摘要：
本文所要介绍的是一套针对国内企业设计部门CAD/CAM/CAE/PDM/ERP集成解决方案。在此套方案之中，我们使用Eureka 、SolidEdge、SolidWorks以及AutoCAD做为3D CAD软件的应用平台，由东北大学欧磊技术中心和台湾欧磊科技股份有限公司所共同开发出来的特征语言做为各种CAD系统标准零组件库的开发工具，并且将产品组件结构以及各种设计件，如机构件、结构件、外观件、画面，以及其它客户自订的审校流程等做为设计部门在PDM软件中进行分析与验证的对象。
一、设计部门工作流程简介
在设计部门之中，大体可以分成两个阶段-- 同步工程设计阶段以及审校与分析验证阶段。值得注意的是，在同步工程阶段之中，设计工程师已经将所期望的产品组件设计完成，送入审校流程。在审校与分析验证的过程之中，签核者只容许对所完成的设计去做CAE分析，红线注记以及加注签核意见。对于设计画面与文件，签核者若是发现问题而必需加以修改时，审核人也只可以加注原因后加以退回，并且回到同步工程设计软件之中去做修改，而不是直接修改设计。这种限制，是绝对必要的，因为在我们所规划的设计部门工作流程中，同步工程的部份不但控制设计的正式版次，内部版次以及Branch Out版次，还有各种不同设计专案共用的零组件，以及标准件、型录件的管理，同时也必需控制设计工程师对Vault Server(电子保险箱)所做的不同动作。如此精密规划的同步工程动作，若再加入审校人可以任意修改图面而产生新的版次以及同一时间之内可能会有不同的计划与不同的审校者可能去修改同一份设计时，将会使得系统的管理无法一致，而造成不良的结果。
二、产品组件结构说明
产品组件的结构一般而言是可以使用3D CAD软件之中所储存的组件信息来代表的。然而，真正的产品组件结构应该考虑到以下两点重要的功能：
1. 产品组件结构必须是能够支援各种3D或是2D软件所产生的零组件文档。
2. 产品组件结构除了可以支援设计件之外，还必需可以支援型录件与标准件。
以上的说明可以具体应用到各种较为客户化的产品之中。举例而言，我们买一台笔记本电脑，您可以自由的选取内存，硬盘，软盘与光驱的配备。这些配备之中，您也可以选取不同的厂牌与规格。以一个笔记本电脑厂商而言，它必须要控制它的销售人员不会因不熟悉公司的产品规格而造成让客户选取不可供选择的配备。就算选取到的是可供客户选取的配备，我们也希望客户不会选到规格不合理的零组件。这种客户在购买时所选取的产品零组件选项，我们称之为型录零件。在PDM架构的设计之中，我们首先可以建立各种各样的型录件，再透过各别产品不同的规格，从其中取出一些规格相符的选项来做产品的规格件选取单。
由以上的说明，我们看到了型录件在产品组件结构中的角色。此外，标准零组件的使用以及其它由设计工程师所绘制的设计零组件所共同汇整而成的组件便成为产品结构组件的基本架构。
三、标准零件库的设计架构
标准零件库的设计是为了给所有的设计工程师去方便地使用企业所制定并且审校通过的标准零件库。所谓标准零件的共同信息包含了零件的特征以及尺寸参数。这些参数被存放于专门的数据文件或PDM的数据库之中，用来驱动不同的3D CAD软件来产生相同的实体几何。因此，针对不同的CAD软件，我们必须规划一套语言去对实体的几何来加以描述。我们称此种语言为特征语言。在开发标准零件库的过程之中，我们可以利用各种不同CAD软体的API(应用程式界面)去开发从特征语言到CAD软件的驱动程序。这些驱动程序，得以动态的由操作者去设定连结，因此，同一个标准零件库可以同时支援许多个CAD软件的设计环境，达到共用之目的。值得注意的是，此套标准零件库，并没有储存任何CAD软件的标准零件几何信息，并且无需使用者大费周折的从文档系统之中去做搜寻的工作，因此可以大幅提升硬盘的使用与管理应用上的效率。
四、标准零件库与PDM系统的集成
标准零件库的所有尺寸与特征信息，可以记入数据库中，由PDM系统来加以管理。因此不但可以快速的由尺寸与特征信息去搜寻想要寻找的标准零件，并且可以使用我们在PDM系统中所设计的审核流程管理模组，去对标准零件的增加与删除加以必要的控管。
