世界密封巨头基于Solid Edge推进顶级技术的本土化

　　“任弱水三千，我只取一瓢饮”。虽然客户的需求是多样的，但通过定位、 产品差异化、服务差异化仍然能够获得最适合自己的一批用户。

　　研发是所有活动的源头

　　始建于1917年的约翰克兰之所以成 为世界密封巨头，在于这个集团80多年 来从传统的填料密封到现代的汽车水泵密 封、干气密封，一直是世界技术创新的 先导，从而占有了全球密封市场34%的份 额。随着中国对天然气、石油、化工等能源开发力度的不断加大以及对可持续发展 和环境保护要求的加强，安全、环保、可 靠性强、技术先进的高档密封产品和设备 在中国市场的需求量也逐渐增大，而本土 密封产品制造企业由于设计与制造工艺技术不强、对原料的投入不够等因素，生产 的产品多以中低档为主，天然气、石油、 化工等重要行业需要的高档密封产品主要 依赖进口。约翰克兰的先人一筹，就在于它较早地认识了中国市场，2005年随着天津约翰克兰公司的正式挂牌，约翰克兰中 国研究院的成立，这个世界密封巨头一步步推进着“生产本土化”向“科研生产本 土化”的战略转变。但巧妇难为无米之 炊，如何让科研活动成为真正提升天津 约翰克兰公司生产水平和价值的关键要素呢?工程技术经理杜鹃女士告诉记者，美 国约翰克兰不仅向天津分公司提供其领先 世界的最新密封技术，还共享了引导创新 的基础研发软件——Solid Edge。这款软 件重点关注于帮助以前使用二维设计的 用户快速高效地向三维设计平台迁移，向 上可以兼容高端N X系列，向下覆盖二维绘图，可以构成企业完整的解决方案，帮助约翰克兰根据中国市场需求的特点，胜任日益复杂的新产品设计需求，建成协同创新平台。

　　约翰克兰提供的干气密封产品，顾名思义就是采用“以气封气”、流体动静压结合的非接触式机械密封，是目前世界上最先进的一代高速透平压缩机轴端密封型式，具有端面非接触、使用寿命长、可靠性高、功耗低和节约能源等特点，由于压缩机工作介质的特点、环保要求以及现场工艺的需要，正逐步成为普通高速机械密封的理想替代产品，受到广大用户的欢迎。但该产品设计差异性非常大，客户的安装工艺往往也是多样化，这使得密封结构计算和公差尺寸复杂、设计制图工作量大，工程师陷入了大量重复性的图样绘 制工作中，但依然很难满足巨大的市场需求，无法对密封的新技术、新结构及新产品进行深入拓展和研究，产品设计急切需要专业化的设计工具快速高效完成工作。面对通用密封件行业普遍采用二维C A D的 这种实际设计现状，美国约翰克兰就较早 地实施了Solid Edge软件进行研发，从中找到了很多机械工程的感觉，处理大型密封装配项目的效率也更上一个台阶。天津公司作为一家新成立的企业，Solid Edge 该如何更具实用性、更符合新生企业的设计需求呢?杜鹃女士一句朴实而生动的话语道出了真谛，“好的软件产品，就是客户想要的产品!”

　　基于Solid Edge实现设计与工艺的并行设计

　　“做客户想要的产品”，这句话诠释了Solid Edge软件发展的方向，当然，这里所指的做之所想，并不是说机械地去复制客户的意愿，而是以他们的需求作为软件培训和二次开发的一个重要指标。杜鹃女士表示，在采用Solid Edge之前，公司主要的设计平台是Auto CAD。记得Solid Edge三维导入初期，遇到了一些困难，主要是二维与三维设计思路不同，设计人员不太适应。为了解决这个问题，Siemens PLM Software公司和北方地区核心代理商恒华创益科技公司的技术顾问、培训专家，站在用户的角度，结合三维设计的优势和密封产品的结构特点，每月为设计人员工程师组织一次专业和高效的培训。加上Solid Edge本身的易用性，新手不到一周的时间就能上手，一个月就能熟练掌握Solid Edge。自2005年底开始使用至今，Solid Edge快速灵活的产品建模功能、变量化与模块化设计、以及经过实践检验的二维制图功能为企业的产品研发带来了明显的优势，优化了公司产品开发的各项流程。工程部经理刘艳梅女士介绍了其中的设计细节。

