发电设备企业主要面临的业务挑战

　　• 定制化需求：多是单件，小批量订单，需要进行定制化的设计和生产。

　　• 交付周期短：产品设计和生产技术准备工作量大，生产周期长，但交付周 期日益缩短，工期非常紧，时常有边设计边生产的情况，容易出错，设计 变更多。

　　• 设计和制造的割裂：设计部门和工艺部门 / 生产部门以二维蓝图作为设计成果传递介质，而不是完整的设计数据，工艺部门和生产部门需要重复的 建模工作，延长了生产技术准备时间。

　　Autodesk 针对发电设备行业的解决方案

　　上图是 Autodesk 建议方案的框架图，从软件应用上 , 首先基于 Autodesk 协同平台 Vault 上的设计标准、规范、库和专家系统，在 Inventor 3D 设计 软件中进行三维设计，设计数据集中存储于 Autodesk 协同和数据管理平台 Vault 中，工程技术人员可以基于该平台进行协同 / 并行设计。有限元分析软 件 Inventor Nastran 和 Inventor 集成在一起，工程师可以从协同平台上获 得需要分析的相关模型数据，进行结构分析，如有需要，也可以使用流体分析软件 CFD 进行流场的分析，分析的结果可以保存到 Autodesk Vault 中。在设计完成后，使用 Autodesk 的钣金排料系统对钣金件自动进行展平、排料，对于数控机加工件，可以使用与 Inventor 集成的数控编程软件 CAM 进行数控编程加工，如有非常复杂零部件的加工，可以使用更专业的数控加工软件PowerMill 进行数控编程加工，并能进行在机检测。

　　设计方面通过智能化设计，实现设计自动化，达成设计效率的提升；分析方面应用集成的分析软件，充分验证设计，提升设计的质量；加工方面应用集成的钣金件自动排料系统，集成的数控编程软件、提升加工制造的效率，并借助于 Vault 这个协同和数据管理平台，让数据顺畅在各个部门共享和流转，对设计数据、项目、版本、生命周期、流程、变更、权限进行管理。基于集成的工作流和同一个平台，设计和生产部门紧密协作，实现设计和制造的一体化。

　　Autodesk 解决方案帮助客户达成目标

　　产品研发，生产制造一体化能力3D 设计软件 Autodesk Inventor、有限元分析软件 Inventor Nastran、 钣金自动排料系统 Nesting、数控编程软件 CAM 集成在一个软件中，和Autodesk 的协同和数据管理平台 Vault 一起，形成 3D CAD/CAE/CAM/ 一体化产品研发平台，各个部门公用这个平台，数据流通畅在各个部门共享和流转，设计部门和生成部门的紧密协作，形成了产品研发、生产制造一体化的能力。

　　基于客户需求的数字化快速定制研发能力

　　帮助客户实现设计自动化，快速完成基于客户的定制需求的开发。所谓设计自动化，就是针对企业的成熟产品，以 3D 设计软件 Inventor 为基础，以 Vault 为协同平台，借助于模块化设计方法，进行标准化、系列化、参数化模块的建设，使用自顶向下的关联设计和智能设计技术，构建能被数据驱动的，智能的数字样机。针对客户定制需求，通过企业定制的产品配置界面，对基于数据驱动智能数字样机，进行选配和参数更改，比如，对所需要的零部件进行选配，修改相关技术参数（尺寸），设计模型、分析结果和工程图纸及相关文档，自动按设定规则自动更新，从而满足客户定制化的需求，以达成基于客户需求的数字化快速定制研发能力。

　　Inventor 在压力容器产品设计上的应用

　　客户面临挑战

　　压力容器是发电设备行业的常用设备，对于压力容器的研发和生产中，常面临着以下挑战

　　• 产品结构比较复杂，客户需求也多样化，导致整个设计过程周期长。

　　• 企业的工程师每个人按照自己的方式进行设计，缺乏统一的标准化和规范性。

　　• 工程师大量设计工作时间都花在重复、繁琐的建模、绘图、翻阅标准上，缺少时间来进行设计创新。

　　• 设计人员的个人业务水平对设计质量 / 效率的影响大。

　　客户收益

　　压力容器设计自动化的实现，不仅仅缩短了设计和生产前所需要的技术准备时间，保证按期交付产品，也增强了企业的接单能力，让工程师从日常繁琐 的绘图中解放出来，更多的时间用于创新。

　　Autodesk 解决方案

　　以 3D Inventor 设计软件为基础，借助于模块化设计方法，进行标准化、系列化、参数化模块的建设，使用关联设计和智能设计技术，把设计规则嵌入到设计中，构建能被数据驱动的，智能的零部件和产品，并制定统一的标准模板和规范，形成压力容器智能设计知识库，如下图。 基于知识库，在定制的压力容器自动化设计界面，输入设计要求，自动进行设计计算和验证，自动进行零部件设计，自动装配、自动出图，自动输出 BOM 表，还可按需要自动完成工艺和焊艺的快速设计。

