CAD、CAM技術(shù)的發(fā)展與UG技術(shù)(DOC 25)

1、CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展與UG技術(shù)1.1 CAD/CAM技術(shù)概述1.1.1 基本概念CAD/CCAM是是計算機機輔助設(shè)設(shè)計與制制造（CCompputeer AAideed DDesiign andd Coompuuterr Aiidedd Maanuffactturiing）的的英文縮縮寫，是是一項利利用計算算機軟、硬硬件協(xié)助助人完成成產(chǎn)品的的設(shè)計與與制造的的技術(shù)。CAD一般般是指工工程技術(shù)術(shù)人員在在計算機機組成的的系統(tǒng)中中以計算算機為輔輔助工具具，完成成產(chǎn)品的的設(shè)計、工工程分析析、繪圖圖等工作作，并達達到提高高產(chǎn)品設(shè)設(shè)計質(zhì)量量、縮短短產(chǎn)品開開發(fā)周期期、降低低生產(chǎn)成成本的目目的。廣義的CAAM

2、是指指工程技技術(shù)人員員在計算算機組成成的系統(tǒng)統(tǒng)中以計計算機為為輔助工工具，完完成從準準備到產(chǎn)產(chǎn)品制造造整個過過程的活活動，包包括工藝藝過程設(shè)設(shè)計、工工裝設(shè)計計、NCC自動編編程、生生產(chǎn)作業(yè)業(yè)計劃、生生產(chǎn)控制制、質(zhì)量量控制等等。狹義的CAAM一般般僅指NNC程序序編制，包包括刀具具路徑規(guī)規(guī)劃、刀刀位文件件生成、刀刀具軌跡跡仿真及及NC代代碼生成成等。CAD/CCAM技技術(shù)產(chǎn)生生于200世紀550年代代末、660年代代初，高高速發(fā)展展于200世紀880至990年代代。自220世紀紀80年年代初以以來，計計算機的的應(yīng)用日日益廣泛泛，幾乎乎深入到到生產(chǎn)過過程的全全部領(lǐng)域域，并形形成了許許多計算算機輔助

3、助的分散散系統(tǒng)。僅僅在制造造業(yè)的產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計計與制造造過程中中就出現(xiàn)現(xiàn)了如下下分散系系統(tǒng)：CCAD、CCAE（Computer Aided Engineering，計算機輔助工程分析）、CAPP（Computer Aided Process Planning，計算機輔助工藝過程設(shè)計）、CAM、CAQ（Computer Aided Quality，計算機輔助質(zhì)量管理）、CAFD（Computer Aided Fixture Design，計算機輔助夾具設(shè)計）等。這些獨立的的分散系系統(tǒng)分別別在產(chǎn)品品設(shè)計自自動化、工工藝過程程設(shè)計自自動化和和數(shù)控編編程自動動化等方方面起到到了重要要的作用用。但是是，采

4、用用這些各各自獨立立的分散散系統(tǒng)不不能實現(xiàn)現(xiàn)系統(tǒng)之之間信息息的自動動傳遞和和交換。例例如，一一個分散散的CAAD系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計的的結(jié)果既既不能直直接為CCAPPP系統(tǒng)接接受，有有關(guān)幾何何建模的的技術(shù)信信息也無無法直接接傳遞給給一個獨獨立的CCAM系系統(tǒng)，從從而降低低了計算算機在產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計計和制造造過程中中的使用用效率。為為此，提提出了CCAD/CAPPP/CCAM集集成的概概念，進進而產(chǎn)生生了一批批基于CCAD/CAPPP/CCAM集集成化的的計算機機輔助設(shè)設(shè)計與制制造商用用軟件，其其中以美美國的UUniggrapphiccs（簡簡稱UGG）軟件件最具代代表性。目目前UGG軟件已已經(jīng)在汽汽車、航航

5、空航天天、機械械制造等等領(lǐng)域得得到越來來越廣泛泛的應(yīng)用用。所謂的CAAD/CCAM集集成，是是指在CCAD、CCAPPP和CAAM各模模塊之間間有關(guān)信信息的自自動傳遞遞和交換換。集成成化的CCAD/CAMM系統(tǒng)能能夠借助助于公共共的工程程數(shù)據(jù)庫庫、網(wǎng)絡(luò)絡(luò)通信技技術(shù)、以以及標準準格式的的中性文文件接口口，把分分散于機機型各異異的計算算機中的的CADD/CAAM模塊塊高效地地集中起起來，實實現(xiàn)軟、硬硬件資源源共享，保保證系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)信息息的流動動暢通無無阻。1.1.22 CCAD/CAMM系統(tǒng)的的組成通常一個完完善的CCAD/CAMM系統(tǒng)應(yīng)應(yīng)具備：快速數(shù)數(shù)字計算算及圖形形處理功功能、幾幾何建模模功能、

6、處處理數(shù)控控加工信信息的功功能、大大量數(shù)據(jù)據(jù)和知識識的存儲儲及快速速檢索與與操作功功能、人人機交互互通信的的功能、輸輸入和輸輸出信息息及圖形形功能、工工程分析析功能等等。CAAD/CCAM系系統(tǒng)應(yīng)由由人、硬硬件、軟軟件三大大部分組組成，其其中硬件件包括計計算機及及其外部部設(shè)備，廣廣義上講講硬件還還包括用用于數(shù)控控加工的的機械設(shè)設(shè)備和機機床等。軟件一般包包括系統(tǒng)統(tǒng)軟件、支支撐軟件件和應(yīng)用用軟件三三類。系系統(tǒng)軟件件主要負負責管理理硬件資資源及各各種軟件件資源，它它面向所所有用戶戶，是計計算機的的公共底底層管理理軟件，即即系統(tǒng)開開發(fā)平臺臺；支撐撐軟件運運行在系系統(tǒng)軟件件之上，是是實現(xiàn)CCAD/CAM

7、M各種功功能的通通用性應(yīng)應(yīng)用基礎(chǔ)礎(chǔ)軟件，是是CADD/CAAM系統(tǒng)統(tǒng)專業(yè)性性應(yīng)用軟軟件的開開發(fā)平臺臺；專業(yè)業(yè)性應(yīng)用用軟件則則是根據(jù)據(jù)用戶具具體要求求，在支支撐軟件件平臺上上進行二二次開發(fā)發(fā)的專用用軟件。計算機系統(tǒng)統(tǒng)的硬件件為系統(tǒng)統(tǒng)工作提提供物資資基礎(chǔ)，而而系統(tǒng)功功能的實實現(xiàn)由系系統(tǒng)中的的軟件運運行來完完成。隨隨著CAAD/CCAM系系統(tǒng)功能能的不斷斷完善和和提高，軟軟件成本本在整個個CADD/CAAM系統(tǒng)統(tǒng)中所占占比重越越來越大大。目前前國外引引進的一一些高檔檔軟件，其其價格已已經(jīng)遠遠遠高于系系統(tǒng)硬件件的價格格。圖11-1給給出了CCAD/CAMM系統(tǒng)的的基本組組成。圖1-1 CAAD/CCA

8、M系系統(tǒng)的基基本組成成由于企業(yè)技技術(shù)水平平及生產(chǎn)產(chǎn)能力不不同，在在CADD/CAAM技術(shù)術(shù)的應(yīng)用用及其系系統(tǒng)的構(gòu)構(gòu)建上可可以有不不同的形形式。由由于CAAD/CCAM系系統(tǒng)的投投資相對對較大，如如何科學學、合理理地選擇擇適合本本企業(yè)的的系統(tǒng)，必必須經(jīng)過過充分的的論證，這這也是當當前我國國在推廣廣應(yīng)用信信息化技技術(shù)改造造和提升升傳統(tǒng)制制造業(yè)企企業(yè)技術(shù)術(shù)水平的的過程中中需要重重視的問問題。隨隨著軟硬硬件技術(shù)術(shù)和網(wǎng)絡(luò)絡(luò)技術(shù)的的發(fā)展，CCAD/CAMM系統(tǒng)的的總體趨趨勢是向向著集成成化、智智能化、標標準化和和網(wǎng)絡(luò)化化方向發(fā)發(fā)展。1.1.33 CCAD/CAMM系統(tǒng)的的支撐技技術(shù)CAD/CCAM系系統(tǒng)除

