這些年，馬鋼所成功將三維設計運用到實際的設計工作中，取得了設計理念的飛躍性突破铲醉。于 Inventor 所建模型可以進行變量化、參數(shù)化控制抗俄，使設計過程中的修改變得簡單脆丁、明了，大大提高設計的效率动雹〔畚溃”

——程勇高

主任設計師

安徽馬鋼工程技術(shù)有限公司

▲圖 企業(yè)外景

企業(yè)背景

安徽馬鋼工程技術(shù)有限公司(以下簡稱 METC)跟压，原為馬鋼設計研究院有限責任公司，是馬鞍山鋼鐵股份有限公司控股的投資多元化的工程技術(shù)公司歼培，2002 年通過安徽省高新技術(shù)企業(yè)認定震蒋，2005 年獲得全國精神文明工作先進單位的殊榮，2008 年躲庄、2011 年連續(xù)榮獲第二批查剖、第三批“全國文明單位”榮譽稱號，1999 年通過質(zhì)量管理體系認證噪窘，2006 年 10 月實施了質(zhì)量笋庄、環(huán)境和職業(yè)健康與安全“三標一體化”管理。
METC 具有國家頒發(fā)的冶金倔监、建筑直砂、環(huán)境行業(yè)的工程設計、工程咨詢踱封、工程監(jiān)理甲級設計資質(zhì)客净；市政公用行業(yè)（給水、排水）脏诈、火力發(fā)電工程設計冀烘、城市規(guī)劃、工程造價咨詢等乙級資質(zhì)以及第一锯政、二類壓力容器和“GB纬惶、GC”壓力管道設計等資質(zhì)。國家商務部頒發(fā)的對外經(jīng)營資格尚档。具有上述資質(zhì)相應業(yè)務范圍的工程總承包诽闲、項目管理總承包的資質(zhì)和能力。

METC 的經(jīng)營業(yè)務范圍主要包括：建設工程前期各階段咨詢服務彩梅；國內(nèi)外大科请、中、小型冶金企業(yè)工廠設計巩恼、非標準設備設計峡竣；計算機科技服務與硬件配套；建筑工程（含鋼結(jié)構(gòu)建筑工程）設計量九；建設工程監(jiān)理适掰；工程總承包；項目管理總承包荠列；機電設備配套类浪，設備與材料進出口及勞務派出等。服務范圍已從馬鋼拓展到全國 10 多個省、市和地區(qū)费就。與國外的達涅利诉瓦、奧鋼聯(lián)、西馬克力细、新日鐵垦搬、川崎重工、林德制氧及 TEMIC 等公司進行過良好的技術(shù)合作艳汽，完成多項工程的聯(lián)合設計。實現(xiàn)了經(jīng)營業(yè)務多元化对雪，項目管理信息化河狐，技術(shù)裝備現(xiàn)代化。

METC 現(xiàn)有員工 290 人树颖，各類注冊執(zhí)業(yè)人員 165 人若战，設有 7 個職能管理部門、8 個工程設計研究所效聂、2 個分公司和 2 個子公司瞪澈，配備燒結(jié)、球團枷澜、機械化運輸脓额、煉鐵、煉鋼跷缀、軋鋼搬混、工業(yè)爐、耐火那捍、規(guī)劃拾点、機械、熱力槐滔、燃氣勃痴、暖通、給排水热康、電力沛申、電氣自動化控制、儀表褐隆、電訊污它、建筑、結(jié)構(gòu)庶弃、安全衫贬、環(huán)境保護、工程經(jīng)濟、技術(shù)經(jīng)濟等專業(yè)固惯，形成了配套完整的管理組織結(jié)構(gòu)和專業(yè)結(jié)構(gòu)體系梆造。

機械設計研究所主要從事冶金機械非標設備的設計和研發(fā)，2005 年 3 月本部門成立了三維工程設計攻關(guān)小組葬毫，采用三維設計軟件 Inventor镇辉、Rveit 和二維設計軟件 CAD 配合操作，使設計工作由抽象化演變?yōu)橹庇^化讥捧；對設備的動作模擬逼真到位娶恕，能很好地檢查設備之間的干涉情況，更好考慮機械加工锤楷、裝配等工藝篓释， 使設計工作更加合理、精準间皮。所建模型部分可以進行變量化采璧、參數(shù)化控制，使設計過程中的修改變得簡單罩音、明了馋顶，大大提高設計的效率。

