數(shù)字樣機(jī)：門檻真的降低了？

    今天，3D設(shè)計(jì)軟件能夠和真實(shí)世界如此接近，以致于工程師可以在制造產(chǎn)品之前驗(yàn)證它們?nèi)绾喂ぷ鳌?

    Don Gradin Disassembles公司是芬蘭主要的載人輸送設(shè)備制造商，專門為Kone公司改造自動(dòng)扶梯。將總共4500多個(gè)全新的零部件設(shè)備裝到舊有的框架，這項(xiàng)艱巨的任務(wù)他們過去需要1年，而現(xiàn)在只需要12個(gè)星期。

    為何會(huì)有如此巨大的改變呢？Gradin歸因于虛擬的數(shù)字樣機(jī)，通過軟件，他的團(tuán)隊(duì)建立了3D數(shù)字電梯模型，可以快速測(cè)試新的零部件如何裝入原有的系統(tǒng)。“這基本上類似于把車殼從底盤上拿掉，然后換掉所有的東西�！盙radin說，軟件能夠讓他預(yù)先計(jì)劃好所有的項(xiàng)目，軟件已經(jīng)“改變了他的生活”。

    歡迎來到產(chǎn)品設(shè)計(jì)的變革時(shí)代。處在變革的核心是三維計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件，它們和建筑師、工業(yè)設(shè)計(jì)師用于創(chuàng)建3D模型的設(shè)計(jì)軟件相似，但是新一代的3D軟件不僅僅讓它們看起來和真實(shí)世界相似，而且在模型內(nèi)加入了許多物理信息，如質(zhì)量、摩擦力、抗拉強(qiáng)度，這樣設(shè)計(jì)師可以得到更多的驗(yàn)證。

    虛擬樣機(jī)制作軟件的競(jìng)爭(zhēng)已持續(xù)升溫了一段時(shí)間，有些公司是第一批能提供用于制造業(yè)的產(chǎn)品的軟件公司。但是，這些程序不僅昂貴，而且難于使用。然而，是Autodesk（一家位于加州圣拉斐爾的公司，其基于PC的AutoCAD程序長(zhǎng)期統(tǒng)治了2D繪圖領(lǐng)域）最終打開了這一市場(chǎng)。這不僅表現(xiàn)在Autodesk Inventor軟件5300美元的價(jià)格僅僅是早期程序的幾分之一，另外還表現(xiàn)在其方便性和易用性之上。例如，設(shè)計(jì)師們現(xiàn)在可以使用拖放的方式改變對(duì)象的關(guān)鍵尺寸，然后重新生成模型；而在早期的程序中，他們必須重新繪制一次。

    對(duì)于Autodesk這樣一家市值18億美元的公司來說，數(shù)字樣機(jī)制作市場(chǎng)是潛在的巨大市場(chǎng)。如今，雖然10個(gè)Autodesk客戶中只有一個(gè)在使用3D軟件，但它卻是增長(zhǎng)速度最快的產(chǎn)品類型之一，每年的收入增長(zhǎng)率超過20%。

    “過去，2D就是交流溝通的方式，”Autodesk的首席執(zhí)行官Carl Bass說：“你首先進(jìn)行設(shè)計(jì)，做出藍(lán)圖，然后交給別人建造。3D模型則傾向于更高效的設(shè)計(jì)、制作和交流�！�

    Ugoconti公司在海軍陸戰(zhàn)隊(duì)高級(jí)研究項(xiàng)目中， 使用Autodesk Inventor 產(chǎn)品對(duì)“蜘蛛船”進(jìn)行樣機(jī)制作。設(shè)計(jì)師們可以對(duì)Proteus（一種水面滑行式而非沖浪前行的雙體船）的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行精細(xì)的調(diào)整。他們所創(chuàng)建的數(shù)字樣機(jī)可確保船體框架內(nèi)的彈簧在雙體船躍過水面時(shí)保持框架合理的變形。雖然這款船只創(chuàng)建了數(shù)字樣機(jī)，但是，Conti已在今年初在華盛頓州的Orcas島進(jìn)行了測(cè)試，并報(bào)告說Proteus的數(shù)字樣機(jī)與實(shí)體船相差無幾。他的結(jié)果表明，定型后的產(chǎn)品將能航行超過4000海里，而無需在中途加油——這大約相當(dāng)于從紐約到斯德哥爾摩的距離。