9、了了配置必必要的軟軟、硬件件之外，尚尚需要多多種技術(shù)術(shù)的支持持，如數(shù)數(shù)據(jù)管理理技術(shù)、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)術(shù)、成組組技術(shù)、工工程分析析技術(shù)、仿仿真技術(shù)術(shù)等。特特別是數(shù)數(shù)據(jù)管理理技術(shù)和和網(wǎng)絡(luò)技技術(shù)，隨隨著CAAD/CCAM技技術(shù)應(yīng)用用范圍的的不斷擴擴大和深深入，將將占據(jù)越越來越重重要的地地位。1數(shù)據(jù)管管理技術(shù)術(shù)機械CADD/CAAM涉及及的數(shù)據(jù)據(jù)具有數(shù)數(shù)量大、種種類多、結(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜雜的特點點，包括括產(chǎn)品的的物理特特征、材材料性能能、數(shù)學學模型、零零件規(guī)格格、幾何何形體描描述、測測試數(shù)據(jù)據(jù)以及各各種設(shè)計計標準和和規(guī)范等等，內(nèi)容容極為廣廣泛。數(shù)數(shù)據(jù)表現(xiàn)現(xiàn)形式除除了數(shù)值值、文字字信息之之外，還還有大量量的幾何何圖形

10、信信息。如如何管理理這些數(shù)數(shù)據(jù)信息息，將直直接影響響CADD/CAAM系統(tǒng)統(tǒng)的應(yīng)用用水平和和工作效效率。目前流行的的數(shù)據(jù)管管理模式式主要是是數(shù)據(jù)庫庫管理模模式。數(shù)數(shù)據(jù)庫管管理系統(tǒng)統(tǒng)（Daata Basse MManaagemmentt Syysteem，DDBMSS）是用用于對數(shù)數(shù)據(jù)庫及及系統(tǒng)資資源進行行統(tǒng)一管管理和控控制的軟軟件，它它提供了了對數(shù)據(jù)據(jù)庫的定定義、建建立、檢檢索和編編輯修改改等操作作功能；對數(shù)據(jù)據(jù)的安全全性、完完整性和和保密性性進行統(tǒng)統(tǒng)一的控控制管理理，起著著應(yīng)用程程序與數(shù)數(shù)據(jù)庫之之間的接接口作用用（如圖圖1-22所示）。數(shù)數(shù)據(jù)庫的的結(jié)構(gòu)主主要分為為層次型型、網(wǎng)狀狀型和關(guān)關(guān)系型

11、三三種基本本模型，如如圖1-3所示示。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)統(tǒng)與文件件系統(tǒng)相相比，具具有如下下特點：（1）數(shù)數(shù)據(jù)的物物理存儲儲獨立于于應(yīng)用系系統(tǒng)，兩兩者的單單獨改變變不會相相互影響響；（22）由于于同一數(shù)數(shù)據(jù)可組組織在不不同的文文件中，因因此每個個數(shù)據(jù)在在理論上上只需要要存儲一一次，就就可以實實現(xiàn)數(shù)據(jù)據(jù)共享；（3）應(yīng)應(yīng)用程序序的編制制可以不不考慮數(shù)數(shù)據(jù)的存存儲管理理和訪問問效率等等問題；（4）通通過DBBMS實實現(xiàn)對數(shù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)統(tǒng)一控制制，確保保了數(shù)據(jù)據(jù)的正確確性和保保密性。目前CADD/CAAM集成成系統(tǒng)的的數(shù)據(jù)管管理主要要采取下下列三種種方法：（1）基基于文件件記錄的的專用數(shù)數(shù)據(jù)管理理方法，主主要適合合

12、對非共共享數(shù)據(jù)據(jù)的管理理；在商商用數(shù)據(jù)據(jù)庫管理理系統(tǒng)上上建立一一套軟件件接口的的方法（用用SQLL數(shù)據(jù)操操作語言言編寫），這這是目前前常用的的方法；（3）采采取工程程數(shù)據(jù)庫庫管理建建立數(shù)據(jù)據(jù)庫的方方法，這這是下一一代CAAD/CCAM和和CIMMS系統(tǒng)統(tǒng)的數(shù)據(jù)據(jù)管理主主流。圖1-2 數(shù)據(jù)庫庫與數(shù)據(jù)據(jù)管理系系統(tǒng)的關(guān)關(guān)系2計算機機網(wǎng)絡(luò)技技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)絡(luò)具有如如下單個個計算機機所不具具備的功功能和特特點：（11）能夠夠在計算算機之間間快速實實現(xiàn)數(shù)據(jù)據(jù)的傳遞遞；（22）共享享計算機機資源；（3）網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)各計計算機站站點可互互為后備備，提高高計算機機系統(tǒng)的的可靠性性；（44）若干干臺地域域不同的的計算機機

13、可以共共同完成成一項大大型的CCAD/CAMM任務(wù)，進進行遠程程協(xié)同作作業(yè)。名 稱圖 號數(shù) 量材 料固定鉗身021011HT1500螺 桿02302245活動鉗體021033HT1500鉗 口 板板02306645螺 釘020344HT1500（c）圖1-3 數(shù)據(jù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)構(gòu)的三種種基本數(shù)數(shù)據(jù)模型型圖1-4 局域網(wǎng)系統(tǒng)的組成按照網(wǎng)絡(luò)覆覆蓋的區(qū)區(qū)域范圍圍，可以以將計算算機網(wǎng)絡(luò)絡(luò)分為基基于全球球Intternnet的的廣域網(wǎng)網(wǎng)和局域域網(wǎng)兩種種。廣域域網(wǎng)需要要采用合合理的接接入方式式來進行行遠程數(shù)數(shù)據(jù)傳送送，而局局域網(wǎng)一一般僅限限于數(shù)公公里范圍圍，是直直接用于于傳送數(shù)數(shù)字信號號的計算算機網(wǎng)絡(luò)絡(luò)。目前前

14、CADD/CAAM系統(tǒng)統(tǒng)所用的的網(wǎng)絡(luò)均均屬于局局域網(wǎng)。圖1-4 局域網(wǎng)系統(tǒng)的組成局域網(wǎng)產(chǎn)品品的種類類很多，構(gòu)構(gòu)成型式式也多種種多樣，但但一般是是由網(wǎng)卡卡與媒體體、服務(wù)務(wù)器、工工作站（微微機）、網(wǎng)網(wǎng)間連接接器并配配以網(wǎng)絡(luò)絡(luò)系統(tǒng)軟軟件組成成，如圖圖1-44所示。3成組技技術(shù)成組技術(shù)是是合理組組織產(chǎn)品品生產(chǎn)過過程的一一種將工工程技術(shù)術(shù)和管理理集于一一體的生生產(chǎn)組織織管理方方法，它它利用產(chǎn)產(chǎn)品零件件之間的的相似性性，將零零件分類類成組，然然后根據(jù)據(jù)每組零零件所擁擁有的相相似性，為為同組零零件找出出相對統(tǒng)統(tǒng)一的最最佳方案案，從而而節(jié)約時時間和精精力以取取得所期期望的經(jīng)經(jīng)濟效益益。作為為一種機機械制造造的

