1. 凱馬南柴三維CAD應用背景

    南昌凱馬柴油機有限公司(原南昌柴油機有限責任公司)簡稱“凱馬南柴”，是目前國內柴油機主導生產企業，主要產品有2105Ａ、X105、X110、NC110、NK115系列柴油機及柴油發電機組等200多個品種和規格的產品。柴油機功率覆蓋從17.7kW到147kW，柴油發電機組功率覆蓋從5kW到500kW，產品廣泛應用于工程機械、船舶、電站、聯合收割機、拖拉機等行業，遠銷東南亞、中東、非洲、南美洲等,年銷售額3億元。我公司成立于1955年，有著多年的柴油機設計制造歷史，產品分獲國家質量獎、國家科技進步獎、及部省級優秀產品獎。隨著企業的不斷發展，市場對產品性能要求越來越高，產品品種越來越多，產品開發周期越來越短，同時還要控制設計制造成本，技術開發工作面臨不斷的挑戰。隨著企業信息化建設的發展,我們在設計工作中先是使用二維CAD設計軟件，而后又引進了開目CAPP、PDM軟件，產品設計及產品數據管理手段有了很大提升，今年我公司又引進了UG NX3三維CAD軟件，產品設計手段、設計效率有了質的飛躍。

2. 凱馬南柴軟件的選型過程

    柴油機行業競爭日益激烈，產品開發的手段及產品更新換代的速度都將對企業的發展產生至關重要的影響，而這都離不開三維開發平臺做保證。為此，我公司成立了以副總經理掛帥的“三維CAD項目組”，負責三維CAD軟件調研、選型、實施及推廣應用，以確保“三維CAD項目”成功實施，

    當前，在我國MCAD市場上占據主流的、統治地位的是國外MCAD軟件。通過近幾年的發展，國內已涌現出以CAXA、Solid 3000為代表的MCAD產品，但在從軟件架構和軟件成熟度方面，與國外MCAD軟件尚有很大差距，尤其表現在復雜產品的系統級數字化設計、制造過程之中。當前，國外MCAD主要分為四大譜系：一、法國達索（Dassault）公司和美國IBM公司系列產品：CATIA V4、CATIA V5、Solidworks等。二、美國PTC公司，PRO/Engineering。三、美國UGS公司，UGNX 和I-DEAS、Solidege是該公司MCAD代表。四、美國Autodesk公司， MDT、INVENTOR。

    三維軟件從功能來看，分為高端、中端、低端三個檔次以適合不同用戶的需求。高端有UG、PRO/E、CATIA等；中端有Solidege、Solidworks、INVENTOR等；低端有MDT、CAXA、Solid 3000等。

    結合我公司柴油機特點、柴油機行業CAD軟件的應用情況及公司在三維CAD項目中的預算，我們最后選定了UG NX3三維CAD軟件。而后，我們跟多個UG代理商接觸，考慮到各代理商資質、企業背景、成功案例及其所作方案的可行性，最后我們選擇了上海同捷數字化技術有限公司作為合作伙伴。

3. 凱馬南柴NX軟件的選型實施過程

    為了使公司更好地實施UG NX3三維CAD項目，本人作為信息化主管，先期自學了UG NX3，并積極地尋求軟件代理商的幫助，做到對UG NX3 有一個宏觀的認識，為以后軟件模塊配置、軟件培訓內容等作好技術準備，上海同捷數字化技術有限公司給予了我們大力幫助。軟件供應商提供了面向公司廣大技術人員的基礎培訓及面向UG系統管理員的高級培訓。UG系統管理員建立UG種子文件、設置統一用戶默認環境并建立UG建模規范，并得到技術人員的廣泛支持與應用。UG種子文件應包含：圖層設置、線型、顏色、文本字體和字符集、引用集、part文件的屬性、表達式、精度等內容。設置統一用戶默認環境，先在一臺計算機上設置符合國標的UG默認設置，并將此設置導出某一文件（*.dpv），然后在每一個UG站點導入此文件，保證了統一的UG默認建模環境。UG建模規范作為技術人員應用UG建模必須始終貫徹的標準，UG建模規范包含建模、裝配、制圖、數據檢查等內容的總和，其中建模（包括裝配建模）和制圖規范是核心內容，以保證三維模型數據的正確性、設計的相關性和一致性、模型的可編輯性、數據的可靠性、設計數據的完整性。