三維基礎建設

這幾年我們一直注重三維環(huán)境下的基礎建設试旬，針對實際工作中的應用麻彬，我們在 Inventor 環(huán)境中創(chuàng)建了機械所三維模板；制定了三維施工圖出圖標準注寥；建立部門族庫窜无；結(jié)合公司近幾年主要業(yè)務范圍，有針對性地確定三維業(yè)務建設課題适袜，在三維建模中更好地消化先進技術(shù)柄错，了解設備構(gòu)造，為院承接新項目做好技術(shù)儲備苦酱。

1售貌、三維族庫

在保質(zhì)保量完成公司生產(chǎn)經(jīng)營項目的同時，我們制定了 Revit 和 Inventor 專業(yè)族庫創(chuàng)建計劃疫萤，將我們在日常工作中常用的一些標準零件進行三維建模颂跨，并進行參數(shù)化設計，有效提高了我們的工作效率扯饶。主要涉及齒輪電機恒削、管接頭、管夾尾序、水冷軸承座等钓丰。這項工作在今后幾年還要持續(xù)深入的開展躯砰，還要對已開發(fā)標準模型加強管理，真正做到物盡其用携丁。

▲圖 三維族庫模型開發(fā)單

2琢歇、業(yè)務建設

近年我公司承接了很多球團燒結(jié)方面的工程項目，但是大型環(huán)冷機設備設計還是我部門的弱項拿详，為更好掌握環(huán)冷機核心技術(shù)拭牌，開展了大型環(huán)冷機業(yè)務建設工作。目前已完成大型燒結(jié)機骨架裝配户克、環(huán)冷臺車方占、燒結(jié)臺車、回轉(zhuǎn)窯窯頭裝配等設備的三維建模工作输僻，通過創(chuàng)建三維模型税则，部門年輕技術(shù)人員對環(huán)冷機設備有了質(zhì)的認識，有助于業(yè)務技能水平的提升值唉。

▲圖 鏈篦機回轉(zhuǎn)窯總布置

現(xiàn)在的我們

在近 7 年的三維設計歷程中，我們不斷摸索和總結(jié)疮肿，部門形成了良好的三維設計氛圍港赂，大家相互交流，共同進步家么，慢慢的成長涉功。

現(xiàn)在的我們可以靈活自如地運用三維軟件完成日常的施工圖設計工作，可以通過三維建模來指導現(xiàn)場制造安裝略吨，用三維軟件進行動作的模擬集币。三維設計已經(jīng)深入到我們的工作中，逐漸發(fā)揮出超乎想象的作用翠忠。

1鞠苟、Φ600 圓坯連鑄機

這是一個比較典型的成果。2009 年在上海分公司我們開始著手大截面圓坯鑄機全套設備的三維科研開發(fā)工作秽之，項目編號 R0310580当娱，歷時 8 個月，完成三維施工圖 425A1考榨，并完成在線設備總裝配跨细。

2010 年下半年馬鋼高速車輪用鋼生產(chǎn)線技術(shù)改造工程全面啟動，圓坯連鑄機設備由我們負責詳細設計河质，憑借科研開發(fā)累積的經(jīng)驗冀惭，我們用最短的時間消化了外方基本設計資料，重組優(yōu)化三維設計模型掀鹅，快速高效地對連鑄機設備進行設計并完成三維施工圖輸出散休，受到業(yè)主的好評。

▲圖 Φ600 圓坯連鑄機設備總布置圖

▲圖 轉(zhuǎn)化成 CAD 的設備施工圖

2、冷剪本體

在臺灣東和 80 萬 t 棒材項目中锁澡，冷剪是一個很重要的設備埋吊，為保證制造的順利進行，也為了我們能很好吸收外方的先進技術(shù)神翁，我們對冷剪進行了三維建模愈苛，通過建模使我們能準確把握設備的關(guān)鍵部位，在設備監(jiān)制環(huán)節(jié)起到了重要作用誓贝。

▲圖 冷剪本體

未來的路

三維設計是一種潮流伶门，是一種趨勢，若干年以后可能會成為一種主導剑瞻。軟件在不斷更新棵擂，我們也應該不斷的進步。未來的三維設計道路該怎么走舅兑，怎么樣才能將三維貫穿我們的整個設計流程拙达，值得我們?nèi)ニ伎己吞剿鳌?br>