15、應(yīng)用用技術(shù)，成成組技術(shù)術(shù)涉及到到對機械械制造中中相似性性進行標標識、開開發(fā)和利利用等方方面的內(nèi)內(nèi)容。通常應(yīng)用組組成技術(shù)術(shù)時是通通過分類類編碼系系統(tǒng)對零零件相似似性進行行識別。零零件的分分類編碼碼系統(tǒng)是是用數(shù)字字和字母母對零件件特征進進行標識識和描述述的一套套特定的的規(guī)則和和依據(jù)。目目前國內(nèi)內(nèi)外有1100多多種編碼碼系統(tǒng)在在工業(yè)中中使用，其其中以O(shè)Opittz編碼碼系統(tǒng)最最具代表表性。通通常每個個企業(yè)或或部門可可以依據(jù)據(jù)自身的的產(chǎn)品特特點選擇擇其中一一種，或或是在某某種編碼碼系統(tǒng)的的基礎(chǔ)上上加以改改進，以以適用本本單位的的使用需需要。1.2 制造業(yè)業(yè)應(yīng)用計計算機的的基本模模式制造行業(yè)企企業(yè)工作作

16、的核心心是產(chǎn)品品，因此此企業(yè)應(yīng)應(yīng)用計算算機推進進信息化化的工作作都是圍圍繞著產(chǎn)產(chǎn)品的開開發(fā)、生生產(chǎn)、經(jīng)經(jīng)營等各各項工作作來開展展的。（1）產(chǎn)品品任務(wù)。根據(jù)上上級公司司下達的的生產(chǎn)任任務(wù)或市市場定單單，利用用各種專專業(yè)軟件件進行分分析計算算，確定定產(chǎn)品的的形狀、尺尺寸及各各子系統(tǒng)統(tǒng)的技術(shù)術(shù)指標，形形成產(chǎn)品品設(shè)計任任務(wù)書，全全部數(shù)據(jù)據(jù)和有關(guān)關(guān)任務(wù)均均存放在在統(tǒng)一數(shù)數(shù)據(jù)庫中中。（2）詳細細設(shè)計。各各專業(yè)人人員從統(tǒng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)據(jù)庫中獲獲取任務(wù)務(wù)指令和和相關(guān)的的設(shè)計任任務(wù)書，按按時把各各自的設(shè)設(shè)計文檔檔、圖形形、圖紙紙、技術(shù)術(shù)要求和和相應(yīng)的的分析結(jié)結(jié)果存入入統(tǒng)一數(shù)數(shù)據(jù)庫中中。（3）工藝藝規(guī)劃。由由統(tǒng)一數(shù)數(shù)據(jù)

17、庫下下達型號號研制任任務(wù)，一一旦詳細細設(shè)計工工作開始始，工藝藝人員就就著手開開展并行行工作。一一方面給給設(shè)計人人員提供供工藝方方面的技技術(shù)支持持，避免免返工，另另一方面面開始做做工裝的的準備工工作，檢檢查相應(yīng)應(yīng)的設(shè)備備、刀具具、材料料等資源源，及時時向供應(yīng)應(yīng)部門提提供必要要的采購購信息。完完成的文文檔存人人數(shù)據(jù)庫庫中。（4）生產(chǎn)產(chǎn)制造。從從統(tǒng)一數(shù)數(shù)據(jù)庫中中獲取統(tǒng)統(tǒng)一的產(chǎn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)構(gòu)和制造造結(jié)構(gòu)。通通過可視視化技術(shù)術(shù)準確地地理解加加工圖形形所對應(yīng)應(yīng)的三維維模型。統(tǒng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)據(jù)庫中提提供的多多媒體裝裝配模型型大大地地方便了了總裝工工作。生生產(chǎn)制造造部門也也可以通通過統(tǒng)一一數(shù)據(jù)庫庫反饋改改進意見見，提高

18、高設(shè)計水水平，減減少后期期的返工工。（5）物資資供應(yīng)。通通過統(tǒng)一一的數(shù)據(jù)據(jù)庫給設(shè)設(shè)計、工工藝和制制造人員員提供設(shè)設(shè)備、材材料、部部件和標標準件等等信息，改改善他們們的工作作環(huán)境。同同時采購購人員從從統(tǒng)一數(shù)數(shù)據(jù)庫中中自動生生成某個個型號、某某個產(chǎn)品品的材料料清單（如如標準件件清單、外外協(xié)件清清單、原原材料清清單等），即即減少工工作人員員的工作作負擔，又又提高數(shù)數(shù)據(jù)的一一致性。為為提高倉倉庫管理理水平，減減少浪費費創(chuàng)造有有利條件件。（6）生產(chǎn)產(chǎn)計劃。在在統(tǒng)一的的數(shù)據(jù)庫庫中可以以下達任任務(wù)并實實施監(jiān)測測，每項項設(shè)計、工工藝和制制造等任任務(wù)的完完成狀態(tài)態(tài)，便于于掌握整整個項目目的進度度。從統(tǒng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)據(jù)

19、庫中獲獲取產(chǎn)品品結(jié)構(gòu)信信息，支支持型號號管理。同同時也可可以獲取取工藝信信息，自自動生成成統(tǒng)一的的材料清清單（如如自制件件清單、機機加工件件清單等等），支支持生產(chǎn)產(chǎn)管理。一一旦設(shè)計計或工藝藝部門發(fā)發(fā)生任何何更改，生生產(chǎn)計劃劃部門通通過統(tǒng)一一數(shù)據(jù)庫庫立即可可以獲得得更改后后的最新新數(shù)據(jù)，大大大減少少數(shù)據(jù)不不一致的的錯誤和和不必要要的延誤誤。（7）財務(wù)務(wù)管理。統(tǒng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)據(jù)庫中包包含產(chǎn)品品全部設(shè)設(shè)計和工工藝數(shù)據(jù)據(jù)。數(shù)據(jù)據(jù)庫提供供各種查查詢檢索索工具、匯匯總工具具和報表表工具等等，財務(wù)務(wù)系統(tǒng)監(jiān)監(jiān)督型號號研制費費用、估估算產(chǎn)品品直接成成本創(chuàng)造造了有利利條件。數(shù)數(shù)據(jù)庫的的惟一性性保證財財務(wù)系統(tǒng)統(tǒng)分析結(jié)結(jié)果

20、的可可靠性。產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)據(jù)的不同同配置為為財務(wù)管管理的靈靈活性提提供有利利的支持持。（8）質(zhì)量量控制。為為了改變變以量求求質(zhì)的狀狀況，統(tǒng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)據(jù)庫把產(chǎn)產(chǎn)品的各各種關(guān)鍵鍵質(zhì)量控控制點數(shù)數(shù)據(jù)進行行統(tǒng)一管管理，通通過分析析找出規(guī)規(guī)律，提提高生產(chǎn)產(chǎn)力。因因此，質(zhì)質(zhì)量控制制也離不不開統(tǒng)一一的產(chǎn)品品數(shù)據(jù)所所提供的的準確的的產(chǎn)品配配置結(jié)果果。（9）市場場銷售。型型號批次次的變化化或市場場需求的的變化，要要求中國國企業(yè)能能夠做出出快速反反應(yīng)。在在統(tǒng)一的的產(chǎn)品數(shù)數(shù)據(jù)庫中中，積累累了大量量的成功功經(jīng)驗。為為了滿足足市場上上變化了了的需求求，只需需對產(chǎn)品品結(jié)構(gòu)中中的部分分零件做做些適當當?shù)男拚?，通過過虛擬電電子樣

21、機機的模擬擬就可以以投入生生產(chǎn)，搶搶占市場場。同樣樣電子樣樣機不僅僅可以排排除各種種設(shè)計錯錯誤，大大大減少少生產(chǎn)環(huán)環(huán)節(jié)的返返工，還還可以將將設(shè)計的的虛擬樣樣機提前前提供給給最終用用戶，甚甚至可以以通過互互聯(lián)網(wǎng)去去吸引客客戶，擴擴大市場場量。（10）統(tǒng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)據(jù)庫。上上述各部部門的工工作指令令來自于于數(shù)據(jù)庫庫，工作作的結(jié)果果也分門門別類存存回數(shù)據(jù)據(jù)庫，在在數(shù)據(jù)庫庫中不僅僅可以保保存產(chǎn)品品的整個個生命周周期的全全部數(shù)據(jù)據(jù)，同時時還存有有企業(yè)的的各種資資源，如如人員、設(shè)設(shè)備、標標準件、通通用件和和刀具等等。還有有記錄了了產(chǎn)品數(shù)數(shù)據(jù)從設(shè)設(shè)計到制制造、維維修服務(wù)務(wù)整個過過程的數(shù)數(shù)據(jù)，便便于追溯溯和檢查查

