法蘭泰克：“雙劍合璧”與“破而后立”

齊健

模塊化、輕量化是目前國內起重機設計的主流趨勢，通過優化設計結構，降低用料成本，保證整機安全可靠，已經成為各大廠商追逐的熱點。然而，結構模塊化、設計輕量化說起來“輕巧”，做起來卻有一定的困難。我國傳統起重機行業采用的設計手段主要是自下向上的二維設計，這樣的設計方式很大程度上限定了起重機部件的通用化程度，導致零部件借用困難，很難實現協同設計，造成了產品設計周期長，改型困難，管理復雜等問題。目前，很多國內廠商開始逐步采用模塊化、協同設計等設計方法，希望可以籍此縮短設計周期，壓縮交付時間，提高資金周轉率。

法蘭泰克重工股份有限公司（以下簡稱法蘭泰克）是一家專業的起重機及物料搬運產品制造和服務供應商，其產品以橋門式起重機為主。歐式起重機的結構輕量化是法蘭泰克多年以來研究的重點，根據對市場上多款同類產品的對比調查，法蘭泰克確信自己設計生產的歐式起重機比市場上的同類產品整機自重輕 30%左右。

三維設計是把“利劍”

早在 2002年，法蘭泰克就已經看到了起重機結構輕量化的發展方向。法蘭泰克最初的輕量化產品主要是從歐洲引入的歐式起重機，而后的幾年中，便開始逐步開發自己的輕量化產品。隨著研發設計的不斷深入，傳統的二維CAD軟件的“劍鋒”顯得越來越鈍了。在二維 CAD軟件中，很多的設計修改與改型設計，都是牽一發動全身，只要一個零件改了，整個裝配都要重新做，產品設計 BOM也要重新生成，這給每天都需要繪制大量圖樣的起重機設計工程師帶來了很大的挑戰。二維圖樣導出 BOM需要二次開發模塊，后續的設計數據管理系統也無法完成無縫對接，更別提保證圖樣唯一性和版本管理了。協同設計不順暢，在多個工程師協作的項目中，每個工程師對零件的修改無法與整個裝配統一。而二維軟件不能管理產品的樹狀結構，導致修改了零件，而沒有將對應的總裝配圖一一進行修改則，也是常有的事兒。

面對這些問題，法蘭泰克研發中心副主任孔春元坐不住了。2013年，孔春元提出在法蘭泰克的研發部門中推行三維設計軟件以及 PDM設計數據管理系統。經過一年的對比考察，孔春元選擇了他認為性價比最高的西門子三維制圖軟件 SolidEdge。三維軟件的功能優勢很明顯，零件與裝配體可以聯動修改，一個零件改了，裝配體也跟著改。設計過程中可以進行干涉檢查，遇到問題及時修改。設計圖樣也更加直觀清晰，所見即所得，配合 PDM設計數據管理系統，方便協同工作。但 SolidEdge最吸引孔春元的其實是價格，他說：“我最開始考慮的軟件其實另有其‘人，但價格一直談不攏。功能上沒有多大差別，價格卻比 SolidEdge貴了一倍。”

孔春元對 SolidEdge的第一個正式的測試是一款環鏈電動葫蘆的開發。這個產品的初始設計起升速度為 10米，而銷售在市場端得到的信息表明，8米速的環鏈葫蘆在客戶中的接受程度更好，這就要求將環鏈葫蘆的齒輪箱進行重新設計，將其起升速度降低到 8米。在過去，產品改型需要重走一遍設計流程，按照 8米的尺寸重新設計齒輪，完成這個齒輪所在裝配設計，并更改 4個相關零件，再完成對應的裝配體修改，前后需要更改至少 12張圖樣。而在 SolidEdge環境下，設計師只需要把總圖打開，直接選擇需要更改的零件，重新定制型號，對應的裝配體就會自動提示需要更新圖樣或是另存為新圖樣，然后替換對應的齒輪。最后只需把對應結構重新保存，就可以完成一款環鏈葫蘆的改型設計，對應零件的設計 BOM也會隨之修改，審核人員僅僅審核修改的零部件就可以了，因為其余的零件根本沒有改動，審圖的工作量也進一步減輕。“在過去，修改這樣一款產品，研發部門至少需要一周的時間，現在只用了不到 3天就完成了，這個案例可以說是把設計效率提升了一倍。”孔春元說。

設計與管理的“合璧”

法蘭泰克的起重機結構與國產起重機結構有很大的不同，因此在設計方面不能直接調用原有的圖紙，必須對起重機的結構進行重新設計，這使得設計圖樣和設計數據的管理成為了一個工作的重點。

