在国内，企业非常注重技术的创新，不断探索新技术带来的效率提高，因此很多企业不惜重金，很早就开始尝试使用3D软件进行产品设计，从最开始的数十万美金一套到现在的几千人民币一套，都有不少企业在尝试，当然他们也取得了一定的效果。但由于企业所在的行业不同，对3D的需求不尽相同，取得的效果也是天差地别。在航空、汽车行业，由于产品复杂性及行业特定的需求，使用3D软件获得的效率明显，生产效率明显提高，但在其他行业，如冶金、煤炭、小型企业，虽然也在使用3D软件，可获得的效益就很有限，很多企业用3D，仅仅是摆摆样子。
从他们使用的现状来看，3D软件仅是处于小规模的自发应用范围，企业其他大部分设计人员以及企业的设计规范与标准、信息交流、项目交付等方面仍然以二维的DWG为准，造成使用3D软件的工程师变成了设计的孤岛，而且三维设计与二维制图使用不同的平台，3D数据不能有效传递到2D图纸，导致设计数据的不一致性，设计效率没有得到应有的提高，有些时候反而增加了工程师的负担，降低了设计效率，因此工程师很有抱怨。
1 当前的3D设计状态
那么这些设计现状主要体现在哪呢？
1）没有3D的设计标准
当前我们国家所有标准的制定都是在2D基础上，还没有一套完整的3D设计标准，工程师不知道如何来应付，就造成了工程师用3D软件设计出来的产品得不到认可，必须要再换成2D的图纸。工程师加班加点完成的3D模型，却得不到承认，久而久之，工程师逐渐淡化了3D，还是觉得2D能解决所有的问题，3D仅仅是锦上添花的事情。
没有3D的设计标准还体现在建模过程中。就是同一个零件，不同工程师的建模方法不一样，造成设计修改比较困难，设计出来的3D模型只能自己用，别人不能用，数据重用性差，这也是阻碍三维发展的障碍之一。
2）信息交流也是2D的标准
企业之间的交流、部门之间的交流，还是基于原始的2D图纸，3D只是在很有限的局部区域使用。大家拿到一个3D模型，不知道如何来判别这个模型是否是正确的？你必须把它转成2D图纸，标上尺寸，再来判别。
企业的设计部门工程师创建出3D模型以后，可其它相关配套的部门并没有使用3D软件，导致必须要绘制出2D图纸。另外，合作伙伴或者供应商也只接收2D的施工图，因此3D模型只是应用在产品设计阶段的一个很小的环节里。
3）3D数据不能通用
3D软件的发展没有做到2D那么统一，2D的数据格式就是DWG和DXF，所有的2D图纸，都能自由地打开阅读，并且编辑修改。但对于3D软件就不是这样了，如西门子公司的Solid Edge和NX，以及其他一些常用的商用3D软件，都同时在工程师中被使用，但这些软件所产生的3D模型数据却是不兼容的，有时候就造成同一个项目，不同工程师的设计数据却得不到共享，工程师之间也无法进行交流。都坚持说自己用的软件好，各自为政，但却不知给产品设计埋下严重的隐患。
4）一款3D软件不能通吃所有领域
实现无纸化生产，是企业多年来的愿望和目标，但一直得不到实现，绝大部分还需要2D图纸来过渡，牵线搭桥。要命的是，3D和2D又是用了2个系统，造成彼此的不关联，时间和精力就在这样的环境下给耗尽了。在一个企业内部，牵涉的专业广，部门多，现在也做不到用一款3D软件来贯穿所有的设计、分析、加工、管理、施工领域，因此必须是众多软件进行数据传递，协同设计。
另外，大家使用了多年的单一2D系统，对它形成了一种依赖，再加上现在所有的3D软件都在2D方面存在一些不足，以及受到2D制图标准的约束，因此企业对用一款3D软件实现二三维的一体化设计心存疑虑，工程师用3D软件只用来创建3D模型，形成2D视图后，后续的所有工作又转到标准的2D环境了，导致3D与2D数据链断裂，人为加重了工程师的负担。
5）使用3D软件存在障碍
所有的企业都经历过甩图板工程。想当初甩图板还仅仅是从手工绘图转到计算机的电子绘图，就“甩”了五、六年。现在企业积累了数量相当可观的2D图纸资料。在新产品设计过程中，很容易借用以前老的资料。特别是老工程师，他们积累的是2D图纸，但学3D软件又有点吃力，自然而然就对3D软件有所抵触。而3D软件属于新生事物，没有历史的积累，一切都要重新开始，学习3D软件又要花费一定的时间，众多因素集合在一起，使得大家对3D软件多了一份抵触，不是发自内心地想用3D进行产品设计。没有了这个动力，3D设计的推广就会停滞不前。
