创美工艺:为革新之路添利器

一、 创美简介

创美工艺(常熟)有限公司主要专业从事液晶、电器产品用部件、精密机器用构件、汽车用零部件的冲压加工及复印机光学结构件的组装等业务。公司隶属于创美集团,在日本、中国、泰国、菲律宾、波兰、香港共拥有9家分公司。创美工艺(常熟)有限公司于1993年12月创建,1994年11月正式投产,总投资2125万美元,现有员工2400余名,企业产值在10亿以上。公司拥有世界顶级的高速冲床、数控冲床、线切割机床、加工中心、机器人、亚洲最大的镀锌生产线、华东地区最大的冲床等设备。已拥有成熟的冲压、组装、攻丝、加轴、点焊、熔接、清洗、印刷、电镀、涂装一整套完整产业链。

创美工艺(常熟)有限公司

图1 创美工艺(常熟)有限公司

公司自开业后一直致力于质量管理水平的提高,在“价格品质、技术品质、制造品质、纳期品质、环境品质”----高要求质量方针指引下,1995年获顾客日本夏普株式会社QA认证B级,1996年获同公司QA认证A级,1997年通过中国进出口商品质量认证中心上海评审中心的ISO9002质量体系注册评审;1999年通过同机构的ISO9001质量体系注册评审;2000年通过了ISO14001环境管理体系的注册评审;2002年通过了CQC的ISO9001:2000版的注册评审;2008年通过了AQA的TS16949:2002认证;2009年通过了同机构的TS16949:2009认证。

二、创美信息化之路

我公司采取的是钣金冲压行业中典型的以订单驱动生产的业务模式,普遍存在产品品质问题及交货期问题。市场竞争日益激烈,交货周期越来越短,对设计、工艺、制造各部门而言,都面临周期短的巨大压力,大量工作以串行为主,数据信息的共享与统一程度较低。

自公司引入SolidWorks设计软件后,设计方式由之前的二维CAD逐渐转到三维实体设计;转变之初就考虑到公司产品类目繁多、设计数据量大的主要特点所带来的产品数据管理问题,为此公司从去年引进PDM系统以及模具设计加工立体可视化软件,为使三维实体设计能同模具实型加工技术能够得到有效的结合应用。

产品效果图

图2 产品效果图

在研发设计方面:应用了Pro/E、One Space Design和SolidWorks,其中Pro/E、One Space Design主要是为了满足客户交流需要而应用的,目前公司的三维设计的主平台是SolidWorks。在CAM方面应用了MASTCAM;在产品数据管理方面在2009年引入了SolidWorks Enterprise PDM,经过一个月左右的快速实施,目前应用效果良好,已经成为业务信息的基本平台。通过引入SolidWorks、3DQuickPress、3DQuickForm等软件,使公司的设计水平上了一个台阶,同时也使得设计效率得到了大幅的提高。另外,随着成功实施SolidWorks Enterprise PDM系统,使得公司在技术文档的管理方面得到了很大的改进,也进一步帮助实现了设计效率的提高。近期,又组织引入Citrix公司的ZenApp系统,用与实现集团各公司间的充分协作。

金型設計

图3 金型设计

在业务管理方面:早在2006年引入了用友的ERP系统,现在的应用效果显著,成为业务流程的基本支撑系统;同时创美工艺自主开发了与车间集成的系统,实现了从计划、到生产的集成,无论是公司的管理人员,还是车间现场的具体担当者,大家都在需要业务相关信息,都可以在自身的信息系统中,快速简单的获得;自身开发的利用条码技术的物流信息体系,密切透视着物流、资金流、信息流的更迭变化,保证及时、同步地反映着内部与外部的形势。我们现在正在进一步规划提高安全性,国际化协同的设计开发子系统,实时的现场数据采集系统的扩展性推广。

三、挑战与困境

工欲善其事,必先利其器,在激烈的市场竞争中,是否能快速交付订单非常重要,企业要保持竞争力,除价格之外还必须保证产品质量和交货期。随着竞争的加剧,客户对质量以及交货期的要求越来越高,企业必须能够快速响应客户需求,否则就可能失去订单。拥有多年累积行业经验的相关知识技能再加上生产技术部门纯熟的设计过程才能真正使得三维CAD技术的应用成为缩短产品生产周期、进一步降低新产品开发成本的催化剂这一重要角色。在大量的设计任务面前,如何提升设计效率就成为非常重要的问题。只有技术上的领先,才使得企业得以持久成长。

