变化相对比较固定单一，因此，从以上特点来看都和三维CAD软件的功能特性相吻合。但从变压器制造行业来讲却都多属手工加工制造，小批量或单台制造较多，订购、生产周期较短，因此，在引进推广过程中就总会感觉在实际使用中问题较多，无法达到象软件推销商宣传的效果。
    由于行业制造的特点，三维cad软件在变压器制造业的使用过程中，通常需要在设计生成三维模型后再生成二维图纸，以最终指导生产加工，因此如果软件对三维模型的生成速度慢，或从三维不能完全生成二维图纸，则往往造成实际应用过程中二维图纸的生成困难，或实际设计周期长。从而形成实际设计周期长。从而失去了引进推广的初衷。
    国内变压器行业使用的三维软件大多是从国外引进，因此，从设计的三维模型转化到二维图形会存在诸多和行业标准或国标不相符的情况，因此，在二维图纸用于生产前，还需要做不小工作量的国标化工作。如标注、线型、明细栏写法等均需要修改，因此，也事实造成设计过程中的工作量。
    其次，由于三维软件本身是从国外引进，其国内大多是软件销售或代理商，因此，从技术支持和售后服务上也大多很难满足企业的实际开发需要。

    四、三维CAD软件在变压器行业应用的展望

    首先，在行业中要很好的应用好三维cad软件，应用企业首先应该对三维cad软件的特点功能和所能够解决的问题，有清醒的认识，不能盲目认为三维cad软件就是高效的设计工具（软件推销商总是讲他的软件是如何快和好的）。在这个条件成立的前提下，还需要许多外在条件的支撑，还需要整个制造业基础设备制造水平和自动化程度的提高。
    由于三维设计与我们的传统设计思维冲突大，我们的绝大部分工程设计人员都是从画法几何开始学设计的，三视图投影观念已很深蒂固，与现代的三维建模是完全两种设计思路，应用三维设计的难度可想而知。但现代的三维设计毕竟是产品设计的方向，这就涉及一个如何由传统设计向三维设计过渡的问题，这个过渡过程是漫长而艰巨的。#p#分页标题#e#
    要解决好二维CAD与三维CAD应用的关系。尽管三维设计技术已很成熟，但国内企业的经济实力和技术实力特别是人员素质尚不具备将三维设计作为普通工具来应用，从目前行业应用三维设计的效果来看只能解决局部的问题，二维设计在很长一段时间内仍然是变压器行业CAD技术应用的主流，企业在二维CAD上的投入才真正能够取得最好的投入产出。二维CAD的应用潜力和效益还远未发掘出来。
    其次，企业负责三维cad软件推广的领导要有高瞻远瞩的决策水平，注意培养一批敢于创新、精于业务、刻苦钻研、富有献身的技术骨干队伍，要有操作者，维护者、开发者三类技术人员，以保证软硬件的定期维护、二次开发和使用者。许多事例告诉我们：三维cad实施成败的因素不取决于投资多少，而取决于领导层决策是否在充分调查研究，反复试验的基础上，选拔和培养了一支技术骨干队伍。人才的培养需超前，为引进新软件打基础，通过技术骨干对应用软件的移植，修改和消比吸收，再进行人员的广泛培训，人员的培训要做到分成三类，即推扩、开发和应用，维护人员要做好对机器的定期维护保证机器的正常运行

    五、结束语

    总之，从长远发展观点看，三维CAD技术势必会取代二维CAD的设计、生产。随着微机性能价格比不断提高,CAD/CAM/CAPP/CAX技术的日趋成熟,微机平台三维CAD软件已呈迅猛发展之势。但最终，三维CAD技术全面的应用到变压器制造行业，这个过程不是一蹴而就，它需要在整个制造业基础设施制造逐渐成熟、发展到了一定的水平，应用的企业管理应用能力和需求确实都上去了，这才会成为顺其自然的趋势。