　　在密封系列产品的设计中，结构相似性程度越高，越适合于采用模块化和参数化设计。产品结构设计的计算模式相同或相似、产品标准件和通用件越多，越方便于特征建模技术在的应用。天津约翰克兰公司通过几年的技术实践和成熟研发，目前已使用Solid Edge软件进行了干气密封、湿封、小型密封产品的特征建模及其系列产品的参数化设计，对常用标准件基于装配特征进行分类，完善了三维参数化标准件库。随着密封产品复杂程度的增加，机械设计中标准件的数量日益增多，这种基于Solid Edge环境建立三维参数化标准件库的新方法，可以帮助工程师在设计密封件装配体时，从标准件库中获得满足设计要求的标准件，减少了重复劳动，提高设计效率。而且基于尺寸驱动建立的零件库是完全开放的，工程师可以随时根据需要再扩充数据库。目前在Solid Edge 平台上，已经完成了超大尺寸干气密封设备的三维实体造型设计，可以比较直观地反映结构，在变量化设计过程中，参数随时修改、模型即随之变化，并将主要参数保存到数据库中。

　　现在，天津约翰克兰的研发流程已经基于Solid Edge软件实现了三维设计数据与二维工艺数据的集成，以Teamcenter 为基础初步实现产品设计过程的管理、数据分析和工艺流程，把产品设计、工艺过程有机地集成起来，为公司生产提供准确的数据。通过在密封产品的设计审批流程中发送白图给工艺设计，实现设计和工艺的并行设计，提高设计效率。其中 Solid Edge 2D Drafting具有完整的二维设计功能，同时能够读取和转换所有DWG 格式文件，为工艺设计人员提供了工艺设计工具，完成典型工艺的参数计算和图的绘制，相比较以往手工设计时，不仅提高效率，而且保证了参数计算与绘图的精确性。所以与以前传统密封产品设计开发相比，设计效率提高了2～3倍，设计差错率 也显著降低，在生产实际中发挥了巨大的作用，增强了约翰克兰产品的竞争能力、提升了企业形象，亦是更好地为天然气、石油、化工等行业用户提供满足长周期寿命、低耗能的密封产品，做他们终端客户想要的产品!

　　打开协同设计的多彩之门

　　时下许多密封装备制造业企业的生产模式逐步向多品种、小批量、定制化生产的方式转变。市场对产品从研发到投产周期的要求越来越严格，客户的个性化要求层出不穷，企业需要在最短时间内满足客 户更多的需求，因此必须具有高效的协同平台。目前，天津约翰克兰的很多工作都是在与印度克兰公司数据共享协同，包括文件传输和图档存储。在Solid Edge设计工具的基础上，集成了对新的Teamcenter SOA的支持，能够经由公司范围的网络从远程站点访问一个中心数据库。数据从最初建立一直到整个设计周期，都可以实现数据共享，能够与全球异地不同公司的文件格式(如先前使用二维AutoCAD的DWG格式)互相兼容，公司内部每个项目设计师在预先设定的权限范围内都可以自由上传和下载图样、文本等资源，相互参阅，新添加的嵌入式客户机结构编辑功能，使整个价值链的协同变得更加容易。另外，在同一个平台进行工作，一旦确定销售订单，各部门按照订单确定的技术状态开展工作，完成后，系统内用于指挥生产的各类数据也就生成了，没有任何的重复工作和等待。通过这种方式，各部门可以很方便地从系统中提取所需信息，比如研发部门可以提取历史销售信息、密封产品配置的被选信息、零部件的采购信息、客户的行业背景和需求等，研发部门通过分析后，来指导新产品的研发和老产品的完善，实现数据投资回报的最大化。

　　目前看，产品设计平台正由二维CAD向三维CAD发展，由独立使用向与管理系统的集成应用发展。如今，天津约翰克兰实现了二维/三维一体化设计、设计和工艺集成、设计和管理集成，产品设计已经由以前的单机二维绘图发展到网络化、协同的三维设计。这之中的变化，除了得益于Solid Edge灵活易用、强大的装配管理等特性，同时也离不开公司制定的配套管理措施。往往好产品的产生、成功应用案例的形成，不是一蹴而就的，需要一个不断完善和调整的过程。在这个过程中，软件供应商、代理商与企业的无缝沟通与配合非常重要。五年来恒华创益的Solid Edge技术支持团队与约翰克兰一直保持联系，评估客户的需求，开展标准化、系列化和模块化的培训工作，帮助客户优化设计思路、通过互联网顺畅协作、加速产品研发过程，帮助天津约翰克兰在产品的设计创新上打下坚实基础，为公司赢得市场提供有力支持。