企業(yè)使用三維進行設計能否快速提高設計效率，很大程度體現(xiàn)在規(guī)范性上。企業(yè)在使用2D進行設計時，只能關注設計結果，設計過程并不能得到記錄，設計意圖也不能體現(xiàn)。但3D設計不僅能詳細記錄我們的設計過程和意圖，在一定程度上可以展現(xiàn)工藝信息，所以關注的不僅僅是設計結果，同樣還有設計過程。設計過程的規(guī)范性的完善，對于很多企業(yè)來說，效率就不僅僅是100%的提高。
那么如何進行三維設計的規(guī)范性？如何提高零部件的可重復利用？如何提高零部件的可修改性？
在詳細展開這個話題之前，我們先看一個關于設計過程的研究：研究通過隨機抽取不同機械設計工程師在三維CAD技能考試中所創(chuàng)建的三維模型，然后：
研究不同工程師創(chuàng)建同一個零件所采用的不同建模手段；
探究在給出明確建模規(guī)定的前提下，工程師創(chuàng)建的模型是否還有差異？
研究不同工程師創(chuàng)建同一個裝配體所采用的不同裝配手段。
首先大家都利用SOLIDWORKS軟件設計如下圖所示的零部件，并且對結果進行分析，分析設計的第一個特征、特征的數(shù)量和尺寸、設計過程所需要的尺寸。
圖1 利用SOLIDWORKS軟件設計零部件
采集完整樣本總共17個，分析結果見下表：
表1 第一特征的統(tǒng)計
表2 特征數(shù)量的統(tǒng)計（*為第一特征是拉伸）
表3 建模方法和特征數(shù)量的統(tǒng)計
針對在建模過程中的尺寸標注，常用的有5中解決方案：
｛DIM1｝=｛D1,D2,D3,H1,H2,H3,a1,r1,r2｝
｛DIM2｝=｛D1,D2,D3,H1,H2,H3,a1,r1｝
......
｛DIM5｝=｛R1,R2,R3,H1,H2,H3,a2,r1｝
圖2 尺寸標注的名稱及位置
我們在解決問題時，經(jīng)常會提出“條條大道通羅馬”，盡管這些不同的設計方法都得到相同的結果，但是研發(fā)設計的工作不是到達羅馬的事情，我們必須在最短的時間內(nèi)創(chuàng)造更大的效益，研發(fā)出更具有創(chuàng)新性的產(chǎn)品，因此我們必須找到最快的方法，最簡潔的方法達到我們的要求。
同樣的問題，我們再繼續(xù)研究：使用相同的軟件，要求工程師使用已經(jīng)給出的尺寸和單位和單一旋轉特征來創(chuàng)建模型，如下圖所示：
圖3 按照尺寸要求用旋轉創(chuàng)建模型
這個測試共收集到100個完整模型，統(tǒng)計結果如下：
表4 新測試的第一特征統(tǒng)計
這次特征的使用順序竟然十分統(tǒng)一，基本上都是采用旋轉命令完成，尺寸標注方案也基本上和要求一致，完成效率也有很大的提高。
表5 測試的特征數(shù)量統(tǒng)計
也僅僅是一個要求的差別，得到的結果就有很大的差別，通過這個研究我們可以總結出下面兩點：
1.缺乏紀律：知道怎么做但不要求這樣做，或者他們是不要按照要求去做；
2.缺乏技巧：知道要做但是不知道怎么做，他們沒有足夠的技巧去按照要求做。
技巧，可以通過專業(yè)的培訓迅速掌握并且投入到生產(chǎn)中，但是缺乏紀律，就是一件刻不容緩的事情，沒有設計的標準、規(guī)范，我們可以僅僅能使用三維設計軟件建模我們的產(chǎn)品，但是真的設計不好我們的產(chǎn)品。怎么進行這個規(guī)范的制定，這是每一個企業(yè)在3D實施應用的過程中，都必須考慮的事情。
我很想在這里和大家分享企業(yè)的設計規(guī)范，但是這個設計規(guī)范建立在自己產(chǎn)品的基礎上，一個企業(yè)的研發(fā)設計規(guī)范，也許對另外一個企業(yè)來說卻有很多的不合理之處，因此，各種規(guī)范的制定一定要結合自己企業(yè)的基本情況進行。這里就將比較通用的幾點設計規(guī)范總結如下：
設計過程必須嚴格遵守規(guī)范的要求，若有其他合理要求必須更新規(guī)范后才能進行；
對于板件或者規(guī)則形狀可以使用拉伸特征的就必須使用拉伸建模；
所有回轉類零件必須使用旋轉命令進行設計；
建模過程中有草圖的繪制，凡是使用的尺寸標注的地方，必須有完善的尺寸標注方案，標準必須符合GB；
建模過程遵循先基體特征，后修飾特征的流程進行，先添加實體，后切除實體部分的步驟進行；
每一個零部件都有自己的文件屬性及其模型屬性，在設計結束之前，必須完成所有信息的填寫；
GB標準件、通用件，企業(yè)標準化件等資源，必須使用公共網(wǎng)絡上的設計庫資源進行設計；
關于文件設計過程中的參考資料及其修改，必須將信息在模型的設計活頁夾中Word中完善而不是獨立附件。
......
不同的設計人員會采用不同的建模手段，他們的多層次組合是千變?nèi)f化的。因此，不能單靠CAD模型的建模記錄和裝配約束關系作為捕捉設計意圖的依據(jù)。要有效捕捉設計意圖，除了規(guī)范性的使用三維CAD外，還要制定一套更一致和可靠的準則來捕捉和記錄設計師的意圖，一個真正符合企業(yè)流程的設計規(guī)范。
同時，我們在設計過程中，大量對以前設計的產(chǎn)品零部件參考引用，或者在原來零部件的基礎上進行更改，即進行設計的變更。
標準規(guī)范的設計更改包括兩個方面的內(nèi)容：
①模型零部件能進行修改，所有的修改都有修改人的事件記錄；
②修改后的模型不能影響變更前零部件的完整信息，所有的修改都必須在產(chǎn)品模型中包含。傳統(tǒng)的管理方式很容易混亂，所以必須依靠專業(yè)的PDM平臺，
針對設計規(guī)范的執(zhí)行，最好有一個專業(yè)的管理平臺PDM，這個PDM最好有開放的軟件平臺，同時有強大的3D CAD集成功能，CAE數(shù)據(jù)處理功能等。一些企業(yè)目前選擇EDM——圖文檔數(shù)據(jù)管理，只能將設計數(shù)據(jù)納入管理范疇，并不能管理設計規(guī)范，所以希望企業(yè)的投資也能一步到位，避免不必要的周折和損失。
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本文標題：三維設計過程的規(guī)范性
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