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博世力士乐加拿大公司赢得运河船闸项目

Inventor 客户案例

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Autodesk 软件帮助博世力士乐加拿大公司赢得利润可观的航道项目,并缩短了客户交付周期

博世力士乐加拿大公司(以下简称力士乐)是全球领先的传动与控制专家 - 德国博世力士乐公司的合作伙伴公司。圣劳伦斯河航道长达 2,038 英里,是连接加拿大圣劳伦斯河与美国五大湖的航运大动脉。2002 年,圣劳伦斯河航道管理公司 (SLSMC) 决定对该航道韦兰运河段的船闸进行现代化改造。凭借 Inventor 软件强大的可视化功能,力士乐赢得了这一长达五年的项目。借助 Inventor,力士乐为航道设计了三维液压系统。在此过程中,不仅节省了大量设计时间,绘图错误也明显减少。

节省时间

借助 Inventor 节省时间的优势,力士乐可以按时交付项目,并及时响应设计变更。为简化设计审核流程,力士乐的客户可以充分利用免费的 DWF Viewer 共享和打印设计方案,而公司内部的审核人员则可以使用 Design Review 进行标记,然后将设计迭代方案存回原 Autodesk 设计软件。为了轻松管理设计过程中的数据,力士乐还在特定项目采用了 Vault 数据管理软件。考虑到未来的发展,力士乐计划广泛使用 Vault,希望借此实现发布流程的自动化,跟踪工程变更单,并最终与公司的企业资源规划系统集成。

挑战

2003 年年底,由于业务量增加,力士乐扩大了员工人数,以满足客户需求。尽管招募了更多设计师,但力士乐却发现,图纸的精确性呈下滑趋势。力士乐的宗旨是以可盈利的方式为客户提供超值产品和服务。为了维护公司的良好信誉,变革势在必行。同时,力士乐管理层也制定了一系列目标,包括提高交付物的可靠性,在各项工作中尽可能地减少返工和材料浪费等。力士乐知道,要实现这些目标,就必须从二维环境迁移到三维设计软件。这样做不仅可以提高设计质量,还可以改进生产流程。在力士乐应邀投标 SLSMC 项目时,项目首席设计师 Ben Gilmore 借此机会跳出传统的二维 AutoCAD® 解决方案的局限,充分发挥了 Inventor 的三维设计功能。

Gilmore 解释说:“我们的设计团队使用 Inventor 制作了投标方案的动画和渲染图,栩栩如生的效果帮助我们赢得了甲方的好感和信任。通过使用 Inventor 创建三维图纸、渲染图和动画,我们成功说服甲方将其为项目规定的标准软件从 AutoCAD 改为了 Inventor。”

CAD 管理员 Martin Eberhard 补充道:“事实上,SLSMC 项目中的标准软件仍然是 AutoCAD。我们需要的软件既要能支持三维可视化,又能在完成设计和文档制作后将图纸转换为真正的 DWGTM 文件。这一点对于本项目非常重要。”

在决定采用 Inventor,特别是用于 SLSMC 项目时,设计工程经理 Jim Lambert 说道:“显然,我们可以在该项目中充分利用 Inventor 来探索一些创新设计方案,而在没有三维设计系统时我们根本无法尝试这些设计方案 - 同时还能够减少错误,缩短设计时间。”

三维设计让我们得以探索多种工程应用方案,否则,类似的工作只能交给专业供应商来完成。如果没有 Inventor 和 ANSYS DesignSpace 这样的 FEA 补充程序的话,我们就肯定无法设计和制造出万向环这样的关键部件来。

—John Rauscher, 系统工程部负责人, 博世力士乐加拿大公司

 

解决方案

通过使用 Inventor 软件,力士乐不仅能够简化设计流程,还可以完善细节设计,改进可视化效果,让每个人(从客户到车间工人)都能直观地了解设计意图。更重要的是,软件迁移过程非常平稳。之前,力士乐曾为采用新的软件和平台吃过不少苦头,因此其特别看重软件的易用性。

Eberhard 说:“当初从二维向三维迁移的时候,我们也是顾虑重重。但是,我们还是分阶段部署了 Inventor 并为设计师提供了适当培训。现在,这些设计师见了我就说‘真难以想象退回二维设计环境会是什么样子’。”

