機械技術應用管理初探究
摘要：介紹了機械CAD/CAM技術的應用狀況，分析了該技術整合的意義和產品資料交換標準的不完備性，提出了CAD/CAM系統的選擇原則，並指出我國開展這方面工作應注意的問題。
關鍵詞：CAD/CAM整合產品 資料交換標準
1.CAD/CAM技術應用狀況
汽車工業代表著一個國家機械製造業發展的水平，一直是CAD/CAM技術應用的先鋒和大戶。下面就以汽車工業為例，說明國內外機械CAD/CAM技術的應用狀況。
國際上，美國福特汽車公司在CAD/CAM技術方面處於領先地位。早在80年代初，福特公司就著手CAD/CAM系統的規劃，建成了以工作站為主體的環形網路系統；1985年已經有一半以上的產品設計工作使用圖形終端實現；1986年新開發的TAURUS和SABLE轎車，大約70%的外板件採用CAD/CAM;90年代初全面實行產品開發的CAD/CAM,應用率可達100%。福特公司1990年工作站已達2000臺，以FGS工作站（約佔70%）和CV工作臺（約佔18%）為主，其應用軟體主要為自行開發的PDGS和CAD/CAM。1993年以後，福特汽車公司提出了C3P(CAD/CAE/CAM/PDM)概念，並決定今後將採用I-DEAS軟體作為其主流核心軟體。
日本三菱汽車公司1960年從沖模的NC數控加工著手，以CAD/CAE/CAM為動力，對從設計到製作的各項工程踏踏實實地進行了改革，至今，已形成了從車型款式設計到車身組裝的新車型開發的完整的CAD/CAE/CAM系統。
法國雷諾汽車公司應用Euclid軟體作為CAD/CAM的主導軟體，目前已有95%的設計工作量用該軟體完成，並開發出很多適合汽車工業需求的模組，如用於干涉檢查的Megavision,用於鈑金成形分析的OPTRIS等。
德國各大汽車公司普遍採用CATIA作為其CAD/CAM系統的主導軟體。1994年，德國大眾集團決定用CATIA和Pro/Engineer作為其將來開發新車型的主導CAD系統。
我國的CAD/CAM工作始於70年代，發展迅速，已取得了良好的經濟效益。少數大型企業，如一汽、二汽等，已建立起比較完整的CAD/CAM系統，其應用水平也接近國際先進水平。許多中小企業應用CAD/CAM技術在保證產品質量、提高勞動率等方面也取得了顯著的經濟效益。但是總的說來，國內在CAD/CAM技術應用的深度和廣度方面與國外先進水平相比還有很大差距。隨著社會主義市場經濟的發展，國有企業需要對傳統的產品結構、生產裝置和管理模式進行改造，以提高企業的活力和適應市場的應變能力，而採用CAD/CAM技術被認為是唯一的出路。
2.CAD/CAM技術整合
2.1整合化的意義
整合化是CAD/CAM技術發展的一個最為顯著的趨勢。它是指把CAD、CAE、CAPP、CAM以至PPC(生產計劃與控制)等各種功能不同的軟體有機地結合起來，用統一的執行控制程式來組織各種資訊的提取、交換、共享和處理，保證系統內部資訊流的暢通並協調各個系統有效地執行。
國內外大量的經驗表明，CAD系統的效益往往不是從其本身，而是透過CAM和PPC系統體現出來；反過來，CAM系統如果沒有CAD系統的支援，花巨資引進的裝置往往很難得到有效地利用；PPC系統如果沒有CAD和CAM的支援，既得不到完整、及時和準確的資料作為計劃的依據，訂出的計劃也較難貫徹執行，所謂的生產計劃和控制將得不到實際效益。因此，人們著手將CAD、CAE、CAPP、CAM和PPC等系統有機地、統一地整合在一起，從而消除“自動化孤島”，取得最佳的效益。
2.2產品資料交換標準
建立統一的產品資料交換標準是實現CAD/CAM技術整合化的必要條件。
複雜機械產品的生產需要不同企業、部門的分工協作完成。由於產品資訊是在不同的地點、不同的計算機和不同的CAD/CAM系統中產品，造長同一產品的資訊表達差異。產品資訊在各系統之間的整合現在主要採用標準格式交換法，如IGES標準、PDDI標準、PDES標準和STEP標準等。但是在朝著整合化目標發展的過程中，尤其是在解決面向CAD/CAE/CAPP/CAM、CIM、CE等的整合（資訊交換、語義整合、功能整合）方面，遇到了很大的困難:
