选择 3D CAD 系统的 9 项标准｜产品探索

概述：在各种制造业中，3D CAD 软件已经成为用于设计产品、工具和制造设备的公认 媒介。在流程工业中，3D 系统越来越多地用于设计工厂和生产系统。3D 打印技 术的爆发将越来越多的新设计人员带到了 3D CAD 软件市场中。 虽然某些任务将始终在 2D CAD 中完成，3D CAD 软件的首次购买者数量仍在 继续增长。其中部分买家是新接触 CAD 的用户，其他人则是经验丰富的 CAD 用 户和年轻的工程经理，他们从未参与过 3D CAD 挑选过程。本白皮书的目的是帮 助 3D CAD 购买者确定对于他们和他们的组织至关重要的功能和特性。

1. 强大、高效的 3D 设计

3D CAD 的核心是一种用于制造过程的方方面面的 3D 主模型：产品设计和仿真、工程制图、 工具设计、数控刀具编程和检查。3D 模型必须准确展示贵公司的产品的每一部分及其之间的 关系。要最大程度提高效率，设计人员应该能够在不影响设计质量的情况下，尽可能减少 3D 设计的步骤。

评估 CAD 软件时，请了解每个打包解决方案在创造贵公司制造的产品类型时具有何种效率。 例如，如果贵公司生产钣金零件，请注意用于为它们建模并自动生成平板型式的专用辅助工 具。如果贵公司设计时尚型产品，应着眼于用于创建自由曲面以及曲率连续的混合面的工 具。

机械设计人员应弄清楚他们可以如何轻松地从库中装配大量零件和插入外购零件，如紧 固件和电气零部件。 由于难免会进行更改，因此请评估修改零件和装配体的难度。如果一个 CAD 系统在完成贵 公司的设计时能减少 20% 的步骤，那么相对于效率较低的系统而言，它将带来重要的成本 优势。3D CAD 系统需要兼具出色的技术功能和合理的拥有成本，才能带来最大的价值。

2. 扩展型企业中的信息流

在当今世界，少有制造商是纵向集成。大多数制造商都依靠供应商组成的全球 区来供应零 件、工具、子系统、生产设备和设计。不论贵公司是供应商还是客户，或者两者兼具，它都 可以通过与其他企业共享 3D CAD 模型获益。 如果可能，请选择一种在您的行业和供应商 区中流行的 CAD 系统。这样选择的话，就无需 在不同系统之间转换文件。转换需要时间，并且可能会导致错误。 还要审视每个系统从其他系统导入文件的能力，确保您的 CAD 系统支持诸如 STEP、 IGES、VDA 和 IDF 之类的国际标准。

评估工具在修复导入的形状发生的损坏方面的能力。这 些工具的易用性如何？ 它们的效果如何？ 如果贵公司必须转换来自多个品牌的 CAD 系统的 很多文件，请检查每个 CAD 系统随附的直接转换程序，以及专门开发转换软件的第三方提供 的直接转换程序。 在评估数据共享时，不要仅仅评估文件交换能力。基于共享 Internet 主机的系统使设计人员 能够与客户实时协作，以便探讨各种备选办法并快速确定良好的解决方案。

相比交互性地重制数据所需付出的代价，与客户或供应商共享 CAD 数据可以节省数千小时 和数周的计划时间。如果能够以 3D 方式在产品和流程方面进行协作，那么不但可以节省成 本，而且有助于交付更好的产品。

工作流程：在 WEB 上自动进行设计

3. 满足您在今天和未来的标准的制图工具

即使您将采用 3D 方式进行设计，您的供应商和工厂工人也可能需要图纸。清晰的图纸显示 了 3D 模型中未明显呈现的信息：关键尺寸和公差、材料和表面粗糙度规格以及关于处理的 注释，例如固化或热处理。确保您购买的任何 3D CAD 系统都可以制作出符合您现行的尺 寸、公差、注记和零件清单标准的工程图。还要确保您的工程图可以导出为常用格式，如 PDF、DXF 和 DWG。

但 3D CAD 正在改变我们所了解的图纸。领先的制造商都采用带注释的 3D 模型，这种模型 无需单独的文档即可表达图纸上存在的信息。这种所谓的“基于模型的定义”可节省工程制 图时间，简化产品数据管理，以及允许自动化制造和检查系统直接从 3D 模型读取尺寸和公 差，这有助于规避错误。

4. 将您的设计从概念带到制造的工具

只有交付实际产品后，设计才能带来收益。寻找某种 3D CAD 软件，它带有丰富的应用程 序，不仅可以缩短设计时间，还可以缩短测试、加工、成本估算和检查时间。 一些公司从事于设计供客户订购的系统，它们可以通过强大的软件受益，这种软件可以自动 生成零件和装配体来自动响应客户的规格要求。此类工具可以是通用软件（如配置软件）， 也可以是针对设计特定产品（如模具装配体或压印模）进行优化的特殊工具。

