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工业4.0实战：装备制造业数字化之道 [:1704005756]
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工业4.0实战：装备制造业数字化之道 9.2 解决方案
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9.2.1 愿景目标
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数字化工装设计解决方案的实现目标是基于MBD的全三维数字化研发模式，将模块化设计的理念应用到工装设计中，通过对工装的模块化分类应用，实现工装设计知识和经验的积累、重用，促进工装的创新设计；实现工装上游数据的有效管理和状态控制，实现工艺工装设计的快速并行协同作业；实现工装数据的全面管理，工装设计结果在资源库中管理的模式，便于工装数据查询、参考和重用。从而达到缩短周期、改进质量、减少成本的目的，同时，数字化工装设计的应用还可帮助企业：
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·提高工装标准化、系列化程度。针对产品零件的分类，把常用工装扩展为企业标准，减少工装设计工作量，简化工装制造工艺。
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·建立企业级工装资源库。建立统一的企业级工装数据库，利于产品设计、工装设计、工艺编制、数控加工、工具管理等部门方便地查询和重用工装数据，提高效率，节省成本。
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·实现工装的基于MBD的全三维协同设计和可视化验证。工装设计人员、工艺人员、数控编程人员等可以在统一的数字化平台中协同、同步工作，直接应用数字化产品或工序模型进行装夹、检测、加工等工装的设计、验证，从而检验和改进工艺方法。
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另外，数字化工装设计的应用，还可提升工装技术人员的三维设计水平和创新能力，实现：
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·工装设计知识和经验的积累、重用。形成工装设计知识和经验积累与重用的机制，不断丰富和完善工装设计知识库，促进技术人员设计水平的提高。同时，将部分工装设计知识通过二次开发的形式置入工装设计软件应用系统，提高工装创新设计的能力。
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·工装设计的标准化、规范化。将标准和规范引入工装设计软件应用系统中，通过标准和规范的强制执行，保证设计的数据质量，增强数据的可读性，为数据共享提供有利条件。
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9.2.2 系统构架
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数字化工装设计解决方案的系统构架可参见第2章的图2-51。
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这个系统由三个层次组成，分别是底层以Teamcenter为基础的工程协同管理环境、中间层的NX三维应用软件系统，以及针对具体工装设计应用的应用规范和三维工装客户化设计环境的应用层。
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1.底层——以Teamcenter为基础的工程协同管理平台
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底层是工程协同管理的基础构架，为实现工艺工装的协同作业提供保障。它建立在西门子公司提供的Teamcenter软件平台上，通过Teamcenter的数据管理功能，使与工装设计有关的设计数据，例如典型工装模板数据、工装标准件库、典型设计形状库，以及工装产品数据等，都将统一在Teamcenter平台上管理，实现单一数据源的工装设计；通过Teamcenter的过程管理等功能，实现对数字化工装设计的过程控制，包括设计变更的有效管理。图9-2为Teamcenter的功能模块。
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图9-2 Teamcenter的功能模块
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2.中间层——NX三维应用软件系统
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中间层是NX三维应用软件系统，它由工装三维设计所需的基本功能和专业模块组成，包括基本的NX文件处理、三维建模、装配、设计验证等方面的功能，以及针对各种模具的工装设计所需的功能模块，同时提供二次开发的工具（如OPEN/API，Block Style以及KF等功能模块），用于开发专用的工装设计应用工具。
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针对模具工装的设计，NX三维应用软件系统提供了专业的功能模块，包括注塑模具设计（MoldWizard）、级进模具设计（PDW）、冲压模具设计（有冲模工程（Die Engineering）、冲模结构（Die Structure）、冲模验证（Die Validation））、电极设计等，如图9-3所示。
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图9-3 NX模具工装设计中的专业功能模块
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（1）注塑模具设计（MoldWizard）
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通过嵌入行业和过程知识，利用过程自动化，注塑模具设计模块（见图9-4）帮助用户减少了注塑模具设计所需要的时间和成本，帮助大量用户得到了模具开发的规模经济效益。
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通过使多个设计人员能够并行设计一个注塑模具，注塑模具设计模块支持面向团队的设计。该方法是传统的产品/工装并行开发思想的扩充。在注塑模具设计模块中，注塑模具设计任务可以被分配给并行工作的多个角色来完成。