前言：南昌凯马柴油机有限公司接到接到某工程机械公司的柴油机配套订单，要求我公司提供三维CAD数字模型，供货时间为6个月，所以该项目的可行性论证时间非常短，UG NX3软件为这个项目保质、快速的完成起了至关重要的作用。本文主要介绍用UG三维CAD项目实施的详细过程。同时也为设计流程的形成作一定探讨。
   

  一、企业背景
  南昌凯马柴油机有限公司(原南昌柴油机有限责任公司)简称“KMNC”，是目前国内柴油机主导生产企业，主要产品有2105Ａ、X105、X110、NC110、NK115系列柴油机及柴油发电机组等200多个品种和规格的产品。柴油机功率覆盖从17.7kW到147kW，柴油发电机组功率覆盖从5kW到500kW，产品广泛应用于工程机械、船舶、电站、联合收割机、拖拉机等行业，远销东南亚、中东、非洲、南美洲等,年销售额3亿元。我公司成立于1955年，有着多年的柴油机设计制造历史，产品分获国家质量奖、国家科技进步奖、及部省级优秀产品奖。随着企业的不断发展，市场对产品性能要求越来越高，产品品种越来越多，产品开发周期越来越短，同时还要控制设计制造成本，技术开发工作面临不断的挑战。随着企业信息化建设的发展,我们在设计工作中先是使用二维CAD设计软件，而后又引进了开目CAPP、PDM软件，产品设计及产品数据管理手段有了很大提升，今年我公司又引进了UG NX3三维CAD软件，产品设计手段、设计效率有了质的飞跃。
   

  KMNC的网络和硬件环境日臻成熟，同时拥有大批的、多年从事柴油机专业的技术人才和管理人才。这都为今后企业实现了高起点、跨越式发展奠定了良好的基础。公司目标是成为国内先进的新型、节能、高效、环保型柴油机研发和生产的主要基地。

  二、需求分析
  KMNC是江西最早“甩图板”的企业之一，并针对二维CAD平台做了大量本地化的二次开发和定制工作，从而提高了工程师们的效率。但CAD技术应用仅仅局限于电子图板功能，二维设计从设计方法上讲仅是将传统的设计（绘制和出图）搬到计算机上实现，许多传统设计中的技术问题在其上实现尚有局限性，一定程度上讲，个性化的二维电子图板反而制约了该企业新的设计手段的变更周期。在当前柴油机行业的异常激烈竞争环境下，先进的产品研发的手段及产品更新换代的速度都对企业产生至关重要的影响。环顾行业内先进企业：大多已基本普及三维设计，并进一步使用CAE手段优化产品结构和性能、产品数据和过程实现有序管理，凯马南柴领导层切实意识到技术信息化也成为企业发展当务之急。于是，公司成立了专门项目小组并制定了目标，组长由公司第一副总经理担当，组员包括总工、技术中心主任、IT部门主管、骨干工程师。回过头看，项目组的成立为该项目后续环节循序渐进地实施提供了保障。

  三、选型
  当前，三维CAD软件种类繁多，功能也各有千秋，此时， Catia、 Pro/e、Inventor、Solid Works、CAXA、Solid3000、NX等高、中、低端各种CAD软件，众多的软件供应商都摆在项目组面前，如何选择适合自己的软件以及一个可靠的软件供应商，成为项目组的头疼问题。CAD实施常常不能一步到位，三维CAD项目，不孤单地考虑产品三维造型功能，而应结合企业产品的特征和企业今后CAD深入应用的趋势，综合考虑三维实体渲染、曲面造型、数字化装配、动静态干涉、零部件强度和物理特性分析、数控加工、二维出图以及CAD数据如何管理等功能，所以在选型时，KMNC做了自顶向下的实施规划。
   

  KMNC从柴油机产品特点等实际情况出发，根据系统级设计、机构运动分析、行业三维CAD软件应用状况等关键项定义，确定了10项评价标准，排除了几种中、低端CAD软件，确定在Pro/e、NX软件之间选其一。而本次立项出发点之一——采用概念设计的三维效果图直接和顾客进行交流，就要求该软件具备突出的概念设计能力，软件选型确定为UGS公司产品NX。
   

  其次，确定软件服务商。企业依据如下四个准则：
  1）对企业技术信息化解决方案的规划、实施和服务能力；
  2）是否可以作为长期的战略合作伙伴；
  3）有无深厚的工程背景经验；
  4）已有客户层次、数量及其实施效果。
   

