應(yīng)用CAX技術(shù)－－甘肅天水長(zhǎng)城開(kāi)關(guān)廠信息化建設(shè)

1、應(yīng)用CAX技術(shù)甘肅天水長(zhǎng)城開(kāi)關(guān)廠信息化建設(shè)     甘肅天水長(zhǎng)城開(kāi)關(guān)廠是國(guó)內(nèi)輸變電設(shè)備行業(yè)開(kāi)關(guān)制造專業(yè)的重要骨干企業(yè)之一，在數(shù)千家開(kāi)關(guān)制造工廠中，12kV開(kāi)關(guān)柜的年生產(chǎn)量一直列于首位，市場(chǎng)占有率達(dá)5以上，在國(guó)家新改建火電工程項(xiàng)目廠用配電設(shè)備細(xì)分市場(chǎng)上的份額超過(guò)50，也是國(guó)家電力規(guī)劃院認(rèn)定的唯一具有60MW機(jī)組配套開(kāi)關(guān)設(shè)備制造能力的國(guó)內(nèi)企業(yè)。 長(zhǎng)開(kāi)廠在市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力不斷提高并穩(wěn)步發(fā)展，很重要的一個(gè)因素就是企業(yè)一直高度重視技術(shù)創(chuàng)新工作，重視設(shè)計(jì)、制造手段的現(xiàn)代化?！捌呶濉币詠?lái)，企業(yè)以“先進(jìn)性和適用性”為原則進(jìn)行了一系列有序、高效的技術(shù)改造和產(chǎn)品創(chuàng)新研發(fā)工作，使

2、制造裝備基本上達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，成功地樹(shù)立了以產(chǎn)品技術(shù)水平和質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)為基礎(chǔ)的市場(chǎng)先進(jìn)地位，也在CAD/CIM技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域取得了顯著的成果，為實(shí)現(xiàn)企業(yè)21世紀(jì)目標(biāo)建成“現(xiàn)代化規(guī)?；袎洪_(kāi)關(guān)設(shè)備生產(chǎn)基地”創(chuàng)造了良好基礎(chǔ)。     一、廣泛應(yīng)用CAD/CIM技術(shù)是企業(yè)生存和發(fā)展的需要當(dāng)前世界市場(chǎng)全球化步伐日益迅速，這使國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)制造企業(yè)都面臨技術(shù)轉(zhuǎn)移和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的雙重壓力，企業(yè)面臨巨大的挑戰(zhàn)，如何繼續(xù)生存和發(fā)展已經(jīng)成為每一個(gè)企業(yè)面臨的嚴(yán)肅課題。 企業(yè)的核心能力主要體現(xiàn)在市場(chǎng)響應(yīng)能力方面。當(dāng)今國(guó)內(nèi)外的市場(chǎng)對(duì)于高水平產(chǎn)品的期望越來(lái)越強(qiáng)烈，同時(shí)市場(chǎng)需求也日益變化多端。這樣，就要

3、求企業(yè)不斷地推出新產(chǎn)品，以高水平、高質(zhì)量的產(chǎn)品和快速交貨期在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取勝。例如，1997年我廠的組裝式結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)柜產(chǎn)量占全廠開(kāi)關(guān)柜總年產(chǎn)量的比例為2%，但到了1999年，一下躍升至40%，參照國(guó)外先進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì)的面向21世紀(jì)的新一代ZN63A、ZN65A高壓真空斷路器已經(jīng)先于其它工廠大批量占領(lǐng)了市場(chǎng)。近幾年，工廠每年都有近十項(xiàng)新產(chǎn)品通過(guò)主管鑒定，完成了主導(dǎo)產(chǎn)品的全面更新?lián)Q代。另外，工廠承接項(xiàng)目幾乎有近半數(shù)都包含非標(biāo)要求，致使 1/3的產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員成年忙于非標(biāo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。象這樣既高速度設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)新品，又能完成大量非標(biāo)結(jié)構(gòu)的效率，只有在“建設(shè)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備CAD中心”項(xiàng)目實(shí)施以后，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的CAD設(shè)

