MFG-B005 数字化设计推动创造力-经济高效的数字化平台

11月16日 制造业大师论坛
会议室C3(14:10 - 14:40)

张云龙
湖南山河智能机械股份有限公司副总经理
工学博士，教授。现任湖南山河智能机械股份有限公司副总经理、国家认定企业技术中心常务副主任、研究本院院长。历任吉林工业大学机械工程学院副院长、林德（中国）叉车有限公司产品技术开发处处长、研发项目负责人并全面主持公司新产品项目开发、系列产品设计优化、国产化和标准化等技术工作。获“中国机械工业科技进步奖”等五项奖励和“中国机械工业青年科技专家”。1997年1月至1998年1月留学德国“弗朗和费强度研究所”进行学术研究。1998年2月至1999年10月在林德德国总部和英国子公司进行产品技术和项目管理培训。获得“欧盟委员会”和“中国对外经济贸易部”联合颁发的“项目管理”职业资格证书。

演讲名称：数字化设计推动创造力--经济高效的数字化设计平台
作为一家产学研相结合，专注现代化工程机械设计制造的国家高新技术企业， 山河智能 秉承“修身治业，兴企强国”的核心理念，在“自主研发、精益制造、诚信经营”方面建立比较优势，形成了自己的核心竞争力。同时，数字化设计平台的搭建，数字化设计前瞻技术的应用，大大提升了山河智能的产品研发效率，缩短研发周期，为企业赢得了更大的竞争优势。山河智能张云龙副总经理将与您分享山河智能在数字化设计研发中的宝贵经验。

演讲内容：
　　尊敬的Buzz Kross先生，各位嘉宾、女士们、先生们，大家下午好！首先，非常感谢欧特克给我这个机会，使我能够站在这里和大家共同分享我们公司在使用欧特克产品Inventor方面的经验。同时也希望从在座各位当中学到一些经验。这是我这次演讲的目的。

　　我今天演讲的题目是“数字化设计推动创造力—经济高效的数字化设计平台”。

　　一、个人简介。我来自湖南山河智能机械股份有限公司，很高兴在论坛开启前的演示中有我们的产品。我原来在大学工作过十年。今天来到欧特克AU中国“大师汇”，我有一种重新站在讲台上的感觉，但是今天不是传授知识，是跟大家分享经验的。

　　二、山河智能简介。公司创立于1999年8月份，2006年12月在深圳成功上市。我们于2004年开始使用欧特克产品。企业的性质是产学研一体化的高新技术企业，创始人何金华教授是从东南大学走出来的，当时他已经54岁，重新创业。我们的精神是，理想成就未来，核心价值观是“修身、治业、怀天下”。现在总部在长沙，但是在全国各地建立了很多家子公司。我们的特性是自主创新，创新贯穿于整个研发过程中。山河智能是源于创新、受益于创新、发展于创新。产品的领域涉及到工程机械多个领域，最近我们也涉足航空、煤矿、游艇等。

　　这是我们的产值情况。从创立之初的1999年，当时的注册资本只有50万元。发展到今天，我们的固定资产已经达到近40个亿，产值近30亿。（图）下面这些是实际产品的照片，接下来我会告诉大家这些产品是如何被生产出来的，是如何从二维、三维到数字化模型，从零件、部件到整机，从现实到虚拟，再回到现实的一个过程。

　　三、Inventor设计作品展。（图）这些是我们的工程师设计的，都已经变成了现实产品。这些是我们工程师亲自设计的，而且都已经变成了现实，我们年轻的团队是20、30岁的工程师，他们很有创造力。创新需要激情，创新需要想象，创新也需要工具。Inventor恰恰是提供我们创新的一个很好的工具。这些是真实场景模拟的作品，把样机和现场结合到一起。

　　四、设计流程。通过使用Inventor，我们的设计流程被优化。从方案设计、方案验证、方针细化、装配、工程验证、总装及大装配管理，最后到成品，这些都得到优化。

　　五、应用介绍。我们在使用Inventor的时候在几方面的应用。

　　1.电器设计应用。很多企业有自己单独的软件，但是Inventor也提供了线路布置，从三维到二维，最后出线路图等等一系列工具。（图）这是机械设计，线路图在里面，通过可视化提炼出来，最后变成一个二维图纸，是一个从三维到二维的过程。今天早上的Open  show里面也有这幅图。这就是我们的产品，完全是透视化的，里面都可以看清楚。

　　2.设计方法的应用，不具体说了，整体布置、部件设计、零件设计、动画制作；整机草图、创建零部件、TOP-DOWN等等。

　　3.参数动画制作的应用，动画一方面是比较直观，再一个是可以进行干涉的检查、运动的分析和机构学的设计。（动画模拟）这是叉装车，通过这个模拟可以清晰地看到它的工作范围，分辨率稍微低了一些，因为当时没有用Showcase，但是它的基本功能是可以做到的。包括稳定性，我们也可以通过建模，提前在数字样机中模拟出来，如果有问题可以进行调整，不至于等你做出来才发现稳定性不够。下一个是运动轨迹抛落线的演示，这是运动学的分析。