  对几家UGS软件代理商进行比较，最终选择了上海同捷数字化技术有限公司为该公司长期战略合作伙伴。

  四、项目实施
  1． 自顶向下的实施规划：
  本项目的总体目标是应用UG NX3高端CAD软件，提升产品的设计开发能力，保证产品设计数据的有序、设计过程的优化和资源的共享，为企业提供一个产品开发与制造的协同工作平台，缩短产品设计周期，减少工程设计修改，加快产品投放市场进度，削减产品的总成本，从而进一步提高企业的市场竞争能力，为进一步深化企业信息化奠定坚实基础。项目组对企业的柴油机体系进行全面的规划、分类，整理出KMNC柴油机的建模规则，建立企业产品的零部件库、通用件库、标准件库等。采用NX主模型思想，保证了数据传递的一致性，为CAD深入应用提供手段，也为企业搭建从产品研发到工装、工艺数字化设计环境。图1.为KMNC柴油机建模UG应用技术路线。
   

  2． 循序渐进的分步实施： 
  本次项目的实施主要分以下几步完成：
 

  1）UG应用培训
  基本培训
  对系统的总体了解，包括系统组成，界面和交互手段，概念介绍，命令和功能介绍，简单练习。培训是一个“教与学”的过程，培训教师对培训的内容进行闭卷考核，并记录考核成绩；受培训人员用反馈表来监督培训教师。同时，项目组制定了明确赏罚制度，并保证培训人员每天最少70％～80％的时间来使用UG软件。基本培训在企业内部进行。

图1.  UG应用技术路线

  高级培训
  高级曲面、UDF等特殊模块培训，针对UG系统管理员的培训。本期培训更注重传递使用UG的三维设计方法，传授UG使用高级应用技能。比如：UG环境设置、用户管理等等实际技巧。高级培训安排在软件公司。
 

  企业内部培训
    这是由点到面的辐射过程。通过软件公司的基本培训、高级培训后使得企业四五个技术骨干熟练掌握UG设计方法，然后由他们在对其他工程师进行专门培训和技术指导。培训的课程由软件公司协助制作，培训内容更强调企业实际工作。这样由点代面逐渐在全厂普及应用UG软件，也使得UG软件逐步结合到企业实际中去。
 

  2）UG应用规范体系建立
  在企业已完成高级培训后，软件公司工程师和企业骨干一起建立企业CAD技术规范，形成新的企标（QB），并提炼企业典型产品的UG设计方法。主要包含以下部分：种子零件（seed.prt）、UG产品设计总则（产品坐标系）、UG建模的通用规定（单位、图层、属性）、零部件UG模型特征构成的通用规定、装配建模的规定（并行设计、装配约束）等等。
 

  3）样板工程
  结合具体产品、样板工程，所有受培训人员都参与进来，这是学以致用过程。选择具有代表性的一个柴油机型号产品，将软件的使用和实际设计工作有机地结合起来，做到在日常设计工作中软件不离手，在日常工作中进一步巩固和加深培训中所学到的内容。在此期间软件公司派代表现场支持，解决UG应用中实际问题。
 

  4）全面应用
  NX软件的应用更注重团队的协调一致的工作，通过一个月的样板工程应用后，企业已经建立一支既懂设计、又懂数字化软件的团队，进入新型号产品研制的全面应用阶段。

  五、项目成果
  KMNC应用UG NX3开发出为工程机械配套的NC6110G-22型柴油机（见图2），并在此基础上快速变型出NC4110G-22型柴油机（见图3），为KMNC进入工程机械市场立下汗马功劳。该项目结合系列柴油机的研制开发，从传统的二维CAD过渡到三维CAD，建立了企业统一的CAD使用规范及CAD环境，通过CAD种子文件、材料库、标准件库、图案库，构筑了企业CAD应用平台。该项目的成功实施，KMNC已成为江西省“三维CAD企业应用示范”企业，在机械制造业具有较强的示范带动作用，具有推广价值，为中部崛起作出了一定的贡献。

图2.  样板工程——NC6110G-22型柴油机数模

图3.  变型产品研制——NC4110G-22型柴油机数模

  六、结束语
  该项目的成功实施，为同行业树立了一个好的参考样板，同时也全面提升企业产品设计能力，提高企业核心竞争力，树立了良好企业形象，从而取得显著的社会效益和经济效益。(e-works)