另外，现在很多企业使用3D软件进行3D建模，说穿了也仅仅是3D的造型，并没有充分利用3D参数化的特点，导致修改起来相当麻烦，一旦发生设计修改，有可能造成原有的3D模型要重新创建，所以很多工程师不敢多用3D设计，也有这方面的担心。
6）领导重视的力度不够
很多企业购买了3D软件，让工程师接受厂家培训，就以为万事大吉，工程师就能使用3D软件为产品设计服务。但企业设计任务多，时间紧，使得工程师的时间相当吃紧，因此工程师对3D软件的学习和应用就放到了次要地位，2D图纸的快捷修改优势就显现出来，使得产品设计越来越多地依靠2D图纸来实现，而企业领导为了生产的需要，也就放任这种现象的存在。
2 问题的根源
综合上述现状的六个方面，我们不难发现，问题的根源在于现在的企业没有适合3D的设计规范，没有适合3D应用的环境，没有适合3D交流的平台，没有适合3D发展的措施。
“没有3D的设计标准”就是没有适合3D的设计规范，工程师进行3D设计的时候没有规章可循，设计出来的3D模型不能入库，3D模型没有纳入项目交付物。“信息交流也是2D的标准”就是没有适合3D交流的平台。至少要在企业内部，制定基于3D的交流规范和平台，提升3D模型的地位到与2D图纸同等级。“3D数据不能通用”和“使用3D软件存在障碍”就是没有适合3D应用的环境。企业必须要以一款能兼容其它所有3D格式的3D软件为平台，同时加强3D软件的培训和技术交流，开展一些3D的基础工作，营造出使用3D软件的良好工作环境。“一款3D软件不能通吃所有领域”和“领导重视的力度不够”就是没有适合3D发展的措施。既然一款3D软件不能应用到所有领域，那么就应该找出适合在各个领域中应用的软件，然后规划出之间的交流接口。通过领导层的政策引导以及必要的奖励措施，促使3D设计沿着正确的方向前进。
找出问题的根源，我们就能以正确的方法来解决这些问题。
3 正确的解决方法
首先从企业问题的根基入手，为企业建立基于Solid Edge的三维设计规范以及2D图纸的新标准，并监督执行（解决问题1）；运用JT、PMI的最新信息交流技术，实现基于3D的数据交流和沟通，尽量减少对2D图纸的依赖性（解决问题2）；采用具有同步建模技术的Solid Edge实现3D数据的统一管理和重利用（解决问题3，为何选用Solid Edge将在后面有详细说明）；制定企业内部各部门之间的协同规范以及和外部接收方的交付物，尽可能简化2D图纸比例，加重3D数据的份量（解决问题4）；与相关公司合作，创建基于Solid Edge的基础库，加强3D软件的培训和技能提高，充分应用参数化技术到产品设计中（解决问题5）；领导层加大对3D的扶持力度，在企业的全范围内，包括设计、工艺、制造、管理等所有部分，使用西门子公司的产品数据管理软件Teamcenter建立工程协同管理环境，使得所有相关人员在同一平台环境下进行跨专业、跨平台的协同设计（解决问题6）。
整个解决方法可以通过下图形象地表达出来。
图1 西门子解决方案
1）三维应用的根基就是设计规范
在国标和企业标准化允许的范围内，将企业所有相关环节的人召集在一起，特别是标准化部门，结合当前2D的设计标准，以及Solid Edge软件的特点，制定出合理、有效的3D设计标准以及2D图纸标准，将3D模型纳入到企业管理环节，视3D模型和2D图纸具有同等的效用。规范制定以后，还必须定出具体可操作的监控程序，帮助工程师有效地实施这套规范。
图2 设计规范
规范的重点还在于必须将3D建模和2D图纸在同一环境下实现，即达到二三维的一体化设计，实现3D与2D的数据联动。企业要承认SolidEdge的2D图纸格式DFT与目前通用的DWG具有同等地位，并且只有在与其他专业发生数据传递的时候才导成DWG格式，其他时间全部采用DFT的格式，这样在保证信息交流通畅的前提下，还实现了3D与2D设计数据的联动和关联。
规范还必须要包含基于3D的信息交流标准。由于PMI能将2D图纸的信息直接标注在3D模型上，这样只要有3D模型，就能显示以前在2D图纸上才能表达的信息，信息交流、项目评审等相关环节，就应该采用基于PMI的3D模型，直观的3D表示能大幅度减少交流错误的产生，并减轻创建2D图纸的压力，提高整体的设计效率。
规范还要包含3D的入库标准，使得3D数据也能像2D图纸一样归纳入库，为今后新产品的设计创建有效的资源积累。
在条件许可的情况下，可以采用西门子的TeamcentercPDM管理系统，解决产品设计过程中的版本管理、权限控制、流程管理、可视化协同。下图是在Teamcenter 环境下的3D设计典型流程标准。