4. 凱馬南柴NX軟件在新產品開發應用過程

    UG NX3更加注重團隊的協調一致的工作，在實際應用中，利用UG的虛擬裝配技術已基本完成新產品NC6110G-22型柴油機的設計。在設計過程中，以Top-down設計方法為主線，適當的結合Bottom-up設計方法，從整體到局部來完成整個設計過程。整個產品設計過程如圖1。
 

圖1 NC6110G-22型柴油機建模技術路線

    在NC6110G-22型柴油機的設計過程中嚴格貫徹UG建模規范，控制模型質量能達到以下基本要求：

    * 正確性：模型應準確反映設計意圖，對其內容的技術要求理解不能有任何歧義。要確立“面向制造”的新的設計理念，充分考慮模具設計、工藝制造等下游用戶的應用要求，做到與實際的加工過程基本匹配。

    * 相關性和一致性：應用主模型原理和方法，進行相關參數化建模，正確體現數據的內在關聯關系，保證三維模型數據在產品數據鏈中的唯一性、一致性并能正確傳遞。

    * 可編輯性：模型能編輯修改，整個建模過程可以回放（Playback）。模型可被重用和相互操作。重用性和相互操作性是由可編輯性派生出來的重要特性。

    * 可靠性：模型通過了UG的幾何質量檢查，拓撲關系正確，實體嚴格交接，內部無空洞，外部無細縫，無細小臺階。模型文件大小得到有效控制，模型沒含有多余的特征、空的組和其他過期的特征，總能在任何情況下正確的打開。

    NC6110G-22型柴油機數字樣機見圖2、圖3。應用UG NX3建立NC6110G-22數字樣機，可以直觀地反映產品結構組成；能精確地獲得零部件的重量；能輕松檢查出零部件的干涉問題；能自動地生成二維、三維相關聯的工程圖。

通過成功實施UG NX3三維CAD項目，我公司獲得江西省“三維CAD應用示范企業”榮譽稱號，為企業進一步拓展CAD應用，加快企業信息化步伐提供了強有力的推動力。
 

圖2 NC6110G-22型柴油機正面 圖3 NC6110G-22型柴油機背面

5.凱馬南柴技術信息化建設工作進一步展望

    UG NX3是一個CAD/CAE/CAM/PLM緊密集成的一體化高端軟件。要熟練掌握應UG NX3，必須經過必要的技術培訓和實踐鍛煉。三維CAD項目也應按照“需求牽引，效益驅動，總體規劃，分步實施” 的指導思想逐漸完善。

    零部件三維模型及虛擬裝配模型是產品數字化樣機的基礎，運動仿真分析、結構力學分析、高級渲染、CAM及可管理的數字化開發環境（PLM）將凱馬南柴技術信息化建設的拓展方向，有助于解決零部件從設計到生產所出現的技術問題，以達到縮短產品開發周期、降低生產成本以及優化產品性能等目的。

6.該項目的啟示

    UG NX3三維CAD軟件在NC6110G-22型柴油機應用是我公司設計工作利用先進軟件技術提高工作效率，工作質量的一次很有意義的嘗試，使設計工作變得生動、直觀、高效。目前三維CAD軟件在機械設計中已經得到越來越廣泛的應用，我們使用三維CAD軟件的時間還不長，還有許多要提高的地方。通過該項目的實施，我們有以下心得：

* 應遵循先規范后設計的原則。
* 三維模型是UG NX3 的核心數據，應堅持主模型原理建模。
* 一切以產品為中心，選擇有廣泛行業用戶的CAD軟件。
* 軟件實施循序漸進，根據實施階段，購置相應軟件模塊。
* 選擇有技術實力和廣泛成功客戶的CAD軟件供應商。