    對(duì)位于加州諾瓦托（Novato）的自行車設(shè)計(jì)和制造公司Marin Bikes來說，數(shù)字樣機(jī)制作極大地提高了其新型號(hào)的開發(fā)速度。據(jù)Marin的產(chǎn)品經(jīng)理和設(shè)計(jì)師Jason Faircloth說，自從公司在兩年前開始使用3D設(shè)計(jì)軟件以來，每年的新自行車發(fā)行量已從三款增加到二十四款之多。過去，框架設(shè)計(jì)過程需要多至六種實(shí)體樣機(jī)，而現(xiàn)在只需要一到兩種。某些型號(hào)的樣機(jī)是虛擬的數(shù)字樣機(jī)，正因如此才節(jié)約了時(shí)間，從而節(jié)省了金錢。

    數(shù)字樣機(jī)問與答

    數(shù)字樣機(jī)制造技術(shù)能解決哪些難題？

    如今，制造業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)流程受到許多能力孤島的限制：在概念設(shè)計(jì)階段，工業(yè)和工程設(shè)計(jì)人員通常使用基于紙面的方法或無法與工程設(shè)計(jì)階段所用數(shù)字信息兼容的數(shù)字格式。由于缺乏數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、兼容格式，自動(dòng)化程度不高，這個(gè)孤島與設(shè)計(jì)和制造階段是分離的，也就是說，下游階段還要重新創(chuàng)建概念設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，因此浪費(fèi)了許多時(shí)間和金錢。

    在工程設(shè)計(jì)階段，機(jī)械設(shè)計(jì)師和電氣設(shè)計(jì)師使用的是不同的系統(tǒng)和格式，而且由于自動(dòng)化程度不高，很難收集和快速響應(yīng)制造部門的變更請(qǐng)求。工程設(shè)計(jì)階段的另一個(gè)問題是，由于常規(guī)的三維CAD主要處理幾何圖形，難以用來創(chuàng)建和使用數(shù)字樣機(jī)，以在產(chǎn)品成型前對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化，因此必須制作昂貴的物理樣機(jī)。

    制造階段處于數(shù)字流程的最下游（該流程不連貫），他們以圖紙的形式收到產(chǎn)品的模擬信息。結(jié)果是對(duì)物理樣機(jī)的嚴(yán)重依賴，同時(shí)影響工作效率和創(chuàng)新。

    Autodesk數(shù)字樣機(jī)有何獨(dú)到之處？

    實(shí)用性：Autodesk數(shù)字樣機(jī)制造解決方案提供了一種最直觀、最可靠的途徑，用以幫助制造商創(chuàng)建和維護(hù)單一數(shù)字模型。這種技術(shù)易于部署和管理，便于設(shè)計(jì)和制造工作組快速創(chuàng)建可用于所有生產(chǎn)階段的單一數(shù)字模型。

    高性價(jià)比：Autodesk制造業(yè)解決方案的獨(dú)特定位是，通過面向設(shè)計(jì)和制造工作組的高性價(jià)比解決方案，將數(shù)字樣機(jī)推向更廣闊的市場(chǎng)。在多年的普及歷史中，Autodesk推出了各種規(guī)模的公司都用得起的強(qiáng)大桌面技術(shù)，贏得了極佳的口碑。

    可擴(kuò)展性：Autodesk數(shù)字樣機(jī)制造技術(shù)具有可擴(kuò)展性和靈活性，易于集成至現(xiàn)有業(yè)務(wù)流程中。因此制造商可以按照自己的需要分步實(shí)現(xiàn)數(shù)字樣機(jī)制造的優(yōu)勢(shì)，最小限度地中斷現(xiàn)有的生產(chǎn)工作流程。