由于物理测试昂贵且缓慢，您应该通过仿真物理行为（如运动学、动力学、应力、变形、振 动、温度或液流）来寻求减少物理测试的数量。寻找一种已将分析工具或高效接口集成到您 的首选仿真软件中的系统。 用于设计电气布线的软件有助于减少错误并确保机械正确接线。成本估算软件允许设计人员 通过及早修订设计（而不是等待估算师告知他们已超过预算）来满足成本目标。检查软件可 以减少在交付时检查零件所需的文档准备时间。

为贵公司的业务选择正确的插件应用程序可以减少将产品推向市场所需的时间。为确保您拥 有最佳的工具，请选择提供了广泛解决方案选择的 CAD 平台。它应该具有广泛且久经验证的 应用程序编程接口 (API)。良好的 API 会降低第三方将特种应用程序与您的 CAD 系统相集成 所耗费的成本。它们让您自己的编程人员可以根据您使用 CAD 模型的方式来编写软件。

5. 帮助管理数据

拥有较多设计人员的组织可通过与其 CAD 工具集成的产品数据管理 (PDM) 软件获益。由于 3D 系统中各文件之间的关系十分复杂，因此有必要用一个自动化的系统来存储并组织它们。 如果没有 PDM，设计人员可能会在不知情的情况下覆盖他人的工作，重新创造已设计的零 件，以及向生产商发送错误的修订级别。

这些类型的错误合在一起，每年可能会浪费数百小 时的工作以及因缺陷零件浪费数千美元的成本。 PDM 系统不仅仅用于存储和整理文件。它们也可帮助设计人员查找现有的零件以重复使用 零件（而不是重新创造），生成材料列表以进行成本估算，以及将数据馈送到制造资源计划 (MRP) 系统。更加高级的 PDM 软件可以自动完成变更控制过程，从而确保不会向工厂或供 应商发送已过时或未发布的信息。

6. 可保护您的投资的创新性研发

计算技术在不断变化。如果您的 CAD 供应商无法利用这种演变，那么几年之后，您将发现 贵组织拥有的是一个过时且维护成本高昂的 CAD 系统。应从如下供应商处购买系统：作为制 造行业引领者的地位经过证实、有案可查，而且拥有规模庞大并掌握先进技术的研发团队。

7. 舒适的业务关系

为避免恶化以及降低成本，请寻找那些提供了可直接满足您需求的软件包的供应商。查看允 许并非在全部工作时间都需要 CAD 的设计师共用许可证的浮动许可证条款。还要确保您最好 的设计师在工作时以及在家时都能不受干扰地使用软件。

8. 学习曲线较短

采用 3D 方法需要培训和经验。因此，要选择一个易于学习且功能强大的系统。应寻找这样 的系统：整个系统中的用户界面都保持一致。确保设计和制造的步骤顺序自始至终都符合逻 辑。有些系统藏有障碍，会使设计人员在完成一项任务的过程中半途而废，不得不重新从头 开始。

开发您自己的培训材料的成本非常昂贵。所选的系统应具有内置的教程、一系列丰富且可通 过计算机使用的培训辅助材料，以及人气旺盛的在线 区，供工作人员提问并获得解答。这 种系统还应该在当地的学校和大学中有相应的教授课程，这样您便可以雇用可以立即上手工 作的学生。

9. 可以为您提供帮助的经销商 与您的 CAD 软件经销商之间的成功关系始于销售。从具有合适的技能和经验、可以帮助您成 功将 3D 设计与制造进行集成的经销商处购买产品。查明潜在经销商已经为多少 3D 客户提供 培训和支持。了解是否提供高质量的培训班。

该经销商是否为能自行实施此方法的用户群体 提供支持？ 该经销商是否提供持续的培训课程来帮助您改进设计和制造流程？ 在购买之前，要求获取技术工作人员的简历并进行面试。向推荐客户询问该经销商的技术人 员是否能够解决棘手的问题。采用新 CAD 软件的效果到底是代价高昂，还是能够推动实现您 在当前和未来的业务目标，其中的区别就在于是否提供了良好的本地支持。

10. 没有全能型的解决方案

并非上面列出的所有条件都适用于每个组织。要做出明智的选择，需要仔细思考并深入考虑 贵公司的工程需求。 任何组织可能犯下的最大错误是没有经过挑选便选择了某种 3D 系统。请接洽至少三家供应 商，以便熟悉可用软件包的功能以及经销商支持组织。

做出错误的选择会浪费时间和金钱。 不要因为偏爱某一品牌而在做决定时感情用事，或者重点考察的标准过少。请确保考虑贵公 司为使更好的产品更快地推向市场而需要用到的所有功能。

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