22、原因，更更重要的的是在數(shù)數(shù)據(jù)庫中中不斷積積累起來來的產(chǎn)品品知識。上述工作只只有當采采用了高高度集成成化的計計算機輔輔助設(shè)計計、制造造與管理理軟件時時，才是是最高效效的。1.3 制造業(yè)業(yè)CADD/CAAM技術(shù)術(shù)及信息息化工程程的發(fā)展展人類進入221世紀紀，隨著著計算機機應(yīng)用技技術(shù)的發(fā)發(fā)展，制制造業(yè)的的發(fā)展模模式也發(fā)發(fā)生了重重大變化化，表現(xiàn)現(xiàn)為企業(yè)業(yè)從CAAD、CCAE和和CAMM等單點點技術(shù)或或應(yīng)用孤孤島，發(fā)發(fā)展為基基于“知識網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)”的綜合合應(yīng)用領(lǐng)領(lǐng)域；從從單純的的數(shù)控加加工CAAM技術(shù)術(shù)的應(yīng)用用，向“工廠生生產(chǎn)制造造計劃和和配置”發(fā)展；從企業(yè)業(yè)或部門門內(nèi)部應(yīng)應(yīng)用的CCAD/CAMM、PDDM（

23、PProdductt Daata Mannageemennt，產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)據(jù)管理）和和ERPP（Ennterrpriise Ressourrce Plaan，企企業(yè)資源源規(guī)劃），逐逐步過渡渡到各企企業(yè)之間間的協(xié)同同方案運運作。面面向企業(yè)業(yè)面向全全球性通通信協(xié)同同發(fā)展已已成為制制造業(yè)發(fā)發(fā)展的總總體趨勢勢。制造業(yè)信息息化工程程的核心心就是采采用國際際上最先先進的信信息化技技術(shù)，提提高企業(yè)業(yè)產(chǎn)品的的創(chuàng)新能能力和高高新技術(shù)術(shù)含量、提提高企業(yè)業(yè)快速響響應(yīng)市場場能力。所所有這些些也正是是世界發(fā)發(fā)達國家家正在研研究和采采納的世世界一流流的新技技術(shù)和新新方法。制造業(yè)CAAD/CCAM技技術(shù)及其其信息化化工程的的

24、發(fā)展歷歷程大致致經(jīng)歷了了下列幾幾個階段段：（1）孤立立的應(yīng)用用模式。這這個階段段的發(fā)展展跨越了了20世世紀600700年代，計計算機圖圖形軟件件開始商商品化。企企業(yè)各部部門（如如設(shè)計、工工藝、制制造、計計劃、財財務(wù)、質(zhì)質(zhì)量管理理和后勤勤等部門門）各自自采用相相應(yīng)的計計算機硬硬件，改改善自己己的勞動動工作方方式，提提高個人人勞動生生產(chǎn)率，然然而相互互之間的的信息傳傳遞卻依依然靠低低介質(zhì)來來進行，各各點發(fā)達達，彼此此孤立，形形成應(yīng)用用孤島。（2）孤立立的信息息系統(tǒng)。這這個階段段的發(fā)展展跨越了了20世世紀700800年代。企企業(yè)各部部門之間間各取所所需，根根據(jù)自己己本部門門發(fā)展的的需要，不不斷完善善

25、自己的的應(yīng)用系系統(tǒng)，解解決部門門內(nèi)部的的信息共共享和反反饋，使使本部門門的勞動動生產(chǎn)率率獲得提提高。但但仍解決決不了各各部門之之間的信信息傳遞遞問題。（3）信息息的交換換和集成成。這個個階段的的發(fā)展跨跨越了220世紀紀8090年年代。經(jīng)經(jīng)過上述述兩個階階段的發(fā)發(fā)展，信信息的傳傳遞問題題顯得非非常突出出，于是是便有了了各部門門之間協(xié)協(xié)同，或或是對信信息重新新調(diào)整，或或是更換換系統(tǒng)，開開發(fā)新的的應(yīng)用系系統(tǒng)和大大量的接接口，即即要繼承承大量的的歷史數(shù)數(shù)據(jù)，又又要創(chuàng)造造一種全全新的信信息交換換、集成成化的工工作模式式，從而而大大提提高企業(yè)業(yè)的競爭爭力。（4）基于于全局性性的信息息化系統(tǒng)統(tǒng)集成。進進入2

26、00世紀990年代代，隨著著網(wǎng)絡(luò)技技術(shù)的發(fā)發(fā)展與成成熟，使使企業(yè)信信息化又又迎來一一個全新新的時期期，即從從內(nèi)部信信息化集集成應(yīng)用用發(fā)展到到企業(yè)間間信息相相互集成成的時期期，逐步步形成了了跨國跨跨地區(qū)的的半球化化乃至全全球化經(jīng)經(jīng)濟運作作模式，代代表著世世界經(jīng)濟濟的發(fā)展展主體。三十多年來來，軟件件開發(fā)商商們一直直致力于于探索更更好的辦辦法去使使用計算算機輔助助技術(shù)進進行自動動化產(chǎn)品品開發(fā)過過程。圖圖1-55以近220年來來UG軟軟件的發(fā)發(fā)展反映映了計算算機輔助助技術(shù)的的進展。KKBE（Knowledge Based Engineering，基于知識的工程）技術(shù)將是下一代機械CAD/CAM的特點，

27、它捕捉、分配和再使用每一個產(chǎn)品開發(fā)部門的工程專業(yè)知識。圖1-5 以UUG為代代表的計計算機輔輔助技術(shù)術(shù)的進展展我國的CAAD/CCAM技技術(shù)開發(fā)發(fā)與應(yīng)用用起步于于20世世紀700年代，由由于受當當時計算算機硬件件和軟件件條件的的限制，較較多的工工作局限限于用計計算機進進行一些些產(chǎn)品設(shè)設(shè)計中的的分析計計算。進進入200世紀880年代代，國家家在機械械CADD/CAAM技術(shù)術(shù)開發(fā)與與應(yīng)用方方面進行行了重點點投資，并并取得了了一系列列在國內(nèi)內(nèi)具有開開創(chuàng)性的的單元成成果，也也培養(yǎng)了了一批CCAD/CAMM科技隊隊伍，從從而為220世紀紀90年年代的快快速發(fā)展展奠定了了良好的的基礎(chǔ)。1991年年原國家家

28、科委組組織成立立了“計算機機輔助設(shè)設(shè)計應(yīng)用用工程領(lǐng)領(lǐng)導小組組”，加大大了CAAD技術(shù)術(shù)的開發(fā)發(fā)與推廣廣力度。119955年在機機械行業(yè)業(yè)開展了了“CADD應(yīng)用112155工程”和“CADD應(yīng)用115500工程”。前者者是樹立立12家家“甩圖板板”的CAAD應(yīng)用用典型企企業(yè)，后后者是培培養(yǎng)5001000家CCAD/CAMM應(yīng)用示示范企業(yè)業(yè)，扶持持1000家，帶帶動50000家家企業(yè)的的龐大計計劃。一一批具有有自主知知識版權(quán)權(quán)的軟件件，如清清華大學學的高華華CADD、華中中科技大大學的開開目CAAD和CCAPPP、北京京航空航航天大學學的CAAXA電電子圖板板、CAAXA制制造工程程師（MME）等