4、計(jì)，才能真正實(shí)現(xiàn)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，我廠1998年底出圖量折合A4幅面達(dá)48000張，是使用CAD之前的1995年出圖量的6倍；同時(shí)，產(chǎn)品系列化設(shè)計(jì)周期也大大減少，以KYN28A開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)為例，把最初完成試制、試驗(yàn)的樣機(jī)圖樣擴(kuò)充為20個(gè)一次接線方案的制造圖樣時(shí)，使用CAD工具，僅用了兩個(gè)月時(shí)間，如此大的工作量，如果是手工方式出圖，至少要花6個(gè)月，其周期縮短了2/3。 現(xiàn)在，用戶要求的交貨期越來(lái)越短，我廠開(kāi)關(guān)柜產(chǎn)品的平均交貨期已由以前的56個(gè)月減少至不到2個(gè)月。開(kāi)關(guān)柜產(chǎn)品的生產(chǎn)，有一個(gè)非常費(fèi)時(shí)的把甲方設(shè)計(jì)院提供的控制系統(tǒng)圖具體化為工廠制造用接線圖的工程設(shè)計(jì)過(guò)程，在這種情況下，由于工廠多年來(lái)一直重視CAD/

5、CIM工作，“七五”以來(lái)建設(shè)了各主要工序的柔性制造單元，“九五”期間繼產(chǎn)品設(shè)計(jì)CAD中心后又建立了工程設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)，使工廠能及時(shí)設(shè)計(jì)、及時(shí)制造，為贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)發(fā)揮了舉足輕重的作用，有效地保障了工廠經(jīng)營(yíng)目標(biāo)連年順利完成。     二、企業(yè)應(yīng)用CAD/CIM技術(shù)應(yīng)做好總體規(guī)劃 我廠CAM技術(shù)應(yīng)用起步較早，“七五”期間，工廠和濟(jì)南鑄鍛機(jī)械研究所合作建設(shè)板材柔性加工系統(tǒng)，被列為國(guó)家重點(diǎn)科研項(xiàng)目之一。其中數(shù)控多工位自動(dòng)沖床、直角剪切機(jī)和NC編程系統(tǒng)由美國(guó)引進(jìn)，一體化程序由北京自動(dòng)化所完成，從立體庫(kù)至零部件成型完全自動(dòng)化控制，是國(guó)內(nèi)第一條板材柔性線。隨后，工廠制定了

6、使開(kāi)關(guān)柜和斷路器的主要生產(chǎn)工序?qū)崿F(xiàn)數(shù)控化的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)，先后引進(jìn)弧焊機(jī)器人、激光切割機(jī)、數(shù)控加工中心等先進(jìn)設(shè)備，使工廠CAM應(yīng)用逐步達(dá)到了相當(dāng)規(guī)模。 “九五”初，工廠對(duì)CAD/CIM技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了認(rèn)真規(guī)劃，制定了從CAD 入手多層次發(fā)展和使用計(jì)算機(jī)技術(shù)的計(jì)劃，總體原則是：按照實(shí)施企業(yè)級(jí)>' target='_blank' class='infotextkey'>管理軟件方案建構(gòu)工廠數(shù)據(jù)模型和物理連路；推廣CAD應(yīng)用，提高企業(yè)自主開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的能力；充分利用好已有CAM制造單元，并逐步建立CIM環(huán)境。 1996年，工廠提出“建立高壓開(kāi)關(guān)柜產(chǎn)品設(shè)計(jì)CAD

7、中心”項(xiàng)目，得到了甘肅省科委的支持，項(xiàng)目以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)CAD、工程設(shè)計(jì)CAD軟件環(huán)境建設(shè)為龍頭，兼及辦公應(yīng)用。之后，工廠開(kāi)發(fā)了“天水長(zhǎng)城開(kāi)關(guān)廠CAPP系統(tǒng)”，形成了工廠生產(chǎn)及>' target='_blank' class='infotextkey'>管理需要的數(shù)據(jù)表格和卡片文件的制作軟件系統(tǒng)，使CAD電子數(shù)據(jù)能被更好地利用。同期，工廠還實(shí)施了建設(shè)真空斷路器裝配CIM單元項(xiàng)目，從工廠的一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的具體產(chǎn)品單元真空斷路器著手，對(duì)工廠由訂單開(kāi)始直至產(chǎn)品出廠的信息>' target='_blank' class='