2）带有同步技术的Solid Edge统一3D平台
SolidEdge具有的同步建模技术是CAD的第五次技术革命，它能统一、编辑修改、重用所有3D软件的数据，是今后3D技术的发展方向。不管企业当前使用何种3D数据，我们都可以创建以Solid Edge为基础平台的企业3D设计架构，用Solid Edge来继承以前的3D数据。
同步技术克服了当前基于历史特征建模的种种弊病，可以大幅度提高设计效率，让每个工程师都能方便、快速地进行产品设计。另外，同步技术还能编辑修改、重用异种CAD的数据，使得企业的3D设计可以在借鉴前人的设计基础上得到快速的提高，从而提高整个产品的设计质量和效率。
图3 同步技术的Solid Edge统一3D平台
基于Solid Edge这个平台，我们就能倡导工程师进行变量化的产品设计，让3D模型不再是积木式的固定模型，而是根据设计条件的变化，3D模型能随之发生变化，做到快速、准确地反应设计需求，减轻工程师的设计负担。
内嵌于Solid Edge的有限元仿真工具，将世界上顶级的解算器NX Nastran包含其中，使得工程师在交付设计成果的时候，都能够对所设计的产品进行有限元仿真，真正做到无缺陷化的产品设计，大幅度减少设计成本，提高企业的经济效益。
对外交流则采用含有PMI信息的JT格式，这样既保护了企业的知识产权，又达到直观表达设计内容。如果后端加工部门使用NX系统的话，这些PMI信息还能直接导入到NX环境下，真正做到设计信息平滑传递到后端的加工环节。
3）营造适合3D的设计环境
企业前期没有真正用好3D软件，问题之一在于没有一个良好的3D设计环境，所有的工作都要每个工程师自己去做。那么我们现在就要去营造适合3D的设计环境，让工程师在一个搭建好的3D基础上再去进行产品设计，就会得到事半功倍的效果。
除了前面讲过的3D设计规范，我们还必须创建可用的3D标准件库、定制适合设计的Solid Edge模板、以及适当的客制化工作。
由企业IT部门牵头，将企业常用的标准件进行归类和整理，然后指定专人将其加入到SolidEdge的标准件库，供所有工程师调用。丰富的标准件库，可以提高工程师使用3D的兴趣，也是进行3D设计的质量保障。
另外，还要根据企业的设计特点，合理有效地定制Solid Edge模板，将一些常规的设计内容进行固化，以提高3D设计的可重用率。
适合3D设计环境还包括一个重要内容，就是要做到二三维一体化设计。如果再像现在这样，SolidEdge只是产生3D视图，2D制图还要在另外的2D环境里去完整，效率和质量就会大打折扣。为了能在Solid Edge产生符合要求的2D图纸，就必须要对当前的2D图纸标准做适当的修正。修正什么内容呢？我们就先要对现在Solid Edge的2D图纸进行测试和评估，看看当前企业所执行的2D图纸标准还有多少在Solid Edge中不能实现，或者实现起来比较麻烦的，然后将这些内容进行归类和讨论，决定哪些内容要通过修改企业的2D图纸标准来实现，哪些内容要通过在Solid Edge中进行二次开发来达到。然后在新的标准以及开发好的环境下，就必须强制要求工程师在Solid Edge中产生2D工程图纸。
4）领导参与是保证成功的关键
在企业里要成功实施一个新的项目，特别是对原有的规则有点冲突，对原有的利益链进行重新分配的时候，领导的态度至关重要，而且领导的参与度也是决定成功与否的方向标。
2D图纸标准的修改、3D设计规范的建立、创建基于Solid Edge的设计平台、基于3D的评审、基于PMI信息的JT交流、工程师的奖励激励机制等等都需要公司领导层的决定。
标准的监督执行、实施二三维一体化设计过程中遇到的困难或者挫折的时候、对当前设计进度有所影响的时候，领导的态度将至关重要。如果这个时候领导的态度出现了软化，或者变化，整个项目都不可能得到很完美的结果。
认定目标不放松的决心和意志，将是考验领导态度的重要标志之一。
另外，领导参与的程度也关系到整个项目成败。如果领导决策完后，就不再过问项目，那么就会让工程师觉得这个项目在领导层面并不是很重要，所以领导要时时关心这个项目的进展情况，并要参与到项目过程中，亲身去体验3D设计为企业带来的巨大变化，那么3D设计就一定能在企业中发扬光大。
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