　　4.参数化设计。今天上午有几位在演讲的时候都提到了。通过这个大家可以看到，比如我们的系列挖掘机，SWE21吨、SWE23吨、SWE33吨、SWE36吨，到最大的SWE47吨，通过参数化设计，建一个基础模型，可以进行系列拓展，对系列产品的开发可以大大缩短开发周期，而且很多零件可以做到通用化、标准化、系列化，我想很多企业的“三化”建设是相当重要的。

　　5.三维布管设计。这个往往在设计当中被忽略，大家对于一些管线的布置可能费了很大劲，领导一看不就是几根管吗，其实不是，在管线设计当中需要相当深的知识和工具。通过可视化把整体车体里的所有液压管线进行合理布局，包括你所用的橡胶管的硬度、尺寸、弯度、曲立半径都是有计算的，有些你以为可以弯过去，实际弯不过去，通过三维布管，可以知道哪些需要弯，弯多大。（图）这是硬管的设计。大家已经看到了，繁杂的管线布置，系统会帮你生成物料清单，会自动产生一些档案，这些都可以实现自动。运动的仿真，这是我们可以检查吊臂运动干涉的案例。（动画模拟）这是系统模拟，不是简单的一个键，大家别小看这些链条，一点一点的模拟，这里面是需要很多技巧的，可以看每一个位置是否有干涉的可能，包括管线怎么回收。这些工作不是为了在这里表演而做的，是实实在在我们在设计当中都在做的。

　　6.工装设计应用。我们不光关注产品，还有很多工装设计，包括装配。通过动画模拟，以前我们学工艺卡装配，用很多文字去描述，现在很多人可能喜欢用照片，也有的是做录像。我们可以通过三维的装配来告诉工人怎么装，比你写多少都有效。（图）这是一个工装，可以看两个动画。（动画模拟）这是一步一步告诉你先做什么、后做什么，把工序给你展现出来，让工人印象很深，也不会出现什么失误，如果要进行调整，这边完全可以进行调整，这是特别直观有效的。工人在操作当中特别喜欢这种模式。下一个也类似，刚才是焊接部分，这是组装部分。不知道大家有没有感觉到，本来作为机械设计工程师，在常人的眼中是很枯燥的工作，但如果这是你亲自做出来的作品你会感觉到枯燥吗？工作的同时你还在享受。所以，我认为三维设计不仅仅是提高了工作效率，提高了产品质量，更重要的是释放了工程师的压力，激发了工程师的热情，他的效率也会提高。

　　总结，上面从产品到部件，从电器要液压、机械运动从运动学到动力学，以及一些动画模拟，给大家分享了我们在应用欧特克Inventor所获得的一些经验。通过上面的一些演示，也包括我们使用Inventor六年总结的一些想法给大家分享一下。
　　1.通过三维设计可以减少设计的失误。在产品没出来之前，就可以发现设计当中的不足，比如干涉问题、强度不足问题、空间不够问题等等，这样可以在产品投产之前进行改进，从而缩短产品的开发周期。
　　2.工作效率的提高：（图）这些数字我们都是有依据的。
　　3.组焊件的处理。
　　4.快捷、准确地出BOM，可以把工程师从烦琐的数字、零件表解放出来。可以使工程师变得轻松。
　　5.有限元分析，Inventor里面也有一些有限元的功能，我们也进行一些强度分析，动力学仿真。
　　6.改变工程师精神状态。自从有了三维设计、有了Inventor，他们工作是一种快乐，整个员工的精神面貌得到了改变。人是第一生产力，只要人的激情调动起来了，他的创造力、潜力会得到激发。因为人不是机器。

　　最后，三维设计平台是国际一流企业的不二选择，山河智能选择三维设计也进行了充分调研。欧特克的Inventor简洁的操作可以充分满足我们对于三维设计的要求，另外它能实现与AutoCAD的无缝集成，包括我们的PDM数据管理。在后续实现数据无缝连接、数据转换等方面具有得天独厚的优势。三维设计不仅是创建三维模型和产生二维工程图，更重要的是，它对设计的三维模型进行渲染、动画制作、应力分析、稳定性分析以及运动仿真成为可能，从而实现制作“数字样机”的设计理念。在数字样机这条道路进程当中，我们还有很长的路要走。刚才Buzz Kross先生主题可能还是讲数字样机。我相信我们公司在今后也会继续在三维设计、数字样机设计这条道路上进一步和相关专业软件公司合作，包括欧特克Inventor软件，还有一些新的工具，可能这次也都会发布。有了这些工具，我们的创新才有基础。谢谢大家！