随着公司业务量的增大,设计人员的任务也在加重,对工作用机的性能要求也逐步提高。由于产品设计零件数量、种类繁多,模具方案配置多、钣金展开及生成工程图基准书编制又对操作流畅性要求较高,加之零件特征复杂,折弯、成形多,对硬件性能和稳定性要求很高,现有工作用机是不是出现SolidWorks运行迟钝、频繁死机等现象;针对新产开发设计时的装配体环境更是要求配合画面流畅清晰,一旦出现假死或迟滞,几个小时的成果功亏一篑,对设计人员情绪影响极大,更重要的是影响现场生产线的工作进度,对企业造成无形的损失很难计算。

面对这些问题,设计人员普遍采取设置自动存盘功能的办法来应对。面对随时都可能出现的运行错误导致死机的情况,只能将自动存盘时间间隔设置很短,以保证出现死机后可以通过使用存盘后的最新文件来应对,以减少设计工作的损失。但往往这样就会使系统负担更重,运行速度更慢,但是相对之前的损失,这也是不得已的办法。对于多配置的工程图,一贯采用的方法是对原本应该保存于同一工程图中的图纸进行独立保存,防止打开后假死。但这样的文件检入至PDM系统时会带来诸如文件繁多,版本冗余等原本不必要的麻烦。

基于上述的工作中出现的问题,创美的设计人员对新的工作平台有这样的期望:

·显卡性能:绘制钣金特征较复杂、工程数量较多的产品时,进行三维装配时画面流畅而不是力不从心,不出现卡机的情况。

·显示效果:三维模型、草图样条曲线的生成不失真,特别是一些曲面较复杂的折曲,能如实反映实际产品的特征,拖动模型时屏幕显示连贯。

·稳定性:性能稳定,不会出现软件兼容性差而频繁报错的情况,可以设置较长时间的保存提示,对于配置较多的零件不会动辄程序崩溃。

四、ATI FirePro V5800为革新之路添利器

1、显卡介绍

2011年3月初,e-works为创美工艺提供了一台配备AMD FirePro V5800专业图形显卡的HP Z600工作站。经过为期一周的实际工作环境的测试结果表明,AMD FirePro V5800+Z600工作站的组合能够满足设计人员对硬件平台的各种要求。

HP Z600工作站

图4 HP Z600工作站

HP Z600图形工作站是惠普公司09年4月份发布的全新Z系列工作站的一款产品。采用了全新的拉丝铝制外壳的艺术外观设计,机箱内部采用了模块化、无线缆设计,能够明显提高工作站运行稳定性和可靠性,以及用户升级、维护的便利性。本次试用的Z600图形工作站采用了一颗至强四核X5560处理器以及Intel 5520芯片组,该处理器集成内存控制器,能大幅提升处理器与内存之间的交互速度。该图形工作站可支持双显卡,通过搭配AMD显卡,最多可驱动8台显示器。

AMD FirePro V5800

图5 AMD FirePro V5800

2、工作站介绍

本次试用的HP Z600工作站,从外观看,其拉丝工艺的机身与黑色的栅格式面板有一种干净整洁的感觉,硬朗的外观严肃中也颇具时尚。用黑色的包装盒,不同于家用机显卡包装的翻转式设计,显卡采用单槽全覆盖散热,配合以涡轮风扇,保证了散热的高效,使得产品的寿命得到极大的保证。收到试用机后便迫不及待打开侧板看了看内部结构,优秀的模块化设计和主板下走线方式使得其虽然内部元件众多,散热器覆盖面硕大,通畅的风道更有利于内部散热。细节方面也是同样出色,显卡背面采用了背板支架进行了加强。

AMD FirePro V5800基本规格

图6 AMD FirePro V5800基本规格
输出接口部分,配备2个Display Port及1个 dual-link DVI输出口,可同时支持3个30寸的屏幕输出。我们可以看到,输出接口部分采用全屏蔽设计,保证了机箱内的电磁干扰不会影响到显卡性能发挥,保证了至清的画面表现。配备了800个渲染处理单元和1GB GDDR5记忆体,在性能,可扩展性,以及可靠性都能充份发挥。