29、等軟件，在在國家科科技部的的項目資資助下開開發(fā)完成成，并開開始推廣廣應(yīng)用。計計算機輔輔助繪圖圖也已經(jīng)經(jīng)從二維維設(shè)計進進入了三三維實體體建模和和參數(shù)化化設(shè)計階階段。然而，我國國CADD/CAAM技術(shù)術(shù)的研究究水平和和應(yīng)用范范圍與工工業(yè)發(fā)達達國家相相比都還還有較大大的差距距，特別別是CAAD/CCAM應(yīng)應(yīng)用的集集成化程程度較低低，缺乏乏具有自自主版權(quán)權(quán)的、完完善的高高檔CAAD/CCAM軟軟件系統(tǒng)統(tǒng)。此外外CADD/CAAM專業(yè)業(yè)技術(shù)人人才的匱匱乏也限限制了企企業(yè)對CCAD/CAMM技術(shù)的的推廣應(yīng)應(yīng)用。1.4 UG技技術(shù)及其其在現(xiàn)代代制造業(yè)業(yè)中的作作用1.4.11 UUG技術(shù)術(shù)概述UGS（UUni

30、ggrapphiccs SSoluutioons）是是全球發(fā)發(fā)展最快快的機械械CAXX（即CCAD、CCAE、CCAM等等的總稱稱）公司司之一。它它的產(chǎn)品品Uniigraaphiccs（簡簡稱UGG）軟件件是當前前世界上上最先進進和緊密密集成的的、面向向制造業(yè)業(yè)的CAAX高端端軟件，是是知識驅(qū)驅(qū)動自動動化技術(shù)術(shù)領(lǐng)域中中的領(lǐng)先先者。它它實現(xiàn)了了設(shè)計優(yōu)優(yōu)化技術(shù)術(shù)與基于于產(chǎn)品和和過程的的知識工工程的組組合。UUG軟件件能夠為為各種規(guī)規(guī)模的企企業(yè)提供供可測量量的價值值；能夠夠使企業(yè)業(yè)產(chǎn)品更更快地提提供給市市場；能能夠使復(fù)復(fù)雜的產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計計與分析析簡單化化；能夠夠有效地地降低企企業(yè)的生生產(chǎn)成本本并增加加

31、企業(yè)的的市場競競爭實力力。正是是由于該該軟件的的高度集集成化和和優(yōu)越的的性能，使使之成為為目前世世界上最最優(yōu)秀公公司廣泛泛使用的的系統(tǒng)，這這些公司司包括波波音飛機機、通用用汽車、普普惠發(fā)動動機、飛飛利浦、松松下、精精工和愛愛立信等等。UGG成為日日本主要要的汽車車配件生生產(chǎn)商DDensso的標標準，占占有900%的俄俄羅斯航航空市場場和800%的北北美發(fā)動動機市場場。美國國航天航航空界已已安裝了了100000多多套UGG，在世世界各國國航天航航空界享享有極高高的地位位。UGG軟件目目前也普普及到機機械、醫(yī)醫(yī)療設(shè)備備和電子子等行業(yè)業(yè)，并發(fā)發(fā)揮著越越來越顯顯著的作作用。UG產(chǎn)品主主要包括括計算機機

32、輔助工工業(yè)設(shè)計計、工程程設(shè)計、工工程分析析和制造造，以及及知識驅(qū)驅(qū)動自動動化的工工具與專專門過程程的導向向。UGG產(chǎn)品線線如圖11-6所所示。1.4.22 產(chǎn)產(chǎn)品的創(chuàng)創(chuàng)新與開開發(fā)在UUG中的的體現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)新新要貫穿穿于產(chǎn)品品本身的的全生命命周期，從從總體構(gòu)構(gòu)想設(shè)計計、概念念設(shè)計、詳詳細設(shè) 計計、生產(chǎn)產(chǎn)計劃到到制造質(zhì)質(zhì)量控制制都要創(chuàng)創(chuàng)新。UUGS產(chǎn)產(chǎn)品十分分重視任任何提高高企業(yè)的的創(chuàng)新能能力，為為此特別別強調(diào)：創(chuàng)新要要基于知知識、基基于產(chǎn)品品、基于于過程。UUG的產(chǎn)產(chǎn)品創(chuàng)新新開發(fā)技技術(shù)和手手段，主主要包括括：全集集成、全全相關(guān)、前前瞻性、數(shù)數(shù)字樣機機、快速速反映機機制和知知識工程程（KBBE）這

33、這6個方方面。圖1-6 Unnigrraphhicss產(chǎn)品線線1全集成成（1）數(shù)據(jù)據(jù)和系統(tǒng)統(tǒng)的集成成。這是是一個以以數(shù)據(jù)庫庫為核心心的能將將CAXX、PDDM（PProdductt Daata Mannageemennt，產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)據(jù)管理）、RRE（RReveersee Ennginneerringg，逆向向工程）、RRP（RRapiid PProttotyype，快快速成型型）、EERP、PPM（PProjjectt Maanaggemeent，項項目管理理）、FFM（FFinaancee Maanaggemeent，財財務(wù)管理理）等的的數(shù)據(jù)信信息和系系統(tǒng)集成成在一起起的環(huán)境境。這樣樣才能做

34、做到D22B（DDesiign to Bussineess，為為商務(wù)而而設(shè)計）。（2）功能能集成。即即CAIID/CCAD/CAEE/CAAM/PPDM等等重要集集成。（3）過程程集成。即即總體方方案設(shè)計計、概念念設(shè)計、詳詳細設(shè)計計、工藝藝計劃工工裝夾模模具設(shè)計計與制造造、零部部件制造造與裝配配質(zhì)量檢檢測等全全過程要要能集成成在一起起。（4）信息息集成。UUGS的的iMAAN就是是集成管管理產(chǎn)品品的全生生命周期期的信息息。（5）業(yè)不企部能之信成且與供銷售商、客戶之間的信息也能集成。UGS的iMAN就提供了與ERP、SCM等的集成接口。2全相關(guān)關(guān)全相關(guān)指的的是：在在產(chǎn)品內(nèi)內(nèi)部不僅僅保持尺尺寸大小

35、小的相關(guān)關(guān)性，而而且還具具有結(jié)構(gòu)構(gòu)形狀的的相關(guān)，即即幾何相相關(guān)，更更要具有有過程相相關(guān)。不不管是工工業(yè)設(shè)計計（CAAID）、概概念設(shè)計計和結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計（CCAD），還還是工程程分析（CCAE）、工工業(yè)夾具具設(shè)計與與制造和和數(shù)控編編程（CCAM），這這中間任任一階段段的結(jié)構(gòu)構(gòu)數(shù)據(jù)的的改變都都會引起起其他過過程做出出相關(guān)的的變化。UGS提供供的單一一數(shù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)的主主模型技技術(shù)、超超變量幾幾何方法法、基于于產(chǎn)品和和特征的的直接建建模和產(chǎn)產(chǎn)品總體體相關(guān)設(shè)設(shè)計技術(shù)術(shù)UGG/WAAVE（含含關(guān)聯(lián)設(shè)設(shè)計、種種子技術(shù)術(shù)和幾何何元素的的連接相相關(guān)）和和工程分分析的UUG/SScennariio都給給工程技技術(shù)人員

36、員提供了了實現(xiàn)全全相關(guān)的的最佳工工具和手手段。此此外UGGS提供供的動態(tài)態(tài)虛擬大大裝配技技術(shù)，使使得技術(shù)術(shù)人員在在設(shè)計階階段就可可對產(chǎn)品品從裝配配的匹配配關(guān)系、機機構(gòu)運動動的傳遞遞、定位位的方式式和位置置、運動動系統(tǒng)的的基本動動作進行行預(yù)分析析，而不不需要專專門的運運動等分分析軟件件。3前瞻性性這是指在設(shè)設(shè)計階段段利用虛虛擬、數(shù)數(shù)字、可可視的技技術(shù)，就就可對產(chǎn)產(chǎn)品進行行工程分分析、設(shè)設(shè)計優(yōu)化化和仿真真模擬。為為此，UUGS公公司不僅僅與世界界上一流流的工程程分析的的專業(yè)公公司結(jié)成成了長期期合作的的戰(zhàn)略聯(lián)聯(lián)盟關(guān)系系，在UUG中含含有與這這些分析析軟件系系統(tǒng)有著著直接連連接的高高精度接接口，而而且

