研究ＣＡＤ技术在先进制造模式中的应用
摘要：系统分析了在各种先进制造模式中如何应用CAD技术进行产品设计，提高工程设计的质量和效率，对于不同的制造模式采取不同的CAD方法，使CAD技术完全适应先进制造模式的需求。
关键词：CIMS；并行工程；敏捷制造；虚拟制造
0 前言
计算机辅助设计(CAD)技术是近几十年来迅速发展起来的一门新兴的综合计算机应用技术,它的应用和发展已经成为衡量一个企业工业现代化水平的重要标志。特别是在当今市场竞争日趋激烈的条件下，要想赢得竞争，企业必须以最快的上市速度、最好的质量、最低的成本、最优的服务、最利于环境的产品满足用户的不同需求。在各种先进的制造模式中，CAD技术得到了广泛的应用。无论是并行设计、协同设计、虚拟设计，还是环保设计都离不开现代CAD技术的应用。应用现代CAD技术能使设计工作实现网络化、集成化和智能化，以求达到产品设计周期短、成本低和高质量的目标。
1 CAD技术在并行工程中的应用
并行工程和协同工作是一种新型的设计模式，通过把先进的企业管理和先进的自动化技术结合在一起，采用并行化的产品设计理念及其相关过程，在产品的设计早期全面考虑产品的制造过程和生命周期。并行工程的设计方法强调功能和过程的集成。在对产品设计过程进行集成的前提下，优化和重组产品的开发过程，实现多学科专家群体协同工作的工作方式。
（1）将企业实施的各种串行过程转变为并行工程，要求在进行上游工作环节设计的同时，尽可能多的考虑下游工作环节的工作。在产品设计的初始阶段，应全面考虑后续制造的相关问题，对产品的可靠性、可制造性、可测试性、规范性和成本可计算性进行设计，尽早考虑产品整个生命周期中的所有设计因素，以求达到各项设计工作的协调一致，力争设计工作一次完成。
（2）并行工程的实施需要建立多学科协作的组织形式，运用可制造性设计DFM方法开发新产品。当采用这种设计方法时，由于需要集体合作，所以个体的设计结果应该信息共享，设计规范统一，应用集体的'智慧和经验，产生高质量、低成本的产品。
（3）在进行产品的并行设计时，要选择合适的软件工具和方法，选定的软件能对产品的设计、制造周期进行全程服务。在设计、制造周期中的数据交换应符合STEP标准，便于实现产品数据管理PDM。通过这些CAD技术的应用使产品的开发集体所有成员都组合在同一个信息环境中，保证所有成员得到最新、最准确的产品信息，协同一致的完成设计任务。在产品的设计早期全面地考虑产品的制造周期。
2 CAD技术在敏捷制造中的应用
精良（Lean Production,LP）生产是一种新的生产模式，这种生产方式在日本企业中得到了推广应用，并且取得了成功，促进了日本经济的快速发展。在精良生产方式中，从生产操作、组织管理、经营方式等各方面，找出一切不能为产品增值的活动和人员，加以改革，进而杜绝浪费，提高经济效益。精良生产方式实现了精良管理、精良设计、协同配套、用户至上、高素质人员的集成。在此基础上，美国的制造业界提出了敏捷制造（Agile Manufacturing, AM）的先进制造模式，为了实现企业生产制造的敏捷性，采取现代通讯手段，通过快速配置各种资源，以有效和协调的方式响应用户需求的一种新的企业发展战略。这种生产模式正在发展之中，其基本思想是将灵活的动态联盟组织、先进的柔性生产技术和高素质的人员全面集成，使企业能够应付迅速变化和不可预测的市场需求，以求得长期稳定的经济效益。CAD技术在产品设计、生产全过程的动态联盟组织中的应用有如下特点：
（1）实现产品的敏捷设计和管理。
应用CAD技术可实现设计资源共享、信息服务、合作建模、数据管理和设计过程管理，达到敏捷设计的目的。在敏捷设计中，产品的开发是利用数字方式确定工作任务，用数字方式在各部门、各地点的合作者之间进行联络。产品开发环境中的产品实际上是一种数字模型，在同一个数字模型上工作，通过PDM系统管理和集成，PDM是管理产品信息的重要技术措施。