从上图中我们可以看出标准零件库的使用者可以从CAD软件当中，SmarTeam的设计专案环境之中，或是标准零件库的使用者介面环境中去做标准零件的搜寻，使用浏览、新增以及删除。由于所有CAD软件所使用的标准件信息都是来自于SmarTeam的单一数据库中，因此，使用者可以轻易的选择设计的软件平台，甚至使用混合的设计平台去做产品的开发。以下是设计者最常使用到的三种状况说明:
状况一：
设计环境：SmarTeam中的设计专案。
设计者权限：可以加入或是删除新的标准零件。
设计者想要执行的动作：从GB、ISO或是JIS表单中叫出一个标准件使用于设计之中，
在此，我们请读者注意到的是ISO标准零件尺寸表中的标准零件和企业中已经存在并且可以供设计者去采用的标准零件库是不同的。任何一个企业可以因其需求，从标准零件库之中去选取部份企业需求的，有时甚至是会有存货的标准零件，放到企业的标准零件库之中。因此，设计师可能从标准零件库软件中的ISO尺寸表内选取到一个企业标准零件库之中已经存在或是尚未建立的标准零件，此时，SmarTeam-Design的反应如下:
Step1：设计者在SmarTeam Design Project下打开标准零件库软件。
Step2：设计者从表单中选取了某一组尺寸去产生标准零件。
Step3：SmarTeam先将尺寸表送入3D CAD软件之中(依设计者所选取的CAD软件而异)，产生实体几何供浏览或是组装。同时将尺寸以及零件种类传入查询之中，去对SmarTeam之中所存的企业标准零件资料去做搜寻。
Step4：如果设计者决定使用此标准件来做设计，则SmarTeam会去读取上一步的资料库查询结果。如果查询到已经存在于企业标准件资料库当中时，则将资料库中的属性直接连结到此标准件库，让使用者可以顺利的继续做设计。
我们容许使用者去决定是否储存标准零件的3D CAD模型文档以及其Bitmap Image。储存Bitmap Image的好处在于任何一个工程师都可以在没有3D CAD软件的状况之下，浏览此标准件。而储存3D CAD Model的好处则在于下一次读入此模型时无需重新计算几何模型。但是作者在此建议各位的是，除非必要，不需要去储存这些标准零件的CAD Model与Image档案。因为储存这些文档需要使用到大量的硬盘空间，因此，标准零件较多的企业会发现储存这些文档实在是浪费电脑资源。再加上我们所开发的特征描述语言可以根据尺寸与特征的资料库去在各种3D CAD模块里去重建标准件的几何，以及所有的标准件在特征架构上多不复杂，因此，通常可以在很短的时间之内，重建几何模型。
Step5： 如果所加入的标准零件原先并不属于企业的标准零件库时，SmarTeam会透过查询发现这种现象，并且在设计者决定采用此标准件时，直接将此标准零件送入标准件审校流程之中。完成审校后，企业才会真正将其列入标准零件库之中去使用。
状况二：
设计环境：标准零件模组环境。
设计者权限： 可以加入新的标准零件。
设计者想要执行的动作：使用标准零件库模组在SmarTeam之中建立企业的标准零件库。在此状况之下，SmarTeam的反应和状况一完全一致，只是少了第一步在SmarTeam Design 专案环境之中去读出标准零件库软件界面的动作而已。
状况三：
设计环境：SmarTeam设计专案使用环境。
设计者权限： 不可以加入新的标准零件。
设计者想要执行的动作：使用SmarTeam资料库去选取企业标准零件库中的标准零件。
在此状况之下，设计人员可以在SmarTeam之中使用查询功能，从SmarTeam的标准零件资料之中去浏览并且搜寻特定尺寸的标准零件。使用者也可以在SmarTeam中去启动特征描述语言驱动程式，去将设计者所选取的标准零件，动态的建立起来以供设计者做参考或是设计组装件用。
五、结语
以上的规划与软件集成的概念与解决方案，作者曾在许多的国内外设计部门规划会议上做过介绍，得到了所有企业的热烈回响。因此，特别将其中的重要部份写成此篇文章，期望能对想要导入产品设计分析集成方案的企业有所帮助。CAD/CAM/CAE/PDM/ERP的集成，主角在于PDM系统，好的PDM系统可以随心所欲的设计出弹性的系统，不但管理您同步工程之中复杂的版本修改问题，同时也解决了设计团队之中最复杂的文档共享问题。目前，SmarTeam PDM系统能够建立您的审校流程，并且与分析软体集成，建立设计部门精密，严格又有效率的审校流程。所有过程中的信息，将一点不漏的由SmarTeam记录下来做为将来重要的参考信息。