8、;infotextkey'>管理進(jìn)行探索。 最近，工廠對(duì)于>' target='_blank' class='infotextkey'>管理軟件方案進(jìn)行了詳細(xì)論證，確定先對(duì)工廠核心數(shù)據(jù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行>' target='_blank' class='infotextkey'>管理，啟動(dòng)了“建設(shè)企業(yè)PDM系統(tǒng)”項(xiàng)目，為實(shí)施企業(yè)級(jí)>' target='_blank' class='infotextkey'>管理軟件方案的創(chuàng)建必要條件

9、。 工廠網(wǎng)絡(luò)環(huán)境建設(shè)也按照總體規(guī)劃來(lái)分步實(shí)施，先完成了兩個(gè)CAD局域網(wǎng)，后建設(shè)工廠級(jí)數(shù)據(jù)交換中心，再連接與主要數(shù)控設(shè)備車(chē)間的物理通路，稍后將建設(shè)全廠級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。通過(guò)>' target='_blank' class='infotextkey'>管理軟件實(shí)現(xiàn)CADCAPPCAM的集成環(huán)境。 結(jié)果表明，全局規(guī)劃、分步實(shí)施的技術(shù)原則除了技術(shù)方面的意義外，還為工廠CAD/CIM技術(shù)的應(yīng)用營(yíng)造出良好氛圍，使各部門(mén)和領(lǐng)域充分認(rèn)識(shí)到這是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的工作，為項(xiàng)目實(shí)施作好準(zhǔn)備。 當(dāng)然，技術(shù)轉(zhuǎn)移的結(jié)果往往并不完全取決于技術(shù)本身，習(xí)慣是應(yīng)用新技術(shù)的天然敵人，需要

10、通過(guò)獎(jiǎng)勵(lì)和懲處并舉的措施來(lái)克服舊有習(xí)慣。這樣，做好規(guī)劃還有一個(gè)重要作用，那就是為大家樹(shù)立一個(gè)必須努力看齊的目標(biāo)，激勵(lì)大家去掌握好CAD/CIM新工具。規(guī)劃的意義還在于合理支配和適期調(diào)度資源。     三、企業(yè)應(yīng)用CAD/CIM技術(shù)要按需求發(fā)展 企業(yè)應(yīng)用CAD/CIM技術(shù)一定要從自己的實(shí)際需要出發(fā)，按照具體需求，兼顧中期發(fā)展，選擇適宜的軟硬件系統(tǒng)。這是企業(yè)應(yīng)用CAD/CIM技術(shù)能否成功有效的關(guān)鍵因素。 如前所述，長(zhǎng)開(kāi)廠作為國(guó)內(nèi)有影響的中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備制造之一，深刻體察到從設(shè)計(jì)、制造到>' target='_blank' class='

11、;infotextkey'>管理領(lǐng)域大量應(yīng)用CAX技術(shù)手段是把工廠建設(shè)成生產(chǎn)國(guó)際一流產(chǎn)品的中高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備制造企業(yè)并進(jìn)一步提高企業(yè)市場(chǎng)占有率的內(nèi)在需要，所以，工廠以“建立高壓開(kāi)關(guān)柜產(chǎn)品設(shè)計(jì)CAD中心”項(xiàng)目為開(kāi)端，把應(yīng)用CAX技術(shù)確定為企業(yè)“九五”技術(shù)進(jìn)步的切入點(diǎn)和突破口。 在對(duì) CAD 軟件進(jìn)行選型時(shí)，CAD 軟件經(jīng)由第一代計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)、第二代工程圖形系統(tǒng)、第三代采用參數(shù)化技術(shù)和特征技術(shù)的幾何模型系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程，第四代產(chǎn)品模型系統(tǒng)也已問(wèn)世。但我們?cè)陧?xiàng)目實(shí)施中，結(jié)合工廠基礎(chǔ)和量大面廣的實(shí)際需求，基本CAD平臺(tái)軟件選擇了用戶眾多，易于學(xué)習(xí)使用、開(kāi)放性好、國(guó)標(biāo)化二次開(kāi)發(fā)完備，數(shù)據(jù)資源可

