三維設計自主創新 山河智能不走尋常路

　　湖南山河智能機械股份有限公司創始於1999年，在不到12年的時間裡，從50萬元起家迅速發展成為總資產超過40億的上市公司，與三一重工、中聯重科並稱工程機械製造「湘軍三巨頭」。公司以工程機械為主業，產品涵蓋大型樁工機械、小型工程機械、全系列挖掘機等十多個領域、一百六十多個型號。在位於湖南長沙的山河智能產業園，一批批高性能、高品質的工程機械產品被設計、製造出來，並運往全球六十多個國家和地區。

　　令山河人感到特別自豪的是，這些產品沒有一台是通過簡單的拼裝或是對同類產品亦步亦趨的模仿而成，而是山河智能的研發團隊憑著對工程機械的認知和感覺創造性地設計和製造出來的。這份自豪源自山河智能「精準設計，精益製造」的產品理念，更源自山河智能對設計創新的高度重視。用山河智能副總經理張雲龍的話說，「在製造產品的過程中，設計是首當其衝的一環。如果你一開始設計的產品不是最先進的，那麼製造出來的產品也不會是最先進。所以，設計創新是確保產品領先的關鍵。」

設計創新是確保產品領先的關鍵

　　那麼山河智能如何開展設計創新呢？山河智能副總經理張雲龍表示，「創新需要激情，創新需要想象，創新也需要工具，而Autodesk Inventor恰恰是山河智能開展創新的一個很好的工具。」

　　山河智能與歐特克的結緣，最早可以追溯到七年前。當時，山河智能中挖所需要設計一款挖掘機，按照過去的辦法，在整個產品設計過程中需要用到多個平台和軟體，不同的平台和軟體之間需要進行繁瑣的數據交互，工程師們缺乏統一的溝通「語言」，團隊協作效率不高，研發成本居高不下。Inventor的出現改變了這種情況。山河智能的工程師發現，「用Inventor一款軟體就可以完成所有的設計，並且比同行們花10萬、20萬購買的軟體做出來的東西更好」，這促使山河智能開始大規模運用Inventor進行設計。

　　根據山河智能的實際情況，歐特克不僅提供高質量的產品，也通過各種形式對山河智能的工程師進行軟體使用、設計方法等培訓。在2006年，歐特克幫助山河智能導入了電氣設計軟體;在2008年，幫助山河智能完成了軟體升級;在2009年又幫助山河智能定製了針對大裝備設計和管理的方法，使山河智能在三維設計的深度和廣度上持續得到提升。

山河智能與歐特克結緣

　　我們知道，工程機械產品普遍具備體型龐大、構造複雜，零部件數量多等特點，並且在操作精準度和安全性上具備很高的要求，所以無論是開發新型號還是改進既有型號，山河智能的工程師都必須在產品製造前確保其設計符合所有這些苛刻的要求，Inventor強大而全面的功能確保這些要求得到實現。

　　吳召明是山河智能工業車輛綜合所的一名工程師，他曾參與一個10噸平衡重叉車的設計項目。叉車被廣泛應用於物料裝卸上，在設計上對平衡性的要求非常高，Inventor幫助設計師輕鬆地處理這個問題。「使用Inventor進行重心分析，可以自動找到實體的重心位置，找到重心之後就能知道承載協同區一個非常重要的參數，然後對參數進行調整，以及修正協同區的尺寸，就可以很方便地從設計角度保障叉車的平衡性。」 此外，為避免重複設計，工程師們利用Inventor的模擬分析工具，在產品投料加工之前完成預裝配和干涉檢查，從而及時發現設計中出現的問題，並將之消滅在圖紙階段。

　　挖掘機是山河智能的拳頭產品之一，山河智能目前擁有從SWE08到SWE150共20多種規格和型號的挖掘機。為了滿足客戶不斷變化的需求，山河智能的設計師還需要不時研發適應特定工況的特種挖掘機，這類設備沒有可以參照的同類產品，因此對工程師來說更具挑戰性。山河智能的設計團隊用Inventor貫穿整個開發流程：利用Inventor的草圖裝配完成前期方案設計;然後根據草圖設計完成零部件的衍生體;繼而利用Inventor的分析計算工具對零部件進行校核;最後利用參數化設計完成零部件的優化。山河智能中挖所的工程師魏鵬對Inventor的強大功能深有體會，「參數化設計幫助我們節省了很多時間，而且利用Inventor做開發，只需花時間創建第一個三維基礎模型即可，以後開發同類產品時只需對某些參數進行局部修改就能得到新模型，避免了很多重複勞動，大大提升了設計效率。」

挖掘機是山河智能的拳頭產品之一

　　其實，Inventor三維設計已用于山河智能產品開發流程的各個環節，幫助山河智能實現了從方案設計、方案驗證、細節設計，到裝配、工程驗證、總裝及大裝配管理，再到成品的全程式改進。在電氣設計方面，山河智能直接採用Inventor自帶的線路布置功能完成電氣設計，使電氣設計和機械設計可以在統一的可視化環境中完整體現，互為參照。在三維布管設計方面，Inventor的可視化功能使線路干涉等潛在的設計問題很容易被發現。在工裝設計方面，山河智能工程師通過對裝配過程的三維動畫模擬，直觀地告訴工人應該先做什麼、后做什麼，實際效果遠勝過長篇大論的產品裝配說明書。此外，在對系列產品進行開發的過程中，山河智能的工程師注重將三維數字化模型進行通用化、標準化和系列化，把很多零件做成通用件的形式，使之可以像搭積木一樣直接取用。

　　張雲龍指出，「Inventor強大的功能和簡潔的操作可以充分滿足我們對於三維設計的要求，另外它能實現與AutoCAD的無縫集成，在數據管理和數據交互方面具有得天獨厚的優勢。它不僅可以創建三維模型和產生二維工程圖，而且使基於三維模型的渲染、動畫製作、應力分析、穩定性分析以及運動模擬成為可能。」

　　那麼，切換到三維設計平台會對業務流程帶來什麼變化？張雲龍認為，三維設計改變了產品開發流程，而且提高了設計開發的質量和效率。「其實傳統的流程大家都知道，從概念設計、圖紙設計、產品設計、試驗，小批量生產、大批量生產，這是傳統的設計流程，我想大的方向不會改變。三維設計可以在設計階段做很多以前做不到的東西，比如干涉問題、布置問題、應力問題、性能問題，運動學、動力學問題(也即壓力角度的變化)，在設計階段都能夠分析得很清晰。這樣的話，你可以在設計中進行交互調整，不是完全畫完圖就試驗，也不是試驗完就不畫圖了，而是各個小的環節之間可以進行交互性調整，也就是說大的流程不變，但可以在大的流程中間進行交互、往返，恰恰是這種往返能夠在成品出來之前解決掉很多問題，不但降低了成本、提高了效率，也降低了出錯概率、提升了設計質量。」

Inventor強大的功能和簡潔的操作可以充分滿足山河智能對於三維設計的要求

　　如今的山河智能，早已不僅是中國工業機械製造的湘軍新貴，而是肩負「中國智造」使命的國際化企業。身份變化了、使命變化了，然而自主創新卻始終是山河智能的最大法寶，三維設計也將作為自主創新的神兵利器，幫助山河人在國際市場上創造屬於自己的一段傳奇。