37、還將將這些分分析系統(tǒng)統(tǒng)（如MMSC/NASSTRAAN，MMDI/ADAAMS，AAnsyys和MMoldd fllow等等）的基基本、常常用的部部分植入入到UGG的分析析應(yīng)用模模塊中，且且保持與與CADD的全相相關(guān)。因因為它們們都采用用了同一一圖形內(nèi)內(nèi)核Paarassoliid。這這就大大大方便了了工程設(shè)設(shè)計人員員的設(shè)計計，提高高了設(shè)計計的質(zhì)量量和一次次成功率率。4數(shù)字樣樣機對于制造業(yè)業(yè)的產(chǎn)品品創(chuàng)新開開發(fā)來說說，超巨巨模型的的數(shù)字樣樣機的創(chuàng)創(chuàng)建、分分析和仿仿真工具具是十分分重要的的。UGGS公司司收購的的EAII公司的的Viss系列虛虛擬可視視化產(chǎn)品品在國際際上處于于領(lǐng)先地地位。VVis系系

38、列產(chǎn)品品可以與與眾多的的CADD/CAAM軟件件，如UUG、PPro/E、iideaas、CCATIIA和AAutooCADD等進行行無縫連連接；可可以集成成讀取多多種PDDM系統(tǒng)統(tǒng)下的數(shù)數(shù)據(jù)；可可以運行行于多種種操作系系統(tǒng)下，多多種硬件件平臺上上；它提提供了基基于Innterrnet的的虛擬企企業(yè)平臺臺。又將將超巨模模型的裝裝配、可可視、幾幾何物理理性能的的分析、動動靜態(tài)的的幾何分分析、人人機工程程和制造造過程的的仿真，虛虛擬現(xiàn)實實等都集集成在一一個EAAI/VVIS的的單一環(huán)環(huán)境中。EEAI-Viss系列產(chǎn)產(chǎn)品為企企業(yè)進行行產(chǎn)品創(chuàng)創(chuàng)新開發(fā)發(fā)提供了了一個完完整、集集成的、超超越常規(guī)規(guī)CADD

39、/CAAM軟件件之上的的虛擬可可視化仿仿真環(huán)境境，是數(shù)數(shù)字化產(chǎn)產(chǎn)品創(chuàng)新新開發(fā)的的一種優(yōu)優(yōu)秀工具具。5快速反反應(yīng)機制制除了前面所所述的以以外，還還包括兩兩個方面面：逆向向工程（RRP）技技術(shù)與快快速成型型（RPP）技術(shù)術(shù)。前者者是采用用三坐標標測量儀儀或激光光測量儀儀對現(xiàn)存存的、成成功的產(chǎn)產(chǎn)品（零零件）進進行空間間的掃描描測量，獲獲得該產(chǎn)產(chǎn)品的空空間坐標標點的數(shù)數(shù)據(jù)，再再對這些些超大量量的數(shù)據(jù)據(jù)點（點點云數(shù)據(jù)據(jù)）在CCAD軟軟件中進進行濾波波、提取取特征線線、補孔孔、光順順生成網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)面、UUG/QQuicck SShappe NNURBBS曲面面，從而而反求出出測量對對象的數(shù)數(shù)字模型型。后者者是

40、將數(shù)數(shù)字模型型以STTL格式式輸出到到快速成成型機上上由快速速成型機機生成塑塑料的或或紙質(zhì)的的該物理理實體。用用于評估估、分析析和作為為模芯等等。將RE、RRP與CCAD/CAMM軟件集集成起來來，組成成一個快快速反應(yīng)應(yīng)的建模模系統(tǒng)，可可以大大大加快產(chǎn)產(chǎn)品的開開發(fā)質(zhì)量量和速度度。例如如柴油機機上氣道道的設(shè)計計就采用用這種方方法（如如圖1-7所示示）。先先用三坐坐標激光光測量儀儀掃描現(xiàn)現(xiàn)有的初初始氣道道，將測測得的數(shù)數(shù)據(jù)輸入入到Quuickk Shaape中中處理得得到初步步的數(shù)字字模型，再再到UGG環(huán)境下下以STTL格式式輸出到到快速成成型機上上得到塑塑料的氣氣道。以以此氣道道進行誤誤差分析析

41、、吹氣氣測試和和作為模模具的模模芯，澆澆鑄缸蓋蓋。這一一集成的的氣道開開發(fā)過程程大大提提高了開開發(fā)氣道道的周期期和質(zhì)量量，使原原來要六六個星期期的設(shè)計計縮短為為一個星星期，且且做到了了一次成成功。氣道模具測量數(shù)據(jù)與RP模型之間的誤差分析氣象點云集快速成型的模型氣道模具測量數(shù)據(jù)與RP模型之間的誤差分析氣象點云集快速成型的模型圖1-7 柴柴油機上上氣道的的快速設(shè)設(shè)計6知識工工程（KKBE）隨著當今CCAX設(shè)設(shè)計系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)展的的新趨勢勢，產(chǎn)生生了以知知識驅(qū)動動為基礎(chǔ)礎(chǔ)的工程程設(shè)計新新思路，簡簡稱知識識工程KKBE（KKnowwleddge Bassed Enggineeeriing）。它將人工智能（包

42、括知識庫、知識規(guī)則和邏輯推理等）與CAX系統(tǒng)有機地結(jié)合起來，使其應(yīng)用對象從幾何造型、分析和制造，延伸擴展到工程設(shè)計領(lǐng)域，形成了工程設(shè)計與CAX系統(tǒng)的無縫連接。如何把知識識、技能能、經(jīng)驗驗、原理理和規(guī)范范等結(jié)合合到CAAX系統(tǒng)統(tǒng)中，使使得設(shè)計計人員只只要輸入入工況或或工程參參數(shù)或應(yīng)應(yīng)用要求求，系統(tǒng)統(tǒng)就能依依據(jù)相關(guān)關(guān)知識、自自動推理理結(jié)構(gòu)造造出符合合該特定定要求下下的數(shù)字字化幾何何模型，這這就是KKBE技技術(shù)要解解決的問問題，也也是CAAX技術(shù)術(shù)發(fā)展的的新階段段。UGS主要要通過采采用KDDA技術(shù)術(shù)成功應(yīng)應(yīng)用了KKBE的的基本原原理，實實現(xiàn)了用用知識驅(qū)驅(qū)動幾何何建模，并并成功開開發(fā)出基基于知識識（

43、KBBE）的的工程應(yīng)應(yīng)用模塊塊：齒輪輪工程（Gear Engineering Wizard V1.1）。它含有齒輪設(shè)計、軸的設(shè)計、軸承設(shè)計、鍵的設(shè)計和殼體的建模，設(shè)計人員只要輸入程序參數(shù)或工況條件即可。這里的“設(shè)計”包含幾何建模及工程分析兩部分。此外還開發(fā)有塑料模設(shè)計導引（Mold wizard V3.0），沖壓模工程導引（Die Engineering Wizard V2.0），多工位級進模（Progressive Die Wizard）等。1.4.33 UUG的協(xié)協(xié)同制造造工程協(xié)同制造工工程CMME（CColllaboorattivee Maanuffactturiing Engginee