1、加強高階段中三維設計的應用

正確的三維設計流程應該是自上而下的腐蛀，而我們目前的操作模式還是自下而上俭驮，通俗的說就是有了二維參考圖然后進行建模，根據(jù)工藝要求修改模型滿足工程的需要春贸，這對于創(chuàng)新設計來說是不可取的混萝，花費的時間也很長。尤其是現(xiàn)在投標項目很多萍恕，前期時間很短逸嘀，不可能有太長時間讓我們?nèi)グ词┕D出圖模式建模。高效整合我們現(xiàn)有的三維資源允粤，在滿足工藝要求的前提下在短時間內(nèi)拿出三維設備方案是我們需要摸索的崭倘。

在馬鋼新區(qū)后期結(jié)構(gòu)調(diào)整項目 1580 初步設計中，我們在原馬鋼 2250 鋼卷運輸線三維模型（業(yè)務建設）基礎上类垫，充分消化工藝要求绳姨，對原模型進行重組優(yōu)化，在很短的時間內(nèi)完成了 1580 鋼卷運輸線三維方案布置設計阔挠。在與客戶的方案交流中飘庄，三維設計發(fā)揮了直觀、易修改的功能购撼，得到四鋼軋項目組的高度認可措暗。

▲圖 1580 鋼卷運輸線三維方案布置設計

2、在三維工廠設計中扮演好角色

目前公司里很多部門都已經(jīng)開始著手三維設計纯亲，從結(jié)構(gòu)到工藝递蚪，從建筑到管路都有了較強的三維設計實力谅沛。配合各專業(yè)完成三維工廠設計也是我們的主要工作。由于專業(yè)特點朗玩，我們的模型比較注重細節(jié)喳睬，模型數(shù)據(jù)龐大，再加上專業(yè)間軟件平臺不同即荞，三維工廠設計整合是一大難題泥出。我們的模型如何瘦身，在三維工廠設計中扮演好本專業(yè)角色尾疟，是我們需要研究的辟焚。在馬鋼高速車輪用鋼生產(chǎn)線技術(shù)改造工程中，院要求進行三維工廠設計垫弱，為配合其他專業(yè)究滞，我們對電爐本體設備進行了輕量化建模，在滿足設備外形的基礎上盡量簡化模型装获，達到整合要求瑞信。

▲圖 瘦身后的電爐本體模型

3、加強三維機體配管的應用

這幾年我們一直致力于用 Inventor 進行機械設備的設計和研究穴豫，忽略了機體配管環(huán)節(jié)凡简。對于一套成熟的配置完整的設備來說，機體配管也是一個必不可少的流程绩郎。為了實現(xiàn)全套設備三維設計，考慮到兩專業(yè)的協(xié)作翁逞，我們細化機體配管流程肋杖，發(fā)布相關(guān)的作業(yè)文件。液壓專業(yè) 2010 年開始嘗試在 Inventor 環(huán)境下對設備機體管路進行布置和設計挖函。通過一段時間的摸索和研究状植，目前已初具成效，三維機體配管給人的感覺真實而逼真怨喘，管路走向直觀明朗津畸，給現(xiàn)場施工帶來很大的便利。

▲圖 Inventor 環(huán)境下的三維機體配管

4必怜、加強三維分析軟件在工作中的應用

在我們的日常設計工作中魁夫，很多涉及到剛度、強度計算的時候偷菩，我們總是一籌莫展窗耘，自己動手算數(shù)據(jù)量太大，專業(yè)的計算軟件又不會使用咳蚣。2010 年接觸到有限元專業(yè)分析軟件 ALGOR卖檬，通過兩次簡單的培訓鸳咐，我們對它有了一定的使用心得，有了專業(yè)軟件的輔助一定能使我們的專業(yè)技能水平有很大進步静熊。在馬鋼高速車輪用鋼生產(chǎn)線技術(shù)改造工程大包回轉(zhuǎn)臺設計中泥觉，為保證設備的安全可靠性，我們利用 Inventor 進行實體模型的創(chuàng)建亩咪，基于 ALGOR 平臺對回轉(zhuǎn)臺重要部件升降臂進行有限元分析紊捉，對比計算的應力分布結(jié)果，對升降臂進行了優(yōu)化設計病趋。

Inventor 源模型

Algor 網(wǎng)格劃分

載荷添加

等效應力分布

▲圖 分析結(jié)果

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