由二维向三维过渡的“设计图纸”（上）

'　　由二维向三维过渡的“设计图纸”（上）|第1内容加载中...“以三维方式进行设计探讨，为何还必须制作二维图纸呢？”“虽说拿到了二维图纸和三维形状数据，但二者却不一致。该相信哪个好呢？”CAD由二维过渡到三维后，在开发和生产过程中产生了新的问题，造成了混乱。假如能够更好地使用三维技术，无疑能够减少这些问题和混乱，从而确立更具效率的设计信息手段。为了确立新的“图纸”文化，业界团体和三维CAD用户已经开始进行系统的协作。走在前面的是汽车行业和日本PTC用户会三维图纸论坛这两大团体。为了解决上述问题，汽车行业已经着手对基于三维数据的全新设计信息传输手段实施标准化。而日本PTC用户会三维图纸论坛目前正在讨论，利用三维技术重新研究更具效率的设计信息传输手段，而不是将现有的图纸文化移植到三维领域中去。图纸承担的两项作用——设计探讨与设计信息传输在制造业，“图纸”文化是经过长期发展而确立下来的。业界目前正在探寻其最为理想的状态。起因就在于三维CAD近来日渐普及。与二维CAD不同，三维CAD可以立体方式（三维数据）表现立体效果。因此，在试制的前期阶段就能高效地对形状错综复杂的部件，以及必须对大量部件进行精密配置的产品和设备等难以利用二维方式对细节进行配置的部分进行设计探讨。不仅如此，即便是那些看不懂二维图纸的人也能在数据阶段理解设计人员正在设计什么样的产品，并能对正在开发的产品提出建议。假如能够将这些数据运用于机械加工用NC（数控）数据的生成与分析、RP（快速原型化）、演示资料与产品目录素材等领域，就能在开发的初期阶段添加设计内容，提高业务效率。“一旦用上三维CAD，就再也无法回到二维CAD了”——，很多用户之所以这么讲，就是基于它的上述魅力。然而，有一点却让绝大多数刚开始使用三维CAD的设计人员多多少少都觉得“难以理解”。这就是“完成三维数据之后，为何还必须制作二维图纸呢？” 无论是二维CAD，还是三维CAD，对于设计人员来说都是用来将所要描述的设计用形状表达出来，并对此进行探讨和完善的工具。二者之间并没有本质的区别。但现场的处理工作虽看似相同，实则不同。作为二维图纸，后期工序和相关部门可直接受理，而三维数据通常则做不到这一点。必须附加二维图纸或简易的二维图纸。而且制作这些二维图纸和简易二维图纸大多都赶在为着手量产而忙于设计变更和筹备任务的繁忙时期。因此令设计人员感到“难以理解”也就不无道理了。这种状况的产生主要是因为图纸具有两方面的作用。一是作为“用于设计探讨的媒体”的图纸，另一个则是向他人传达设计人员意图、即作为“传达设计信息的媒体”的图纸。前一种作用是指通过将产品和部件形状表现成实际形状，可对设计内容进行确认和探讨。而后一种作用则是指利用能令阅读者当场即可理解的明示方式，将几何公差、尺寸公差、表面处理方法及材质等仅靠形状而难以表达的信息（设计意图），传达给生产技术、模具设计与生产、部件加工、部件与产品检验等后期工序。在利用二维CAD进行设计的时代，值得庆幸的是，作为设计探讨成果的二维图纸同时还承担了用于传达设计信息的媒体作用。所以，无论是作为进行设计探讨的媒体，还是作为传达设计信息的媒体，设计人员均只需制作二维图纸即可。那么已经习惯了这种状况的设计人员一旦过渡到三维CAD，自然就会认定三维数据当然也兼具上述2项作用。然而，事实却并非如此。也就是说，三维数据并不能作为向生产技术、制造与检验等部门工作人员传达设计人员意图的媒体来使用。