现代企业产品研发需要什么软件配置？——南京东岱

DDSoft2018

这篇文章回顾了计算机在产品设计上的应用历史，可能有些观点会颠覆您的认知。可以预见，3D CAD与PDM的融合是一个不可回避的事实，同时也是技术发展的一个必然结果。
企业产品研发，您需要什么样的软件配置？这个问题如果放在30年前，那就不是软件，而是图板和丁字尺。如果放在15年前，就是2D计算机辅助的绘图软件。如果是当下，对一个制造企业或一个产品研发企业，计算机绘图或者3D产品模型设计好像也不能满足企业的研发需要，这是我们今天需要讨论的话题。曾经，我们奔走在大江南北推广计算机辅助绘图，有人说，计算机绘图还不如手工画图快。这个说法很快就被2D CAD的普及淹没了，因为人们很快就发现，计算机辅助绘图虽然起步学习有点门槛，但一旦上手，非常快捷。其中，完全打败绘图图板的是图纸的修改，对手工绘图来说，修改图纸是一个非常艰难，且费时的工作。图1 传统手工绘图很快，进入21世纪，3D CAD开始出现在市场上。虽然国际上早在上个世纪80年代，3D CAD就已经商用，但在国内，可能直到2000年之后才开始大面积的普及。为了设计一个零件，需要建立零件的3D模型，这在一开始，同样不能为众人所接受。首先是对计算机的显示能力和速度提出了要求，设计一个零件的模型会产生一大堆数据，这是一个较大的模型文件。图纸不是直接画的，而是从三维模型投影来创建的。产品结构和外形的设计从最初的2D绘图，到3D模型设计，这显然跨了一个很高的台阶。一开始，正如早期甩图板一样，在市场上推广很难。原因也是非常简单的，产品的零部件其实用二维的视图已经可以满足生产需要了，三维建模再生成二维投影图显然又多做了一步，而且这一步不是太简单，需要企业投入较大的人力和资金。图2  计算机3D辅助设计
从2D CAD到3D CAD的普及，这个过程没有当年甩图板那么干脆，可以说，这是一个市场自我认知的过程。在国内CAD应用上，大概从上世纪90年代中期，到2010年，前后15年的历程。为什么市场逐渐认同了3D CAD，使得3D CAD成为企业产品研发的主流工具，大概有以下这样几个原因：对简单零部件，2D绘图是比较方便的，但是对复杂或稍微有点复杂的零部件设计，3D CAD及其出图似乎更加方便。设计的验证比较直观，更重要的是方便。因为3D零部件有装配关系的定义，且软件可以发现设计的缺陷。如果在研发中需要进行计算，那么3D模型就可以直接拿来使用，显然2D图形这件事情一下子做不了。应用3D CAD已成为当今很多大学生毕业的基本技能，这就自然导致再回到2D的投影制图世界已成为历史，没有时代感。
与此同时，计算机硬件的显示和计算能力已今非昔比。对现代制造企业来说，没有产品研发就几乎没有可发展的希望。一个没有希望的企业被市场淘汰，只是一个时间问题。因此，随着中国制造业的转型升级，原先满足于产值攀比和财富积累的企业开始把注意力从能生产转向能研发与创新上来。
计算机的普及与大量应用，迅速引发了新的问题，一个企业每天用计算机产生的数据和文档越来越多，速度越来越快。这些设计和用于生产的数据或文档有正确的，也有错误的。也就是说，在研发工程师那台电脑里，有用的数据和没用的垃圾数据并存。人们会觉得现在电脑是越来越慢，手机里面的内存是越来越不够用。先进的软件在产生数据方面也与往日的软件不可同日而语，这也可能导致工厂中把错误的数据投入到生产中，造成生产报废和成本损失。也就是说，随着3D CAD的大量普及，如何优化电脑和软件配置已成为现代企业在产品研发中一个不可忽视的问题。
图2  计算机3D辅助设计
显然，CAD应用的深入带来的问题就是你可能要优化和管理你产生的数据，这可能是必须的，而不是如前几个计算机应用发展阶段那样可以随着人们觉悟，或者认知的提高来逐步接受。如果你关心当前国际上计算机辅助设计制造技术的发展现状，就会注意到，现代CAD已经把产品数据管理PDM作为CAD应用的一个标准的配置，而不是一个选项。在传统观念中，去管理产品的数据是企业走向数字化建设的一个锦上添花的事情。现在来看，事情好像并不是这样简单。在日常产品研发中，产品按照市场订单会形成很多版本，工厂要根据产品的要求进行设计更改，要根据客户来配置产品的零部件，要根据市场采购变化来变更配套的外购件。所有这些工作产生了大量的数据，而有些数据可能只是在原有数据文档上的一个很小的改动，这些不同的数据版本如果依靠人来记忆和管理不仅是劳民伤财，而且可能花费巨大，因为现在聘请一位高级的，负有责任感的管理者也许需要很高的人力成本支出。同时，企业的发展不能总是依赖大量的人力，也不能依靠运气撞见合格的人才。显然，采用系统软件的控制机制可能是一个不错的选择，这也许更加有效，更加稳定，且可以持久发展。事实上，这个变革需求实际上对一个现代制造企业就是一个刚需。如果不利用计算机软件进行数据的管理和控制，企业就需要在人力资源上更大投入，问题是这种人力投入往往是不确定的，不稳定的，甚至不可持久的。这就和现在人们更热衷于机器人、自动化一样，因为在这个方面的投资对企业来说是可控制的，可预期的，且可持续的。这样的投入从长期看（3-5年）可能比人力资源投入的成本更低，而且会伴随着科技进步一起发展，保持先进。与此同时，CAD厂家在软件的配置上也更加灵活，CAD+PDM可以按照点进行部署，而不是像传统企业信息化那样进行大规模的实施。如达索的SOLIDWORKS+SWPDM。传统大规模进行PDM实施已成为历史，因为那种把数据控制、数据应用和数据管理与产品研发分隔开来的做法已经过时，设计的过程是创建数据、挖掘数据和管理数据，这是一个融合贯通的应用。企业可以建立更小范围的研发团队，如3-5人的设计组，直接安装部署，而不需要传统繁琐的项目过程。通过CAD与PDM的融合，让设计数据规范化，优化设计应用效率，杜绝人为错误。国际上这个领域的趋势是，PDM已成为CAD的标配，因为你一旦应用CAD产生数据，数据的管理和控制就是必须的，否则你会沉迷在一堆杂乱的数据中不可自拔，研发效率低下，还可能给企业带来出错的损失和风险。SWPDM成为企业研发的一个必备工具还有一个重要原因，就是其面向企业产品设计的产品配置。众所周知，一个企业的产品往往会是一个系列，同一个产品也可能因客户订单，或者采购市场变化产生零部件的配置变化，这些都需要用SWPDM与SOLIDWORKS配合来实现，而不是只是由工程师来设计一个产品的三维模型。设计除3D模型外，还有很多事情要做，包括一个客户订单的特殊要求？一个设计变更等等，让计算机来控制和管理可能是最省力、省钱，也是最明智的方法。图4 设计不只是3D建模，还有配置
从时代的科技发展历程看，那些始终在市场上立于不败之地的企业，一定是那些有着高知卓见的企业。计算机辅助设计正在将数据设计、配置和控制融合，推动产品研发技术的深入发展，这是不可避免的发展大趋势，必将占据产品研发软件市场的主流。

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