44、eriing）是是結(jié)合企企業(yè)、工工廠的生生產(chǎn)制造造和計劃劃管理提提出的新新概念，它它包括裝裝配工程程、質(zhì)量量檢控、工工廠生產(chǎn)產(chǎn)計劃、過過程優(yōu)化化、加工工工藝計計劃、刀刀具及工工裝夾模模具的開開發(fā)和數(shù)數(shù)控加工工這七個個方面。CME的關(guān)關(guān)鍵要點點是“P3RR”，即：（1）要生生產(chǎn)什么么樣的產(chǎn)產(chǎn)品（PProdductt）？（2）怎樣樣安排這這個制造造過程（PProccesss）？（3）在哪哪兒生產(chǎn)產(chǎn)，即工工廠、車車間的加加工單元元、生產(chǎn)產(chǎn)線的配配置（PPlannt）?（4）需要要什么資資源（RResoourcces）?CME要求求的是PP3R保保持相關(guān)關(guān)性。而而不是目目前所表表現(xiàn)的獨獨立、分分散的狀

45、狀態(tài)。為為了實現(xiàn)現(xiàn)CMEE，UGGS公司司又提出出了另一一個新概概念：虛虛擬工廠廠Efaactoory。虛虛擬工廠廠的目標標也就是是P3RR（如圖圖1-8所示示）。圖1-8 P33R關(guān)聯(lián)聯(lián)圖UGS公司司推出的的Efacttoryy系列產(chǎn)產(chǎn)品是一一個能夠夠付之實實用的工工具。通通過Effacttoryy，將原原來孤立立的3PP和R集集成在一一起，實實現(xiàn)協(xié)同同制造。例如在“資資源設(shè)計計Ressourrcess Deesiggn”方面，UUGS公公司的方方案將加加工操作作與資源源需求緊緊密地連連接在一一起，在在UGSS iMMAN的的分類管管理的技技術(shù)下，建建立集成成的資源源數(shù)據(jù)管管理，如如集成的的

46、刀具庫庫等；并并利用FFacttoryy CAAD模塊塊將工廠廠布置集集成在CCME中中，利用用UGSS強大的的建模能能力，進進行工裝裝夾模具具和刀具具的設(shè)計計。又如對于“工藝加加工”（Prroceess apppliccatiionss），UUGS公公司提供供了許多多基于知知識、基基于過程程的過程程導引專專業(yè)應(yīng)用用模塊，如如：“Molld WWizaard”、“Welld WWizaard”。再如在“工工廠設(shè)計計與布局局”（Pllantt Deesiggn）中中，UGGS提供供的Faactoory CADD是一個個基于AAutooCADD的智能能化的工工廠布局局工具。它它包含了了工廠中中如運

47、送送裝置、貨貨物、工工件架和和起重機機等常用用設(shè)備、工工具的22D/33D庫。這這是一個個智能化化的巨型型庫，它它除了進進行工廠廠布置設(shè)設(shè)計外，還還可以進進行產(chǎn)品品裝配仿仿真，工工作過程程的干涉涉檢測。所所有Faactoory CADD的數(shù)據(jù)據(jù)文件都都在CMME中進進行管理理，其構(gòu)構(gòu)造的工工廠中的的設(shè)備、生生產(chǎn)線等等對象，都都與e-Facctorry的資資源管理理系統(tǒng)集集合在一一起，并并支持SSDX格格式。綜上可見，制制造業(yè)信信息化工工程的關(guān)關(guān)鍵技術(shù)術(shù)在UGG中得到到了完整整的體現(xiàn)現(xiàn)和應(yīng)用用。UGG為制造造業(yè)信息息化提供供了一個個面向產(chǎn)產(chǎn)品全生生命周期期的開放放式協(xié)同同并行集集成環(huán)境境，即CC

48、PC（Collaborative Product Commerce產(chǎn)品協(xié)同商務(wù)）環(huán)境（如圖1-9所示）。在這個環(huán)境中，每個人都能融入到整個企業(yè)中，為了同一目標，高速、優(yōu)質(zhì)、低耗地推出新的產(chǎn)品，協(xié)同而并行地工作。圖1-9 制造造業(yè)的信信息化環(huán)環(huán)境1.5 UG軟軟件主要要功能模模塊簡介介1.5.11 UUG/WWAVEEUG/WAAVE技技術(shù)提供供了一個個參數(shù)化化產(chǎn)品設(shè)設(shè)計的平平臺，為為了維持持設(shè)計的的完整性性和意圖圖，此技技術(shù)把概概念設(shè)計計與詳細細設(shè)計的的變化自自始至終終地貫穿穿到整個個產(chǎn)品的的設(shè)計過過程。在在此平臺臺上，具具有創(chuàng)新新的WAAVE工工程技術(shù)術(shù)，使其其高級產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計計的定義義、控制

49、制和評估估成為可可能。這這一被稱稱為“控制結(jié)結(jié)構(gòu)”的可重重復(fù)利用用的設(shè)計計模板被被用來表表達產(chǎn)品品設(shè)計的的概念，這這是通過過定義幾幾何形體體框架和和關(guān)鍵設(shè)設(shè)計變量量來實現(xiàn)現(xiàn)的。CCAE的的需求也也被考慮慮到模型型中，PPDM則則被用來來管理這這些變動動和版本本。通過過參數(shù)化化的編輯輯控制結(jié)結(jié)構(gòu)，不不同的設(shè)設(shè)計概念念可以被被迅速地地分析和和評估。在在控制結(jié)結(jié)構(gòu)中的的關(guān)鍵幾幾何模型型可被相相關(guān)聯(lián)地地復(fù)制到到經(jīng)過詳詳細設(shè)計計的產(chǎn)品品裝配中中，這樣樣在今后后的產(chǎn)品品開發(fā)過過程中就就允許高高級概念念設(shè)計上上的變化化與整個個產(chǎn)品設(shè)設(shè)計的改改變相關(guān)關(guān)聯(lián)。利用WAVVE技術(shù)術(shù)，用戶戶可以識識別驅(qū)動動其產(chǎn)品品設(shè)

50、計最最重要的的變量，然然后在一一個相關(guān)關(guān)的控制制結(jié)構(gòu)中中捕捉它它們，例例如，用用戶在重重新設(shè)計計一種轎轎車的過過程中，為為了保持持車身的的外形尺尺寸不變變而獲得得更多的的頭部和和腿部空空間來對對其進行行更改時時，用WWAVEE技術(shù)，用用戶可以以容易而而迅速地地獲得這這種更改改帶來的的影響。利利用傳統(tǒng)統(tǒng)的工具具，這種種分析過過程將花花費數(shù)個個星期，甚甚至數(shù)個個月。利用WAVVE技術(shù)術(shù)，產(chǎn)品品設(shè)計可可以根據(jù)據(jù)需求按按自頂向向下的流流程進行行，而這這種需求求是基于于功能、空空間、配配置和其其他方面面的整體體考慮。這這些工程程數(shù)據(jù)可可以在設(shè)設(shè)計總體體布局方方案中捕捕捉到，這這個總體體布局方方案可驅(qū)驅(qū)動

51、關(guān)鍵鍵部件的的位置和和外形，同同時定義義主要子子系統(tǒng)之之間的界界面。WAVE技技術(shù)還可可以很容容易地適適用于其其他方面面，包括括詳細設(shè)設(shè)計和制制造計劃劃。例如如，WAAVE技技術(shù)的幾幾何連接接器（包包括在UUG裝配配模塊中中）使用用戶得以以直接地地把相關(guān)關(guān)部件的的設(shè)計聯(lián)聯(lián)系起來來。其可可被用來來把移動動電話殼殼中孔洞洞的設(shè)計計和鍵的的外形和和位置結(jié)結(jié)合起來來，而這這些關(guān)系系是相互互關(guān)聯(lián)的的。這樣樣就可以以確保設(shè)設(shè)計的意意圖和整整體性得得以維護護。當設(shè)設(shè)計和生生產(chǎn)過程程的計劃劃改變時時，WAAVE還還能夠把把過程中中的模型型自動更更新?；谶@些效效能，用用戶可以以對新的的市場機機遇迅速速作出反反