结果，就产生了目前这种“即使花费比二维图纸更大的工夫制作出了三维数据，还必须再制作二维图纸或简易的二维图纸”的状况（图1）。图1：不断变化的图纸形态。根据日本汽车工业协会（JAMA）和日本汽车配件工业协会（JAPIA）下属的3D图纸标准化工作组公开的资料制作而成。图纸形态正在由过去的2D图（二维图纸），或2D图与3D形状（三维数据）的组合，向3D图和简易2D（简易二维图纸）的组合演变。当然，与以二维方式进行设计的时代相比，从平均水平来讲，以三维方式进行设计在设计质量上得到了提高。不过，作为现实问题，设计人员的工作负荷非但没有减轻，反而增加了。于是业界就出现了一种新的动向：作为比现有二维图纸更有效的设计信息传送方法，业界正在探索基于三维数据的全新图纸（三维图纸）形态，并且正准备推进其标准化。假如能够实现标准化，那么设计方面就不需再制作用来补充信息的二维图纸了。而且还能消除三维数据与二维图纸（或简易的二维图纸）中屡屡发生信息不匹配，给后期工序造成混乱的实现问题。 为了实现上述目标，汽车行业的研究团体和日本PTC用户会三维图纸应用论坛的研究团体正在全力开展相关活动。汽车行业的研究团体包括由日美欧汽车业界团体等加盟的标准化组织“SASIG”，以及日本汽车工业协会（JAMA）和日本汽车配件工业协会（JAPIA）联合组成的3D图纸本土化工作组。三维数据的不足：产品制造不可缺少的形状以外的信息尽管上文已经做了简单的说明，在此再次对“三维数据为何在大多数情况下必须添加二维图纸和简易二维图纸”这一问题进行总结。这是因为仅靠三维数据，目前往往难以进行产品生产和检验。也就是说，三维数据中没有以让阅读者立刻明白的方式，将生产技术、模具设计与生产、部件加工、部件与产品检验等工序所必须的设计意图添加进来。的确，三维数据包含了二维图纸所不具备的详细形状信息。不过，三维数据中却不包括几何公差、尺寸公差、表面粗糙度、表面处理方法、热处理方法、材质、结合方式、间隙的设置、连接范围、润滑油涂刷范围、颜色、要求符合的规格与标准等仅靠形状而无法表达的（非形状）信息。另外，基于内容加载中...“以三维方式进行设计探讨，为何还必须制作二维图纸呢？”“虽说拿到了二维图纸和三维形状数据，但二者却不一致。该相信哪个好呢？”CAD由二维过渡到三维后，在开发和生产过程中产生了新的问题，造成了混乱。假如能够更好地使用三维技术，无疑能够减少这些问题和混乱，从而确立更具效率的设计信息手段。为了确立新的“图纸”文化，业界团体和三维CAD用户已经开始进行系统的协作。走在前面的是汽车行业和日本PTC用户会三维图纸论坛这两大团体。为了解决上述问题，汽车行业已经着手对基于三维数据的全新设计信息传输手段实施标准化。而日本PTC用户会三维图纸论坛目前正在讨论，利用三维技术重新研究更具效率的设计信息传输手段，而不是将现有的图纸文化移植到三维领域中去。图纸承担的两项作用——设计探讨与设计信息传输在制造业，“图纸”文化是经过长期发展而确立下来的。业界目前正在探寻其最为理想的状态。起因就在于三维CAD近来日渐普及。与二维CAD不同，三维CAD可以立体方式（三维数据）表现立体效果。因此，在试制的前期阶段就能高效地对形状错综复杂的部件，以及必须对大量部件进行精密配置的产品和设备等难以利用二维方式对细节进行配置的部分进行设计探讨。 不仅如此，即便是那些看不懂二维图纸的人也能在数据阶段理解设计人员正在设计什么样的产品，并能对正在开发的产品提出建议。