三維標準化意義

隨著經濟的發展，中國的制造業面臨著巨大的挑戰。要想贏得未來競爭的勝利，中國的制造業企業必須通過優化整個產品生命周期的業務鏈來縮短產品上市時間、提高產品質量、降低成本，同時還要不斷通過研發創新來滿足客戶的變化需求。在此，許多企業采用三維CAD技術，縮短了機械設計周期，同時采用模塊化、標準化設計，大幅度地提高了設計和生產效率。在用三維CAD系統進行新機械的開發設計時，只需對其中部分零部件進行重新設計和制造，而大部分零部件的設計都將繼承以往的信息，使機械設計的效率提高了3～5倍。同時，三維CAD系統具有高度變型設計能力，能夠通過快速重構，得到一種全新的機械產品。

1 三維標準化設計簡介

模塊化與系列化已成為現今裝備產品發展的一個趨勢。在保持產品基本模塊的基礎上，通過模塊化、系列化設計，可以方便地實現內部功能的整合、外部功能的擴展，既保持了成熟產品的內在優勢，又大大拓寬了產品創新發展的空間。模塊化是“現代標準化”的核心和前沿，是標準化原理在信息時代的應用上的發展。就產品結構而言，它是特征尺寸模數化、結構典型化、部件通用化、參數系列化、裝配組合化（積木化）的綜合體。模塊是部件級甚至子系統級的通用件，由模塊可以直接構成整機以至大的系統，從而在更高層次上實現了簡化；就企業而言，則是建立以模塊化產品平臺為基礎的模塊化運營機制。模塊化是標準化的高級形式，它使標準化獲得了新生，是標準化的革命。

產品三維標準化設計分兩大塊：

（1）標準件設計

通過建立標準件庫，設計師在設計過程中可以直接調用標準件庫里的產品，大大提高設計速度。

（2）通用件庫建立

通用件庫建立是企業標準化設計的重要內容，通過對企業產品的分解，我們可以將產品進行模塊化設計，將常用部件進行規范化、標準化設計，建立通用件庫，在新產品的設計生產中就可以對不同的模塊進行組合，達到快速設計和生產。

2 三維標準化設計優點

（1）通過三維標準化建模可以直觀的進行產品設計，提高設計質量與設計速度。模塊是產品知識的載體，大量利用經過生產和市場驗證的模塊，可以降低風險，提高產品的可靠性和設計質量。模塊實現產品功能的分配和隔離，使問題的發現和設計的改進變得容易。

（2）通過三維標準化建模可以讓設計師更快的熟悉產品結構，提高設計水平。模塊實現功能的抽象和實現分離，使設計人員容易掌握產品全局，可以進行并設計、開發和并行試驗、驗證。模塊的不同組合能滿足用戶的多樣性需求，易于產品的配置和變型設計，同時又能保證這種配置變型可以滿足企業批量化生產的需求。

（3）通過三維標準化建模有助于提高生產效率，設計和零部件的重用可以大大縮短設計周期，并行的產品開發和測試可以大大縮短設計周期。利用已有成熟模塊可大大縮短采購周期，從而加快產品上市時間。

（4）通過三維標準化建模有助于企業加強成本控制 ，模塊和知識的重用可以大大降低設計成本。采用經過生產驗證的成熟模塊，可以提高采購批量，降低采購和物流成本；可以大大減少由于新產品的投資對生產系統調整的頻率，使新產品更容易生產；產品平臺及平臺之間存在大量的互動模塊，可以降低售后服務成本。

（5）通過三維標準化建模有助于改進企業管理制度，通過采用模塊化設計，有利于研發團隊分工，規范不同團隊間的信息借口，進行更為深入的專業化研究和不同模塊化系統的并行開發。

（6）通過三維標準化建模可在設計前期對各種裝配干涉和設計錯誤進行及時更正。

（7）通過骨架控制設計思路，將減少數據傳遞帶來的錯誤，有利于整個產品的規劃。

（8）三維模型所作改動自動在工程圖中生成，減少數據校核工作。

3 三維標準化設計方法簡介

完成了一定數量的零部件模塊庫或基型產品型號庫，形成了各模塊間接口的主要結構特征匹配固化，并建立了相關的統一分類管理框架之后，即可進行Top-down自頂向下的新產品模塊化、系列化設計工作，并在實際的產品變形設計、產品組合設計及產品創新設計中，不斷擴充通用模塊庫、型號庫和標準化的模塊接口特征定義，逐步實現Top-down設計的優化。

在Pro/ENGINEER Wildfire野火版環境中，通過方案規劃設計Layout技術，導入系列化的主產品結構定義，建立系統模塊骨架模型，控制設計意圖在系統模塊間的接口參數傳遞，形成產品模塊化系列化的邏輯裝配，依靠通用模塊庫和接口特征庫的支持，實現產品的詳細設計和完全裝配，最終實現系列產品完整樣機的數字化模擬裝配。

4 三維標準化設計方法意義

標準化是企業競爭的利器，大規模定制要求對企業進行模塊化改造，轉向“模塊化企業”。模塊化產品以其低成本、短周期，并易于滿足用戶的個性化需求的特點，而成為各大企業所追逐的目標。企業為使產銷暢通，應對組織管理機制進行重構，使企業的機構設置、生產線的布局、人員及設備的配備、流程的設計等，全面適應模塊化的要求，使整個企業的運營轉向“模塊化企業”的軌道。被譽為現代管理革命的“流程再造”理論的實質，就是以市場為導向，而對業務模塊（組織與功能）及其流程的重組。面臨“模塊化時代”的到來，面對激烈的國際競爭，深入研究模塊化原理和方法，在更廣泛的范圍內、更高的層次上推廣應用，已是時不我待。