Solid Edge SP（Solid Edge for SharePoint）是西門子 Solid Edge與微軟共同開發的一款簡捷且高性價比的設計管理平臺。Solid Edge SP提供的設計文件管理系統，可以在可視化界面下對產品相關的全部數據信息進行多版本的系統管理，并且提供了細化的流程管理，可以按照裝配關系、設計項目等進行分類管理，還可以通過工作流程樹進行管理。法蘭泰克是這套系統在中國的第二家應用企業。

通過 Solid EdgeSP進行設計圖樣管理，是 PDM系統在設計部門的主要功能，但產品的設計圖樣只是產品大量數據信息中的一部分。在產品的整個生產流程中，很多部門并不需要看設計圖樣，而是需要這些圖樣背后的信息。因此，企業需要的數據管理平臺并不是一個簡單的圖文檔管理系統，而應該是一個以數據集方式來管理設計數據的綜合平臺。

Solid EdgeSP的管理模式與 Teamcenter有些相似，其產品數據集以物料號形式管理，下面會對應一系列的產品設計信息，包括三維模型、工程圖樣、重量、材質，甚至是簡單的工藝信息，以一個包的方式做管理，使調用更靈活，數據更準確、有序。

設計軟件與管理平臺的適應性也是孔春元選擇 SolidEdge與 Solid EdgeSP的一個重要原因，他最擔心的就是數據接口方面會有問題。不同廠商提供的軟件與平臺難免出現數據傳輸的不通暢，在未來軟件升級或者平臺升級的過程，也埋藏著數據對接的隱患。在制定采購意向之初，孔春元拒絕了很多低價設計軟件，其最主要的原因就是沒有配套的管理平臺，他說：“很多便宜的軟件我連功能都沒看就直接拒絕了，我的標準就是，沒有配套數據管理平臺的軟件，我不要，數據管理平臺貴的，也不要。”

研發系統需要“破而后立”

“做起重機真的有必要用三維設計軟件嗎？”這是孔春元在公司研發部門推行三維設計軟件的過程中，遇到的最多的質疑。法蘭泰克的三維設計系統到 2014年 6月才正式上線，從提出計劃到系統實施完成，花了一年多的時間，這樣的進度已經落后國內部分起重機生產企業很多了。雖然目前 SolidEdge的實施效果很好，但是前期的改革過程也非常痛苦，最大的障礙就來自于設計師們早已習慣的二維設計思想。

設計系統的改革就是“功在當代，利在千秋”，對于三維設計系統的效率考評在現階段很難提出量化的數據。法蘭泰克要建立的是一整套研發設計系統，需要完成 SolidEdge加管理平臺的整體化建設，這就把改革過程變得更加復雜了。目前，法蘭泰克的設計系統還處在基礎建設階段，十多年的設計數據需要導入，大量的標準件、企標件數據亟待豐富，很多標準化的設計方法和思想需要推廣。

法蘭泰克的產品設計部門有近 30名工程師，其中很大一部分老工程師都在二維設計時代留下了深深的腳印，一時間很難適應三維軟件的設計思路，目前能夠完全適用新系統的工程師只有 50%。孔春元說：“如果只是二維設計轉三維設計，可能就沒有這么復雜了，但現在加入了管理系統，就需要規范每個工程師的作圖方式，把他們舊的設計習慣推倒重建。”

在過去的三個月中，法蘭泰克應用三維設計系統效果最好的 5人設計小組完成了 32噸到 100噸、6個系列、100多個規格的卷揚小車設計，設計零件超過 3萬多個。從二維系統升級到三維系統的過程，都會經歷變革帶來的陣痛，但三維設計可以帶來的效益是顯而易見的。孔春元對法蘭泰克擁有的三維設計系統非常有信心，他相信在法蘭泰克和系統供應商上海曉科科技的共同努力下，全新的設計系統和設計方法很快就能完全步入正軌，三維設計軟件與數據管理平臺的雙劍合壁，很快就能打破陳規，幫助法蘭泰克在產品設計上贏得勝局。

記者手記

在談到對企業信息化建設的看法時。孔春元以一個工程師口吻說道：“我不是信息化行業的人，我是一個學機械的。我只是在實際工作中遇到了一些技術上的問題，我認為這些工作本來就不應該由人來完成，而現在卻都是人在做，我認為這非常不合理，所以我才要上這套系統。我希望能把工程師從重復的機械式勞動中解脫出來，把更多的精力放在設計和創新上。”