1)以IGES為代表的產品資料交換標準，儘管在支援幾何資料的`交換方面已達到實用程度，但它只支援物理層上的資料交換，難以滿足資訊整合的需要；
2)發展中的STEP儘管克服了IGES的不足，從理論上解決了同時支援物理層和邏輯層的資料交換，即實現資訊交換的方法，但由於其剛剛起步，在其資源的定義、程式實現、面向具體應用領域的參照模型的建立、特徵造型的實施以及物件庫的管理和使用等許多方面還遠沒有達到實用程度；
3)難以進行產品資訊的統一管理、同步性維護、冗餘控制和全域性最佳化創成；
4)靠資料交換難以實現建立在滿足下游開發活動約束及特定外部過程約束的智慧決策支援機制。儘管許多著名的計算機軟、硬體產品廠商都聲稱在產品中支援IGES、STEP等產品資料交換標準，但結果並非如此。世界上各種CAD/CAM整合軟體（如CATIA,Euclid,Pro/Engineer,CADDS5,UGII及I-DEAS等），都只是某些方面具有特長，故大型企業往往同時使用幾種CAD/CAM軟體系統才能滿足自己的需要，結果導致軟體之間進行資料交換時丟失資訊。我們在為上海大眾進行某專案的CAD軟體選型時證明了這一點。因此，一般大型企業都選擇一種CAD/CAM軟體作為主流軟體，再加上其它軟體作為補充，從而儘量減少不同軟體間的資料交換。產品資料交換標準的最終完善還需相當一段時間。
3CAD/CAM系統選型原則
CAD/CAM系統的選擇與配置對任何一個打算應用CAD/CAM技術的企業都是至關重要的。在作出CAD/CAM系統選擇和配置的決策時，需要綜合考慮以下因素:
1)系統的功能
選擇硬體時要考慮CPU的運算處理能力、內、外儲存器容量、圖形顯示與處理能力、輸入/輸出作業能力、通訊聯網能力等。選擇軟體時要考慮各種產品設計過程中對CAD/CAM應用軟體的功能要求，要注意軟體與硬體的匹配。
2）系統的可調節性和可擴充套件性新安裝的系統應能與原安裝的計算機環境進行互動操作，即向下相容能力；同時應該具有升級擴充套件能力；要注意軟體的二次開發性、使用者介面等。
3)效能價格比這是一個相對的綜合指標。在購買軟、硬體系統時，使用者按功能和價格同時比較考核，在滿足使用者要求的情況下，取其最佳值作為選擇物件。
4)供應商的發展趨勢和資產可信度在選購系統時，不僅要比較分析其技術性能指標、價格，還要分析供應商的發展變化趨勢和財務經營狀況。若使用者對供應商的發展情況不瞭解，購買了即將停產換代的產品，或是與即將易手的公司作生意，其後果是非常被動的。
4結束語
我國開展CAD/CAM技術應用工作並不算晚；透過引進，不少企業的軟、硬體條件與國外相比也相差不大。但是，國內的CAD/CAM應用與國外先進水平相比存在較大的差距。原因是：
(1)原有經濟體制的弊端。採用CAD/CAM技術投資大，有較大風險，效益回報有一定的滯後期，導2.2產品資料交換標準建立統一的產品資料交換標準是實現CAD/CAM技術整合化的必要條件。複雜機械產品的生產需要不同企業、部門的分工協作完成。由於產品資訊是在不同的地點、不同的計算機和不同的CAD/CAM系統中產生，造成同一轉機械啟停機及正常執行時的特性，可分為轉速上升、轉速下降、轉速不變、轉速變化等。負荷狀態可分為滿載、空載、部分載荷、載荷驟增和驟減等。
（2）管理上的缺陷。由於條塊分割，重複引進，企業相互之間缺乏必要的交流和協作，影響了CAD/CAM技術效益的發揮。
（3）人才培養的不足。福特等企業之所以CAD/CAM技術應用得好，是因為得益於幾十年來一直大力開展CAD/CAM應用而積澱下來的寶貴經驗以及培養出了一支高水平的技術隊伍。現在國內既懂計算機軟、硬體，又有豐富專業知識的人才奇缺，而這恰是企業最為寶貴的財富。
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