AMD FirePro V5800专业显卡参数

图7 AMD FirePro V5800专业显卡参数

3、应用环境

软硬件平台配置

图8 软硬件平台配置

SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统,由于技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势,SolidWorks公司成为CAD/CAM产业中获利最高的公司。由于使用了Windows OLE技术、直观式设计技术、先进的parasolid内核以及良好的与第三方软件的集成技术,SolidWorks成为全球装机量最大、最好用的软件。Solidworks软件功能强大,组件繁多。 Solidworks 功能强大、易学易用和技术创新是SolidWorks 的三大特点,使得SolidWorks 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。

SolidWorks2010

图9 SolidWorks2010

PhotoWorks高级渲染,是与SolidWorks完全集成的高级渲染软件,有效地展示概念设计,减少样机的制作费用。PhotoWorks提供了方便易用、最品质的渲染功能。在Windows环境下直接与三维机械设计软件的标准SolidWorks的无缝集成,方便制作出真实质感和视觉效果的图片,并向客户发布。在高级渲染领域中,PhotoWorks是款优秀的软件。

4、试用测试简介

测试的模型文件是创美工艺生产革新2010年刚刚自行设计并制作的全自动攻丝机,该设备结构复杂,采用多轴器输出机构、涉及机、电、气、油等多路机构系统的设计。该装配体模型由三百多个零部件组成,零件数量很大,装配关系复杂,涉及电、液、气管道设计、齿轮、导螺杆联轴器、板链式输送带等传动机构、伺服电机动力输出机构等模型的设计。模型整体复杂同时精度要求高,对显卡性能和整机数据处理性能要求很高。

全自动攻丝机

图10 全自动攻丝机

为了模拟真实的设计操作,选择在实战中进行体验,整个测试过程包括了模型载入、模型查看操作、装配、工程图生成、渲染部分。在测试过程中,切实的感受到HP Z600+ATI FirePro 5800带来的震撼变化。
(1)模型载入

首先在SolidWorks 2010中打开测试装配体模型,在一般的工作用机上通常出现的情况是在打开过程中假死导致程序无响应,即使正常打开后也会有画面破损不流畅的情况,严重的则是出现错误重启的状况。对于带有多配置的SolidWorks文件,大小为148MB,通常是不敢打开这种多配置的带钣金特征的零件的,很容易出现程序假死的情况,需要一定时间的等待。在Z600上打开激活了所有配置的整个零件,只用了50多秒,非常迅速。

测试机SolidWorks加载界面

图11 测试机SolidWorks加载界面

SolidWorks打开文件测试

图12 SolidWorks打开文件测试

(2)模型拖动查看及装配模式下编辑零部件

在编辑模式下, 配置ATI FirePro V5800的HP Z600工作站上进行装配体的拖动、缩放总体比较流畅,未出现停顿、反应迟钝的情况。在编辑模式下,整体模型全部显示比放大后显示细节时所占用的资源大得多。此时,ATI FirePro V5800对装配体模式下直接编辑零部件起到了很大的支持作用。对模型进行任何操作都非常流畅,可谓心随所驭。

工作机钣金件SolidWorks普通操作

图13 工作机钣金件SolidWorks普通操作

在普通工作用机上进行同样操作,画面会出现短暂停顿,缩放操作时停顿更为明显,如按中键拖动视图时,时常会有卡滞现象发生,难以准确的定位模型和草图,十分影响设计效率,这在精密度要求较高的钣金件设计过程中是让人头痛的一件事。

(3)工程图生成

工程图生成是设计人员在三维建模完成后最终出图纸的经常用到的功能,可以说是用的频率很高,同样的,对其要求也比较高,另外一般工程数量较多的产品就常常需要批量生成工程图,因此工程图的生成速度是设计人员非常关心的一个问题。由于创建过程中需要计算大量数据,所以工程视图的生成和加载速度也就成为衡量工作站性能的一个指标。另外,工作中经常会遇到产品发生变更的情况,就需要在PDM系统中对图纸和模型检出进行局部的修改更新,工程图也就会随着三维模型的修改而自动进行全相关地更新,这就需要重生成工程图,此类反复过程也十分的耗费时间。

