一、客户概述

  南车戚墅堰机车有限公司创建于1905年，地处中国江苏常州，被誉为中国铁路客货运输主型内燃机车研发制造基地、中国铁路六次大提速的动力先驱，现隶属于国资委下属的中国南车股份有限公司。

  南车戚墅堰机车有限公司有雄厚的机械加工及铸造能力，齐全的理化试验、计量和测试手段。具备各型内燃机车年新造配套300台、总组装500台，修理400台的综合生产能力。通过技术平移和技改投入，公司电力机车生产纲领为年新造150台（一期年产能力为100台），修理100台。

二、项目背景

  当前，国内外大型装备制造企业的数字化技术发展迅速，三维数字化设计技术得到了广泛的应用，基于模型定义（Model-BasedDefinition, MBD）的数字化设计与制造技术已经成为制造业信息化的发展趋势。MBD 是产品数字化定义的先进方法，它是指产品定义的各类信息按照模型的方式组织，其核心内容是产品的几何模型，所有相关的工艺描述信息、属性信息、管理信息等都附着在产品的三维模型中，一般情况下不再有工程二维图纸。MBD改变了传统的由三维实体模型来描述几何信息，而用二维工程图纸来定义尺寸、公差和工艺信息的产品数字化定义方法。同时，MBD 使三维数模作为生产制造过程中的唯一依据，改变了传统以工程图纸为主，以三维实体模型为辅的制造方法。

  目前，国外MBD 技术的应用已经比较成熟，如波音公司在以波音787 为代表的新型客机研制过程中，全面采用了MBD 技术，将三维产品制造信息与三维设计信息共同定义到产品的三维模型中，摒弃二维图样，将MBD 模型作为制造的唯一依据。国内大型装备制造企业也逐步开始应用MBD技术进行产品设计，并将MBD 模型作为制造的唯一依据。

三、问题与挑战

  · 没有统一的平台进行设计、工艺研发数据的协同管控

  · 二维工程图的设计模式效率低下，且容易造成数据的不一致性

  · 对于三维设计工艺部门需要重新进行三维建模并造成巨大的浪费

  · 工艺和制造都是依靠二维图，频繁的更改导致二维和三维的不一致

  · 装配工艺停留在二维阶段，导致无法直观地编排工艺和编排不合理

  · 设计和工艺评审停留在二维阶段，由于二维的不直观导致很多问题不能及时发现

  · 与国内外优秀企业的先进研发模式差距较大

四、解决方案

  · 以PDM系统为协同平台：实现产品数据和工艺数据集中管理，实现设计过程的多专业协同，设计发布、工艺审查、变更的一体化

  · 以全三维模型为信息描述主载体：取消二维图纸，构建全三维单一数据源，通过设计模型集成生成工艺模型、制造模型、检测模型

  · 以研制阶段实现产品生命周期的演变：设计部门进行产品的三维定义与仿真优化、工艺部门进行产品的制造规划和结构化工艺编制、制造部门依据工艺要求进行制造和检测

五、项目成果

  · 建立了基于全三维数据化样机面向全生命周期的技术支撑平台：实现三维标注、三维工艺设计、三维工艺仿真验证、工艺数据管理、统一三维工程化工作环境，建立高效的基于全三维工程化应用的内燃机车研发平台。

  · 实现全三维数字化全生命周期数据及流程一体化协同：在PDM系统中固化内燃机车三维设计、三维工艺、三维制造流程，建立基于三维模型的新型产品研制模式；

  · 建立全三维数字化样机开发和管理的标准规范体系

  · 过MBD技术实现真正意义上的单一数据源，三维模型不仅表达几何信息，还增加了尺寸、公差、技术要求等，消除了三维模型和二维图纸的不一致性。

  · 基于MBD技术的结构化工艺系统的构建，将工艺设计能力提升到一个新的高度，工艺数据第一次真正和设计相关，工艺模型通过继承设计模型，以三维形式表达工艺信息，极大的丰富了工艺内容的展现形式。

  · 制造现场通过无纸化浏览，可以及时获取最新的设计模型和工艺信息，实现了从纸质到电子的跨越。

  · 基于三维模型的检测，实现了设计模型和设计实物的最终比对，极大提升产品质量检验效率和手段。