12、以廣泛交流的增值軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為XTMCAD，工程設(shè)計(jì)為Super Works，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行在微機(jī)上。事實(shí)證明，這是一個(gè)投資小、見(jiàn)效快、配置靈活和普及性好的方案。 1998年，基于建立復(fù)雜結(jié)構(gòu)件模型、產(chǎn)品模型、產(chǎn)品功能分析以及與板材柔性線CAM集成連接的需求，我們購(gòu)買(mǎi)了美國(guó)PTC公司的包含Pro/Sheetmetal 鈑金模塊的Pro/E設(shè)計(jì)包和分析包。該設(shè)計(jì)軟件基于特征造形的、全參數(shù)化、設(shè)計(jì)方案自頂向下約束等功能，大大豐富了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力；鈑金零件可方便生成按工藝參數(shù)調(diào)整的展開(kāi)料數(shù)據(jù)，能被工廠FMS線編程系統(tǒng)讀取，經(jīng)過(guò)后處理軟件生成NC代碼和排料信息，驅(qū)動(dòng)設(shè)備完成加工。實(shí)現(xiàn)了由CAD到CA

13、M的貫通，減少了編程人員的工作量，杜絕了中間環(huán)節(jié)產(chǎn)生新差錯(cuò)的可能。其分析包選擇了Pro/Motion、Pro/Structure兩個(gè)模塊，用于機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的優(yōu)化分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)斷路器傳動(dòng)的設(shè)計(jì)有著非常大的實(shí)用價(jià)值。Pro/E軟件運(yùn)行以來(lái)，建立了ZN65真空斷路器、ZN63真空斷路器、KYN18柜和KYNB40.5開(kāi)關(guān)柜的部分3D模型，如絕緣筒、蝸輪箱、上下出線等復(fù)雜零部件，給模具制造提供了直觀形象，提高了工程圖的正確性，獲得了相當(dāng)?shù)男б妗?同樣，工廠的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也是按需求擴(kuò)展，堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)性與主流性思想，經(jīng)過(guò)了以下幾個(gè)發(fā)展階段：第一階段，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)網(wǎng)段；第二階段，科技樓（產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和

14、工藝設(shè)計(jì)）擴(kuò)容及五車(chē)間立體庫(kù)、四車(chē)間加工中心的連接，財(cái)務(wù)處、勞動(dòng)人事處局域網(wǎng)建設(shè)；第三階段，銷(xiāo)售處（工程設(shè)計(jì)）局域網(wǎng)建設(shè)?，F(xiàn)正在建設(shè)數(shù)據(jù)交換中心，實(shí)現(xiàn)CAD中心、銷(xiāo)售處、生產(chǎn)處和生產(chǎn)車(chē)間等的連接。 目前，我們根據(jù)工廠CAX技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和進(jìn)一步發(fā)展的需要，為保證CAX數(shù)據(jù)快速、正確、高效地傳遞和使用，進(jìn)一步提高工廠對(duì)市場(chǎng)要求的反應(yīng)能力，保障企業(yè)長(zhǎng)足穩(wěn)定發(fā)展，正在建設(shè)企業(yè)PDM系統(tǒng)，主要任務(wù)確定為：建立項(xiàng)目、任務(wù)以及更改流程>' target='_blank' class='infotextkey'>管理體系，對(duì)全程數(shù)據(jù)的生成、繼承和應(yīng)用有效&

15、gt;' target='_blank' class='infotextkey'>管理，建立起集成的產(chǎn)品數(shù)據(jù)平臺(tái)環(huán)境，建立文檔（電子的、紙介的）>' target='_blank' class='infotextkey'>管理體系，建立數(shù)據(jù)、文檔應(yīng)用操作的安全機(jī)制和用戶化界面，網(wǎng)上通訊，提供PDM環(huán)境的CAPP軟件。     四、結(jié)束語(yǔ) 現(xiàn)在，工廠的數(shù)控設(shè)備已約達(dá)50臺(tái)套，CAD系統(tǒng)已完成總投資近600萬(wàn)元，全廠共有近300臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行，建成網(wǎng)絡(luò)鏈路6條，服務(wù)