　　Inventor 在电厂锅炉设计上的应用案例。

　　客户面临挑战

　　• 压力容器是发电设备行业的常用设备，对于压力容器的研发和生产中，常面工期紧，设计任 务重。

　　• 零部件众多，空间结构复杂，容易造成设计失误，需要较长的设计周期，绘图工作量大，准确率很难保证。

　　• 对于设计计算部分，常规手工设计计算，耗时长，却不能保证正确率。

　　• 锅炉中管路复杂，特别是锅炉中管组 , 设计人员不仅需要在二维 CAD 中进行三维计算，更需要根据平面图进行三维审查，耗时、耗力、质量得不到保证，采用二维 CAD 完成空间设计，难度巨大。

　　• 管组的包装框架，需要根据其具体的尺寸规格，反复进行设计，设计效率低，设计任务量也较大。

　　客户收益

　　通过过渡管组设计自动化的应用，取得了以下成果。

　　• 缩短管组设计周期 60%~70%

　　• 保证设计准确性，减少人工绘图失误

　　• 改变传统审核模式，降低审图劳动强度

　　• 提高统计报表准确性，减少手工统计失误

　　• 为生产加工提供更加直观可视化设计结果

　　Autodesk 解决方案

　　使用 Autodesk 的 Inventor 作为锅炉的设计工具，基于其强大的三维建模和卓越的装配性能，构建锅炉的数字样机，借助其直观的表达和设计验证功能（干涉检查，有限元分析等），减少设计错误，针对需要花费大量设计时间且容

　　易出错的管组部分，使用 Inventor 的设计自动化技术以及和 Excel 表参数关联特性，加上针对性的少量二次开发的插件，来自动化地进行管组的设计。

　　下面是过渡管组自动化设计的主要步骤

　　• 建立管子、管组、附件的 Inventor 设计模型和工程图模板，这些模板用于自动创建管子、管组的模型和生成相应的工程图。

　　• 针对设计计算部分，使用二次开发的插件，自动完成设计计算，把计算的数据输入到 Excel 数据表中。

　　• 在 Excel 数据表中，完成其它相关设计参数的填选。

　　• 以 Inventor 相应的模板（管子、附件、工程图）为基础，利用管组自动生成插件读取 Excel 表中的设计收据，在 Inventor 中自动生成过渡管组三维模型，自动添加附件，自动生成施工图和零件清单 ，自动自动生成包装框架的模型和工程图。

　　Inventor 和 Vault 在汽轮机 / 发电机设计上的应用案例。

　　客户面临挑战

　　• 概念设计、技术设计、工程详细设计三个阶段主要任务不同，不同专业学科沟通不易

　　• 图纸定型困难、图纸修改不容易、工程师任务繁重

　　• 关键零部件造型复杂、修改困难、需大量人工投入，对于工程师，重复工作时间长、无法杜绝错误发生，使公司生产力受限、损失非常大。

　　• 图纸依靠经验和逻辑数值审查与实际会有偏差，没有更加直观可视化的设计数据模型校验与展示，二维图纸无法完成空间中的装配模拟，造成损失。

　　• 已经定型产品改型设计难。

　　• 三维设计人员比较少，产品建模方式因人而异、缺乏统一标准、重用困难。

　　• 三维模型数据缺乏有效管理与维护。

　　客户收益

　　• 保证设计准确性，减少人工绘图失误，降低后期维护成本

　　• 完善了该公司三维的标准化及统一化

　　• 改变传统设计模式，降低劳动强度

　　• 培养了一批可以使用三维建模设计及宣传演示制作工程师

　　• 提高数据的重用性，缩短产品设计周期 60%~70%

　　• 为生产、加工提供更加直观可视化设计数据模型

　　Autodesk 解决方案，

　　• 以 Inventor 为 3D 设计工具，完成了产品的完整数字样机模型的构建和出图；借助 Inventor 3D 设计的直观的表达和设计验证功能（干涉检查，有限元分析等），减少设计错误，改善产品的性能；并针对典型零级，特别是造型复杂的零部件，制定了设计和建模规范，便于修改和重用；并创建了汽轮机和电机完整产品的装配动画，为产品展示和后期的安装提供指导。

　　• 设计及相关数据都集中存储在 Vault 上，不同设计部门和不同专业学科间，基于Vault 这个协同平台进行沟通和协作。

　　• 参数化设计，为了降低改型设计的难度和高效重用数据，在产品的设计和建模过程中，装配采用参数化建模与 Excel 相结合的方式，关键部套中都会嵌入一张参数表单，用户可以直接在此表单中修改每个部套的尺寸结构，同时采用多实体的方法对部套实现自顶向下的拆分。工程师通过修改一张参数表单完成从三维模型到工程图的修改，无需进行绘图操作并且保证正确率，这样的工作方式即使不会使用 AutoCAD 的退休工程师同样可以完成三维设计。