图片由博世力士乐加拿大公司提供

更快速地进行预制加工

在采用 Inventor 之前,力士乐的所有设计都采用二维软件完成,设计水平经常受到工具的限制。Lambert 说:“我们无法实现设计方案的可视化。例如,我们最近利用 AutoCAD 完成的一个项目涉及非常复杂的预制加工过程。我们没有时间向预制加工车间详细描述零件的外形。”

最后,设计团队在 Inventor 中创建了该框架的模型,用三维的方式向预制加工车间展示应如何制造此焊接件。

Lambert 补充道:“通过在三维环境中查看模型,车间可以清楚地了解设计方案,从而更迅速地预制加工此焊接件。这样,我们就将三维技术一直应用到了车间。”

Autodesk 为我们提供了进行可视化和迅速修改设计的工具,让我们可以最大限度地减少错误,从而实现并超越客户的期望。

—Ben Gilmore, 项目首席设计师, 博世力士乐加拿大公司

 

变更速度提高一倍,错误大幅减少

Autodesk 制造业解决方案支持力士乐快速进行设计变更,这一优势在 SLSMC 项目中得到了充分体现。现在,力士乐的设计师可以随时进行设计变更,并立即生成新的图纸。

Lambert 解释说:“我们过去是在 AutoCAD 的一个视图中进行变更,但其他视图不会自动更新。现在,我们知道,只要模型中的一个特征发生变更,与该特征相关的每张图纸都将随之自动更新。”

由于设计人员能够更轻松地进行设计变更,丰富的可视化工具还能够帮助其显示复杂的细节设计,力士乐可以最大限度地减少设计错误。Lambert 说:“我们要处理大量难以想象的复杂外型,其中的设计冲突和尺寸错误极为常见。三维设计软件可以帮助我们解决这些问题。借助 Inventor,我们可以看到零件间的活动区域和冲突情况。它可以显示软管等复杂外型的实际状态,让我们能够围绕这些信息展开设计。现在,由我们部门负责设计和工程处理的所有项目极少出错。”

有时,车间也可能提出不同意见,他们可以在现场调整设计方案。Lambert 说道:“与在二维设计软件中相比,利用 Inventor,我们进行设计变更的速度提高了一倍。”

图片由博世力士乐加拿大公司提供

利用有限元分析 (FEA) 节约成本

对于力士乐而言,在传统的二维设计环境中对关键部件进行有限元分析是一个繁琐的手动流程。因此,要获得更经济有效的设计方案便成了艰巨的挑战。在 SLSMC 项目中,有限元分析工作原本会非常棘手。因为,公司在该项目中设计了许多用于控制闸门和阀门开关的关键部件(从概念设计到成品)。更麻烦的是,该项目还要求使用特殊材料,以防河水的侵蚀。

通过将模型直接从 Inventor 导入 ANSYS DesignSpace(Autodesk 全球首选合作伙伴 ANSYS 公司的产品),力士乐现在自己就可以进行有限元分析。如果需要测试某个零件,力士乐的工程师们可以利用 Inventor Professional 中由 ANSYS DesignSpace 支持的有限元分析功能。Lambert 说:“通过自己进行有限元分析,我们可以在 SLSMC 项目中避免过度设计。根据所用的材料,我们确切地知道某装配可以承受多大的荷载。这样我们便可以做出更经济高效的设计方案。”

拓展新领域

Autodesk-ANSYS 解决方案中的设计和有限元分析功能也给了力士乐信心,让他们能够顺利地拓展新领域:设计并制造万向环以及航道中新水闸液压缸的支撑用轴台。由于供应商的报价高于预期,力士乐决定使用 Inventor 自行创建这些零件设计的模型,并使用 ANSYS DesignSpace 对其进行测试。

Inventor 给了我们自行设计和制造万向环的信心。最终,我们完成了一种更为简洁的设计方案,显著节约了成本。有了 Inventor,力士乐可以直接从设计阶段进入生产阶段,而无需制作昂贵的物理样机。

—Jim Lambert, 设计工程经理, 博世力士乐加拿大公司

 

改进设计审核流程

力士乐还依靠 Autodesk 制造业解决方案在内外部审核流程中共享设计。圣劳伦斯河航道管理公司使用 DWF Viewer 审核力士乐设计的每个新装置。DWF Viewer 是一款免费软件,支持用户以 DWF 格式轻松查看并打印包含大量数据的二维图纸和三维模型。

