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发表于 2010-11-20 18:40:01
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木包装CAD/CAE智能系统软件开发成功
3 s( h: P$ h, ]8 v6 o* z! r! }http://www.cpackage.com 发布时间：2008-04-09 15:41:33 来源：中国包装报
! \, C5 N" s2 T: v$ }! H 编者按：这篇由中国包装联合会高级顾问彭国勋教授撰写的文章反映了木包装CAD/CAE智能系统软件的设计特点和操作方法，经过实践证明，已经达到国内外同类软件的先进水平，特予发表，供国内企业学习参考。在运用中有何具体问题，请与本刊联系。
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木包装计算机辅助设计/计算机辅助工程（CAD/CAE）智能软件已经由西门子麾下的美国UGS公司所属青岛麦特尔信息技术有限公司开发成功，并于今年3月正式向外公布。该软件经无锡前程木业包装有限公司和海尔等企业的实际使用，证明已经达到国内外同类软件的先进水平，大大提高了木包装设计的质量和速度，给用户带来明显的经济效益。
) [, L% n1 a: K5 l( D w3 C1 l; B 该系统具有如下特点：
3 t3 d2 C' x# P' w- [ c/ j9 e 1. 以Solidedge为平台进行二次开发，可以完成托盘、围板、标准木箱、特种木箱等各种木包装制品的全自动三维参数化设计。用户只需要输入产品的长宽高和重量等参数，选取构件相关尺寸与数量等参数，就可以自动完成设计；
; J" O. v" h0 L4 J" z# R, N- o# K 2. 采用有限元分析技术，可以校核堆码、叉取、起吊等载荷条件下的强度与刚度；
1 ^: o1 `8 B. d E5 q 3. 通过根据有限元分析结果，不断修改模型、构件参数，以实现以成本最小等为目标的设计优化； 2 q/ w8 x8 c# _! D; |' W6 u) _ @
4. 可以直接生成关键总成或零部件的设计图纸； 8 H' K7 j) g: H1 A U
5. 可以快速生成符合企业规范的工艺单、成本核算等信息。
3 u6 b- g( f5 I' E7 b+ ?% Y 该系统软件具有十分友好的操作界面，打开系统后，立即显示如图1 所示的操作界面，客户只需双击所要设计的形象化的木包装制品模块，便可以方便地进入该制品的设计。例如，当选择木箱模块后，立即弹出图2所示的木箱设计界面。图上除了具有标准的内外框架木箱和花格箱等模块外，还可以根据客户要求添加的常用H型、回字型、巴马格等非标准木箱模块。
4 _ C0 U, m( S9 z5 `/ @' l( ` 如果双击一般内框架木箱模块，会立即弹出图3所示相应的设计界面。客户只需在白色对话框中输入内装产品的长宽高以及根据国家标准推荐的或客户库存的板材确定各构件尺寸、材种与数量，便可将对话框中右面的示意模型，转变为与输入数据对应的木箱模型。[木箱构件尺寸与数量的选取，可以参考彭国勋教授主编的全国统编教材《物流运输包装设计》（印刷工业出版社，2006）等资料。]0 H, l- C, a; i7 z
初步完成内框架木箱的结构几何尺寸设计后，将根据木箱的物流环境条件进行不同载荷情况的有限元分析。图4 表示该木箱的堆码、起吊与叉取等载荷作用下各构件变形示意图。由图可以清楚看到哪些构件过于安全，哪些安全余地不足，据此反复修改构件尺寸与数量，重复上述设计与分析过程，直至满意为止。
3 m* e, H' }' f4 B/ p (a)堆码分析；: G1 ?; U4 _$ R$ q5 q$ z7 N
(b)起吊分析；
% o2 J( ?4 m3 J) W2 u% J+ r (c)叉取分析；5 u1 D0 b0 r% {5 |+ @7 C6 y$ L
在完成木箱的几何尺寸与强度刚度的优化设计后，软件可以按照客户要求输出木包装制造与成本管理需要的工艺单等信息。表中所示为麦特尔公司按照某客户要求设计的信息输出格式。
8 ^- E0 I( D: t( }! ?- c& A5 ~ 本系统软件不仅功能齐全，能够满足木包装优化设计的各种要求，而且因为采用了UGS公司的性价比较好的Solidedge软件作为设计平台，组织了包装与计算机专家进行针对性的专业二次开发，售价远远低于ANSYS等软件，功能远远高于AUTOCAD等软件。无锡前程木业包装公司过去要完成一个木箱的绘图、计算和编制工艺单，需要1天－2天，而且还经常出错，难以达到最优化；采用该软件后，1个小时便可以完成数10个木箱方案的优化设计，在保证运输安全的前提下可以为客户节约成本，大大提高了出图与报价速度，避免了人为的设计错误，使企业的技术水平大大提高，在与外企等高端客户的交往中赢得了高度的信任。海尔利用该软件对空调的空气处理机包装用花格箱进行优化设计后，使得花格箱的成本得到大幅度降低。例如，G－15D型空气处理机原来的包装用花格箱成本为414.62元，采用该软件进行初步优化设计后，成本降至260.72元，降低幅度高达37％。因此，引进此系统软件，投入不多，可以大大提高设计效率，减少设计错误，回报率很高，是企业依靠技术进步提高盈利水平的明智抉择。
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图1 木包装设计系统起始界面
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图2 木箱设计界面
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表 木箱制造用工艺单
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: Y- j6 W b6 q6 Z. }2 T图3 一般内框架木箱数据输入界面. U% x6 [/ Y* Y9 c' D1 n
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+ w' J1 _& q. O（a）堆码分析7 r' u% b& O7 f& X
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（b）起吊分析
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( s3 U. g9 u, _. y) a（c）叉取分析 ?1 r* {0 ~! b# \) ~
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图4 有限元分析结果 |
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