出于以上原因,技术部设计人员十分关注生成工程图的速度,希望省去其中漫长的等待。分别对攻丝机和多工程钣金件选取了标准模板来测试工程图的生成效率。

攻丝机总装工程图

图14 攻丝机总装工程图

工艺设计用工程图

图15 工艺设计用工程图

从生成的工程图看出,不管是多零部件装配体还是多配置钣金工程图,生成工程图时“快”字当头,装配体出图仅十余秒,连本来需要耐心久等的多配置工艺指导书也仅用了一分钟不到的时间进行加载生成。放大看局部,线条光滑,交织处非常清晰,出图的整个过程中系统运行稳定流畅,短短数秒便快速的生成了所需要的工程图,极大的提升了工作效率。对于这样的性能表现,不得不为之惊叹。

(4)渲染

在制作产品说明书及相关客户向文件时,因为需要使用渲染或者3DVIA等一些辅助进行后期制作,这样有更为直观的感受,对于产品的整体把握有很大的帮助。而渲染是一项非常耗时的工作,特别是针对特征较复杂、线面较多的模型可能需要花费大量的时间。因此也对渲染能力做了测试。

HP Z600工作站试用

图16 HP Z600工作站试用

渲染效果图

图17 渲染效果图

从上图可以看到,模型实体画面状态极好,各个细部显示清晰逼真,实物纹理、光源影响,都非常鲜艳光泽,很好的展现了产品效果,且渲染速度快仅耗费6分多钟,这在普通工作机上是根本做不到的,极大的提升了产品的出图效率。经过多次试用后,最深切的感受是:配备FirePro V5800专业显卡的HP Z600工作站运行稳定性极佳,设计人员在进行三维模型创建、装配和渲染等操作时也不再有力不从心的苦恼。

(5)总体感受

经过为期一周的测试,配置ATI FirePro 3700的HP Z600工作站表现突出,深刻体会到对于CAD/CAM等专业领域,一块性能强劲的3D专业显卡的重要性。在实战过程中以下几点感受颇为深刻:

·运行SolidWorks时画质突出,线条、曲面显示都非常准确清晰,能很好的表现三维模型的材质感;

·很好的解决了之前使用普通显卡所导致的运行速度慢,画面不流畅,图像显示质量不佳等问题;

·专业显卡和工作站的引入,使得设计工作运行速度加快,大幅缩短了工程图生成、加载的等待时间,提升了工作效率。

总体来说,HP Z600+ATI FirePro V5800这样的工作平台能够很好的满足设计的需求,帮助设计人员提高设计效率,降低设计成本。

五、总结

创美在已有的信息化系统之上进一步搭建着自己专业化平台、低成本的生产结构和纵向集成的大规模生产能力,快速响应客户的各种需求,在革新之路上大步向成为更先进的制造业迈进。随着行业的竞争日益加剧,公司很期待通过进一步提高设计效率来提升公司的综合竞争力。短短一周的试用体验,HP Z600工作站让我们体验到了专业工作站对于三维设计人员的强大优势。HP Z600工作站在设计上独具匠心,且有着出众的性能,个人对ATI FirePro V5800显卡优秀的表现很满意,尤其是在配合SolidWorks2010进行设计工作的时候,强大的3D性能更让设计人员称道,也能够帮助他们更快速地完成设计工作,为企业创造价值。

发表于: 2011-11-15 16:16 阅读(2974) 评论(5) 收藏 好文推荐
# re: 创美工艺:为革新之路添利器
好马配好鞍。
# re: 创美工艺:为革新之路添利器
2011-11-16 15:59 | 【匿名用户】:E-works热心网友 | 2楼
复杂三维设计对硬件要求是有点高。几乎所有的企业都是普通PC和工作站混用的,工作站目前的绝对比例还不是很高,未来高性能PC和工作站的增长空间应该还很大。
# re: 创美工艺:为革新之路添利器
2011-11-16 17:38 | 【匿名用户】:E-works热心网友 | 3楼
不错啊,给你们投票了~·
# re: 创美工艺:为革新之路添利器
2012-11-09 22:10 | 【匿名用户】:潘鑫 | 4楼
呵呵,龚志琴好厉害哦!支持
# re: 创美工艺:为革新之路添利器
2012-12-11 15:17 | 【匿名用户】:E-works热心网友 | 5楼
你好,我是深圳鹏程公司的李先生,我公司是专业收购旧机械设备的厂商,有幸看到贵司博客,我司想购买贵司退换闲置下来的旧机械设备,看到信息后请及时回复,谢谢。13613009853李生。

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