假如能够将这些数据运用于机械加工用NC（数控）数据的生成与分析、RP（快速原型化）、演示资料与产品目录素材等领域，就能在开发的初期阶段添加设计内容，提高业务效率。“一旦用上三维CAD，就再也无法回到二维CAD了”——，很多用户之所以这么讲，就是基于它的上述魅力。然而，有一点却让绝大多数刚开始使用三维CAD的设计人员多多少少都觉得“难以理解”。这就是“完成三维数据之后，为何还必须制作二维图纸呢？”无论是二维CAD，还是三维CAD，对于设计人员来说都是用来将所要描述的设计用形状表达出来，并对此进行探讨和完善的工具。二者之间并没有本质的区别。但现场的处理工作虽看似相同，实则不同。作为二维图纸，后期工序和相关部门可直接受理，而三维数据通常则做不到这一点。必须附加二维图纸或简易的二维图纸。而且制作这些二维图纸和简易二维图纸大多都赶在为着手量产而忙于设计变更和筹备任务的繁忙时期。因此令设计人员感到“难以理解”也就不无道理了。这种状况的产生主要是因为图纸具有两方面的作用。一是作为“用于设计探讨的媒体”的图纸，另一个则是向他人传达设计人员意图、即作为“传达设计信息的媒体”的图纸。前一种作用是指通过将产品和部件形状表现成实际形状，可对设计内容进行确认和探讨。而后一种作用则是指利用能令阅读者当场即可理解的明示方式，将几何公差、尺寸公差、表面处理方法及材质等仅靠形状而难以表达的信息（设计意图），传达给生产技术、模具设计与生产、部件加工、部件与产品检验等后期工序。在利用二维CAD进行设计的时代，值得庆幸的是，作为设计探讨成果的二维图纸同时还承担了用于传达设计信息的媒体作用。所以，无论是作为进行设计探讨的媒体，还是作为传达设计信息的媒体，设计人员均只需制作二维图纸即可。那么已经习惯了这种状况的设计人员一旦过渡到三维CAD，自然就会认定三维数据当然也兼具上述2项作用。然而，事实却并非如此。也就是说，三维数据并不能作为向生产技术、制造与检验等部门工作人员传达设计人员意图的媒体来使用。结果，就产生了目前这种“即使花费比二维图纸更大的工夫制作出了三维数据，还必须再制作二维图纸或简易的二维图纸”的状况（图1）。 图1：不断变化的图纸形态。根据日本汽车工业协会（JAMA）和日本汽车配件工业协会（JAPIA）下属的3D图纸标准化工作组公开的资料制作而成。图纸形态正在由过去的2D图（二维图纸），或2D图与3D形状（三维数据）的组合，向3D图和简易2D（简易二维图纸）的组合演变。当然，与以二维方式进行设计的时代相比，从平均水平来讲，以三维方式进行设计在设计质量上得到了提高。不过，作为现实问题，设计人员的工作负荷非但没有减轻，反而增加了。于是业界就出现了一种新的动向：作为比现有二维图纸更有效的设计信息传送方法，业界正在探索基于三维数据的全新图纸（三维图纸）形态，并且正准备推进其标准化。假如能够实现标准化，那么设计方面就不需再制作用来补充信息的二维图纸了。而且还能消除三维数据与二维图纸（或简易的二维图纸）中屡屡发生信息不匹配，给后期工序造成混乱的实现问题。为了实现上述目标，汽车行业的研究团体和日本PTC用户会三维图纸应用论坛的研究团体正在全力开展相关活动。汽车行业的研究团体包括由日美欧汽车业界团体等加盟的标准化组织“SASIG”，以及日本汽车工业协会（JAMA）和日本汽车配件工业协会（JAPIA）联合组成的3D图纸本土化工作组。三维数据的不足：产品制造不可缺少的形状以外的信息尽管上文已经做了简单的说明，在此再次对“三维数据为何在大多数情况下必须添加二维图纸和简易二维图纸”这一问题进行总结。