52、應(yīng)，改改進已有有的產(chǎn)品品，建立立新的產(chǎn)產(chǎn)品線，而而這只需需要花費費傳統(tǒng)開開發(fā)成本本的一小小部分。在UG/WWAVEE的工程程軟件包包中，包包括UGG/入口口（Gaatewway）、UUG/實實體建模模（Soolidd Moodellingg）、UUG/特特征建模模（Feeatuuress Moodellingg）、UUG/自自由曲面面建模（FFreeeforrm MModeelinng）、 UG/工程制制圖（UUG/DDrafftinng）、UUG/裝裝配建模模（Asssemmblyy Moodellingg）、UUG/虛虛擬現(xiàn)實實（UGG/Reealiity）、UUG/逼逼真著色色（UGG/

53、Phhotoo）、UUG/幾幾何公差差（UGG/Geeomeetriic TToleerannce）等等 模模塊。1UG/入口（UUG/GGateewayy）UG/Gaatewway是是連接所所有UGG模塊的的基礎(chǔ)。它它支持關(guān)關(guān)鍵操作作，包括括打開已已存在的的UG部部件文件件、創(chuàng)建建新的部部件文件件、繪制制工程圖圖和屏幕幕布局以以及讀入入輸出各各種不同同格式的的文件，以以及參數(shù)數(shù)實體（PParaasollid）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換文件件和計算算機圖形形的圖源源文件（CCGM）。同同時提供供的還有有層控制制、視圖圖定義、屏屏幕布局局和顯示示控制功功能。包包括消隱隱/再現(xiàn)現(xiàn)對象和和在線幫幫助功能能。UGG/Ga

54、atewway還還提供一一個與各各種高分分辨率繪繪圖機接接口的許許可證，并并提供先先進的電電子表格格應(yīng)用。通通過UGG/Gaatewway的的導航、動動畫、實實體和表表面模型型的顯隱隱與著色色，提供供了高級級的可視視化功能能，建造造和管理理零件族族，操縱縱零件間間的表達達式，以以便通過過分析相相關(guān)聯(lián)的的方案方方便地擴擴充模型型設(shè)計。標標準表格格查詢功功能提供供了一種種簡單的的方法來來實現(xiàn)基基于知識識的工程程技術(shù)。UUG/GGateewayy還包括括UG/Webb Reendeer（將將在后面面介紹）。2UG/實體建建模（UUG/SSoliid MModeelinng）該模塊將基基于約束束的特征

55、征建模和和顯式幾幾何模型型方法無無縫的結(jié)結(jié)合起來來，提供供了當今今CADD/CAAM軟件件界最強強有力的的“復(fù)合建建?！惫ぞ撸故褂脩艨煽梢猿浞址掷眉捎谙认冗M的、基基于特征征環(huán)境中中的傳統(tǒng)統(tǒng)的實體體、面、線線框造型型的優(yōu)勢勢。UGG/Soolidd Moodellingg可使用用戶能夠夠很方便便地建立立二維和和三維線線框模型型、掃描描和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)實體以以及進行行布爾運運算及參參數(shù)化編編輯。它它還提供供用于快快速、有有效的概概念設(shè)計計的變量量草圖工工具和更更通用的的建模和和編輯任任務(wù)的工工具。該該模塊易易于理解解的基于于圖標（iiconn）的圖圖形環(huán)境境與其他他建模模模塊的操操作相同同。3UG

56、/特征建建模（UUG/FFeatturee Moodellingg）該模塊提高高了表達達式設(shè)計計的層次次，設(shè)計計信息可可以用工工程特征征的術(shù)語語來定義義。它提提供了支支持建立立和編輯輯下列各各種標準準的設(shè)計計特征：孔、槽槽、型腔腔、凸臺臺、墊、柱柱體、塊塊體、錐錐體、球球體、管管狀體、桿桿、倒圓圓和倒角角等。同同時還可可以挖空空實體建建立薄壁壁件。特特征還可可以被參參數(shù)化定定義并對對其尺寸寸大小和和位置做做尺寸驅(qū)驅(qū)動編輯輯。用戶戶自定義義的特征征存儲在在公共目目錄下，也也可以被被添加到到設(shè)計模模型中。特特征還能能夠相對對于其他他的特征征或物體體定位，也也能夠被被引用以以建立相相關(guān)特征征組。特特

57、征組排排列可以以是個別別的定位位，也可可以是在在簡單圖圖案和陣陣列中定定位。4UG/自由曲曲面建模模（UGG/Frree forrm Moddeliing）該模塊支持持復(fù)雜的的自由曲曲面的形形狀，如如機翼、進進氣道和和其他工工業(yè)產(chǎn)品品的造型型設(shè)計。它它可將實實體建模模和表面面建模的的技術(shù)合合并，建建成一個個功能強強大的建建模工具具組。此此建模技技術(shù)包括括沿曲線線的通用用掃描法法，使用用一條、二二條和三三條軌道道方法按按比例地地建立外外形，用用標準二二次曲線線的方法法建立二二次曲面面體，建建立圓形形及圓錐錐截面的的倒圓（圓圓角）面面，光滑滑橋接在在兩個或或更多的的其他實實體間隙隙的曲面面。此外外

58、，該模模塊還提提供計算算復(fù)雜模模型的形形狀、尺尺寸和曲曲率的易易于使用用的工具具。5UG/用戶自自定義特特征（UUG/UUserr - Deffineed FFeatturees）該模塊提供供一種利利用用戶戶自定義義的特征征（UDDF）概概念去捕捕捉和存存儲零件件族的方方法，易易于恢復(fù)復(fù)和編輯輯。該模模塊還提提供了一一些工具具，如允允許取一一個已存存在的用用標準UUG模型型工具建建立的參參數(shù)化實實體模型型，建立立特征參參數(shù)之間間的關(guān)系系、定義義特征變變量、設(shè)設(shè)置默認認值以及及確定調(diào)調(diào)用特征征時所采采用的一一般形式式所需的的全部工工具。用用戶自定定義特征征建立后后，將駐駐留在一一個目錄錄中，在在

59、此目錄錄上，供供使用該該模塊的的任何用用戶訪問問。6UG/工程制制圖（UUG/DDrafftinng）該模塊可以以使設(shè)計計者、工工程師和和繪圖員員從三維維實體模模型得到到完全相相關(guān)的二二維工程程圖。利利用UGG的復(fù)合合建模技技術(shù)，該該模塊可可生成尺尺寸與實實體模型型相關(guān)的的工程圖圖，并保保證隨著著實體模模型的改改變而同同步更新新工程圖圖尺寸，包包括消隱隱線和相相關(guān)橫截截面視圖圖在內(nèi)的的二維視視圖在模模型修改改時也會會自動更更新。自自動視圖圖布局功功能可快快速布局局二維視視圖。利利用UGG/Asssemmblyy Moodellingg的數(shù)據(jù)據(jù)可以方方便地繪繪制裝配配圖，并并能快速速生成裝裝配分

60、解解圖。無無論繪制制單頁還還是多頁頁詳細裝裝配圖及及零件圖圖，UGG/Drrafttingg都能減減少繪圖圖時間和和成本。7UG/裝配建建模（UUG/AAsseemblly MModeelinng）該模塊提供供了并行行的、自自上而下下的產(chǎn)品品開發(fā)方方法。UUG/AAsseemblly MModeelinng的主主模型在在整個裝裝配過程程中可以以進行設(shè)設(shè)計和編編輯。部部件可靈靈活地配配對或定定位，并并且一直直保持其其關(guān)聯(lián)性性。這樣樣既改進進了性能能，又節(jié)節(jié)約了磁磁盤的存存儲空間間。裝配配件的參參數(shù)化建建模還可可以描述述各部件件之間的的配對關(guān)關(guān)系、確確定通用用緊固件件組及其其他復(fù)制制的部件件。這種