Lambert 说:“设计可视化为客户提供了极大的帮助。客户可以直接在 DWF Viewer 中切换视图,直观地查看三维装配中的各个零部件,从而充分了解整个装配和设计意图。达到令人满意的渲染效果后,他们就可以通过截屏保存该视图,通过红线标注清楚地指出需要进行哪些设计变更。”

在公司内部,力士乐则使用 Design Review 软件来简化审核流程。该软件支持用户以全数字的方式审核和标记二维与三维设计方案,而无需使用原始的创建软件。装配车间配有工作站,可用于审核装配并标记 DWF 文件,就新的管路和其他变更提出建议。

装配车间主任 Bob Van Vliet 说:“我们不用再盯着平面图,苦思冥想哪里可能会出现问题,一切都直观地呈现在你的面前。”

图片由博世力士乐加拿大公司提供

我们非常喜欢 Design Review。实际上,我们还多订购了几套许可,免费提供给大型客户。这样一来,客户就可以深入参与从概念设计到最终成品的整个设计流程,让他们能够观看、拆解、剖切、标注逼真的三维模型。最终,我们将显著改进与客户的沟通,确保我们提供的传动控制解决方案正是他们所需要的,没有任何多余或缺失的零件。这也正是我们的竞争优势。

—Jim Lambert, 设计工程经理, 博世力士乐加拿大公司

 

展望未来

为了轻松管理设计过程中的数据,力士乐还在特定项目采用了 Vault 软件。公司还计划广泛部署该解决方案,以实现发布流程的自动化,跟踪工程变更单,并管理 BOM 表。Lambert 说:“我们现在的文件管理系统还不够完善,经常需要请其他同事关闭所打开的图纸。我们急需一套安全的、便于设计师协同设计的系统。所以,我们打算将所有的 SLSMC 和历史数据导入 Vault,并将其连接到我们现在使用的 SAP 系统。”

借助 Vault,力士乐希望其管理人员能够更好地掌握项目进展情况,并改进项目工作流。Lambert 说:“现在,我们需要在大量硬拷贝上签字盖章。我们希望 Vault 能够帮助管理人员了解项目的进展情况,哪些文档已经向车间发布,以及哪些部件已经完工。液压原理图是我们一切后续工作的基础,我们希望在这些原理图上进行电子签名。”

使用 Inventor,以前需要 1,000 多个小时进行设计的项目现在只要一半时间就可以完成,而且更为详细,这一点在二维设计环境中简直无法想象。

—Jim Lambert, 设计工程经理, 博世力士乐加拿大公司

 

图片由博世力士乐加拿大公司提供

成果

力士乐设计团队的工作效率已经达到了新的水平,他们能够以前所未有的速度绘制更多图纸,将更多项目发布到车间。在员工人数不变的情况下,力士乐 2005 年绘制图纸的数量比 2004 年翻了一番。

Lambert 说:“尽管图纸数量显著增加,但我们设计团队的月平均不达标率却下降了 46%,图纸错误减少 25%,图纸准确性提高 7%。最重要的是,与我们原来使用传统的二维 AutoCAD 所开展的项目相比,设计时间大约缩短了 50%。使用 Inventor,以前需要 1,000 多个小时进行设计的项目现在只要—半时间就可以完成,而且更为详细,这一点在二维设计环境中简直无法想象。”

改进了三维可视化

由于出色的三维可视化功能,力士乐现在可以取消在已加工模块上布管的工序。Lambert 解释说:“使用 Inventor Professional 中的三维可视化功能,我们按照项目要求的确切规格绘制了加工和制造图纸。这样,在工程设计部门就可以确保其结构、外形和功能得到验证,而不用下传到制造车间。如果采用原来的布管方法,我们的材料和人工成本会多出 15-20%。”

Inventor 软件还帮助力士乐营销部门节省了大量为产品拍照的成本。Lambert 说:“我们为其提供逼真的样机。营销部门的同事看到渲染图后,他们都不敢相信自己的眼睛。我们获得了广泛好评。”

力士乐工业液压系统总经理 Dino Paladino 这样总结通过部署 Inventor 所取得的成功:“如果没有可观的投资回报,采用最新的三维设计技术就毫无意义。通过支持我们的设计工程团队高效设计液压系统,并减少错误,缩短交付周期,Inventor 的确为我们带来了巨大的投资回报。”

Gilmore 说:“Autodesk 为我们提供了进行可视化和迅速修改设计的工具,让我们可以最大限度地减少错误,从而实现并超越客户的期望。”