这是因为仅靠三维数据，目前往往难以进行产品生产和检验。也就是说，三维数据中没有以让阅读者立刻明白的方式，将生产技术、模具设计与生产、部件加工、部件与产品检验等工序所必须的设计意图添加进来。的确，三维数据包含了二维图纸所不具备的详细形状信息。不过，三维数据中却不包括几何公差、尺寸公差、表面粗糙度、表面处理方法、热处理方法、材质、结合方式、间隙的设置、连接范围、润滑油涂刷范围、颜色、要求符合的规格与标准等仅靠形状而无法表达的（非形状）信息。另外，基于内容加载中...“以三维方式进行设计探讨，为何还必须制作二维图纸呢？”“虽说拿到了二维图纸和三维形状数据，但二者却不一致。该相信哪个好呢？”CAD由二维过渡到三维后，在开发和生产过程中产生了新的问题，造成了混乱。假如能够更好地使用三维技术，无疑能够减少这些问题和混乱，从而确立更具效率的设计信息手段。为了确立新的 “图纸”文化，业界团体和三维CAD用户已经开始进行系统的协作。走在前面的是汽车行业和日本PTC用户会三维图纸论坛这两大团体。为了解决上述问题，汽车行业已经着手对基于三维数据的全新设计信息传输手段实施标准化。而日本PTC用户会三维图纸论坛目前正在讨论，利用三维技术重新研究更具效率的设计信息传输手段，而不是将现有的图纸文化移植到三维领域中去。图纸承担的两项作用——设计探讨与设计信息传输在制造业，“图纸”文化是经过长期发展而确立下来的。业界目前正在探寻其最为理想的状态。起因就在于三维CAD近来日渐普及。与二维CAD不同，三维CAD可以立体方式（三维数据）表现立体效果。因此，在试制的前期阶段就能高效地对形状错综复杂的部件，以及必须对大量部件进行精密配置的产品和设备等难以利用二维方式对细节进行配置的部分进行设计探讨。不仅如此，即便是那些看不懂二维图纸的人也能在数据阶段理解设计人员正在设计什么样的产品，并能对正在开发的产品提出建议。假如能够将这些数据运用于机械加工用NC（数控）数据的生成与分析、RP（快速原型化）、演示资料与产品目录素材等领域，就能在开发的初期阶段添加设计内容，提高业务效率。“一旦用上三维CAD，就再也无法回到二维CAD了”——，很多用户之所以这么讲，就是基于它的上述魅力。然而，有一点却让绝大多数刚开始使用三维CAD的设计人员多多少少都觉得“难以理解”。这就是“完成三维数据之后，为何还必须制作二维图纸呢？”无论是二维CAD，还是三维CAD，对于设计人员来说都是用来将所要描述的设计用形状表达出来，并对此进行探讨和完善的工具。二者之间并没有本质的区别。但现场的处理工作虽看似相同，实则不同。作为二维图纸，后期工序和相关部门可直接受理，而三维数据通常则做不到这一点。必须附加二维图纸或简易的二维图纸。而且制作这些二维图纸和简易二维图纸大多都赶在为着手量产而忙于设计变更和筹备任务的繁忙时期。因此令设计人员感到“难以理解”也就不无道理了。这种状况的产生主要是因为图纸具有两方面的作用。一是作为“用于设计探讨的媒体”的图纸，另一个则是向他人传达设计人员意图、即作为“传达设计信息的媒体” 的图纸。前一种作用是指通过将产品和部件形状表现成实际形状，可对设计内容进行确认和探讨。而后一种作用则是指利用能令阅读者当场即可理解的明示方式，将几何公差、尺寸公差、表面处理方法及材质等仅靠形状而难以表达的信息（设计意图），传达给生产技术、模具设计与生产、部件加工、部件与产品检验等后期工序。在利用二维CAD进行设计的时代，值得庆幸的是，作为设计探讨成果的二维图纸同时还承担了用于传达设计信息的媒体作用。所以，无论是作为进行设计探讨的媒体，还是作为传达设计信息的媒体，设计人员均只需制作二维图纸即可。那么已经习惯了这种状况的设计人员一旦过渡到三维CAD，自然就会认定三维数据当然也兼具上述2项作用。然而，事实却并非如此。也就是说，三维数据并不能作为向生产技术、制造与检验等部门工作人员传达设计人员意图的媒体来使用。结果，就产生了目前这种“即使花费比二维图纸更大的工夫制作出了三维数据，还必须再制作二维图纸或简易的二维图纸”的状况（图1）。图1：不断变化的图纸形态。根据日本汽车工业协会（JAMA）和日本汽车配件工业协会（JAPIA）下属的3D图纸标准化工作组公开的资料制作而成。图纸形态正在由过去的2D图（二维图纸），或2D图与3D形状（三维数据）的组合，向3D图和简易2D（简易二维图纸）的组合演变。当然，与以二维方式进行设计的时代相比，从平均水平来讲，以三维方式进行设计在设计质量上得到了提高。不过，作为现实问题，设计人员的工作负荷非但没有减轻，反而增加了。于是业界就出现了一种新的动向：作为比现有二维图纸更有效的设计信息传送方法，业界正在探索基于三维数据的全新图纸（三维图纸）形态，并且正准备推进其标准化。假如能够实现标准化，那么设计方面就不需再制作用来补充信息的二维图纸了。而且还能消除三维数据与二维图纸（或简易的二维图纸）中屡屡发生信息不匹配，给后期工序造成混乱的实现问题。为了实现上述目标，汽车行业的研究团体和日本PTC用户会三维图纸应用论坛的研究团体正在全力开展相关活动。汽车行业的研究团体包括由日美欧汽车业界团体等加盟的标准化组织“SASIG”，以及日本汽车工业协会（JAMA）和日本汽车配件工业协会（JAPIA）联合组成的3D图纸本土化工作组。三维数据的不足：产品制造不可缺少的形状以外的信息尽管上文已经做了简单的说明，在此再次对“三维数据为何在大多数情况下必须添加二维图纸和简易二维图纸” 这一问题进行总结。这是因为仅靠三维数据，目前往往难以进行产品生产和检验。也就是说，三维数据中没有以让阅读者立刻明白的方式，将生产技术、模具设计与生产、部件加工、部件与产品检验等工序所必须的设计意图添加进来。的确，三维数据包含了二维图纸所不具备的详细形状信息。不过，三维数据中却不包括几何公差、尺寸公差、表面粗糙度、表面处理方法、热处理方法、材质、结合方式、间隙的设置、连接范围、润滑油涂刷范围、颜色、要求符合的规格与标准等仅靠形状而无法表达的（非形状）信息。另外，基于内容加载中...走在标准化前列的汽车行业，06年底发布标准化指南目前在三维图纸标准化方面走在最前面的当属汽车行业。SASIG准备在2006年底发布三维图纸相关标准和指南，目前正在加紧进行制订工作。为了赶上SASIG的步伐，JAMA/JAPIA也在推进类似的工作。据在JAMA/JAPIA旗下的三维图纸标准化工作组中负责筹备该指南的本田技术研究所栃木研究所CIS2部门主任研究员永井昭良表示，“JAMA/JAPIA计划在2006年秋季以前完成指南和标准的制定工作”。上述工作中所处理的对象包括“三维独立图（3Dannotatedmodels）”和“DEV（DigitalEngineeringVisual，数字工程可视化）”。所谓三维独立图就是指，不附加任何二维图纸或简易二维图纸、以三维数据为主体的设计信息（图纸）。在“JAMA/JAPIA三维图纸指南V1.0”中规定，“三维独立图就是指代表产品形状和产品特性（'