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高雪娟 汪蔚 郝峥嵘 郭莹
抛弃了尺子、铅笔和图板的鲁班，还是能工巧匠吗？
当然是，如果他会用CAD。
一套CAD软件，一台PC，一个鼠标，新工具可以让鲁班的奇思妙想快速走向现实。
当然，设计出来的方案最好直接是立体的，能直接指挥斧头砍的方式，能直接指挥砍伐工下料的多少。那设计师鲁班，就可以挽着胡子喝蜜了。
三维设计是方向
平面图再也不是鲁班的关注焦点，现在他要更关心立体设计。
浙江湖州的织里镇有童装企业5000多家，产量占全国童装市场的20%左右。为了提高企业的核心竞争力，促进童装产业的专业化发展，爱科公司为织里镇的童装企业设计提供了服装CAD系统、样板切割机、读图板、绘图仪和中国童装产品资源库平台等。
服装行业只是CAD应用的行业之一，CAD已经被我国大部分中小企业用户所熟悉。“甩图板”工程让我们接受了二维CAD系统，它帮助工程师们轻松地画出规范、漂亮的图纸，提高了绘图效率，并使图纸的修改和管理更方便，也改善了“面朝图板背朝天”的工作环境。
但如果让我们调查一下国内企业中CAD的应用，会得出如下结论，很多所谓CAD应用很好的企业，也只是做到用手工出图转变为计算机出图的现状。一个设计，以前是设计师用图板、直尺、笔画在图板上，现在是用鼠标在计算机上推拽和修改就可以完成。
但是如果我们只是停留在这个阶段，就失去了CAD的作用。因为CAD是辅助设计，不是辅助绘图。既然是设计就不但想到产品的机械模型，还应想到产品的结构分析、运动机构分析和生产加工处理等，只有这样才能真正发挥CAD的作用。如果真正做到这一点，单凭二维设计是不够的。传统的制图方法通过二维视图来描述三维实体，这种描述做不到进一步的结构分析、运动机构分析和数控加工，不能真正做到生产的自动化，更有甚者，二维视图的描述经常出现二意性和理解错误，因为人们只是按着一些规定在想象三维的模样，限于这种描述方法的缺陷，必须找到更先进的、更合理的三维设计手段。
三维设计采用直观的三维模型表达方式，能清楚地描绘更复杂的产品结构，并能在产品概念设计和功能设计的同时，并行地进行优化分析和可制造性分析，这是在现代制造业对T（时间）、Q（质量）、C（成本）、S（服务）不断追求的必然结果。
全球制造业逐步向中国转移的结果促使目前很多国内制造企业都引入了二维CAD。中国在全球制造环节上处于利润最低、劳动量最大的加工制造一环，对二维CAD的要求当然逐渐增大。企业中年轻的工程师们也已经能熟练地使用计算机，CAD软件成为很多企业的标准设计平台。可以说，中国制造，本身就意味着二维CAD的大规模应用。
当然，从外部环境看，国内制造业已经融入国际制造的产业链，国内市场的国际化不可避免，市场对T、Q、C、S的要求正在提高。加之，三维CAD软件和相应的计算机硬件已经非常成熟，国内企业的设计平台从二维向三维的大规模转变已经成为一种趋势。
提到“普及”二字并不是说，所有的制造企业在整个产品开发和制造过程中全面使用三维软件，而是指大部分有条件的制造企业将产品开发平台从以二维为主转向以三维为主。本着“饭要一口口吃”的原则，我们完全可以根据自身条件，在一段时期内逐渐从二维平台过渡到三维平台，这才是“普及”的本意。三维软件的普及不可能“一刀切、一把抓”。
随着中国本地市场的扩大，以及中国建筑业、产品设计业的不断壮大，越来越多的设计者要从中国制造转向中国创造，而创造的，就不再是为了解剖或生产某一个零部件而设计，而是整体设计整个产品、整个建筑，三维当然成了必不可少的工具。
控制生产是关键
鲁班设计的新品要是能直接导入生产线，那得多省事啊。
许多年前，瓷砖设计的工作是这样的：先用CAD设计，然后打印，拿到生产厂，厂里提出修改意见，设计师回去修改，之后再打印，再拿到厂里。反复多次后，终于双方满意，签合同了。
而现在，一个瓷砖厂设计师，带上笔记本上客户那里，根据现场尺寸和客户要求，设计出他们要的特种瓷砖，现场修改、现场签单。数据直接留给瓷砖厂导入生产工艺中，直接生产。
同样的事情还发生在汽车制造领域。汽车的设计堪称整部车的灵魂，所有的灵感迸发都在其中。正像每一个行当都有杰出人物一样，在汽车设计业中也有许多大师级的人物，他们创造出一个个神话，演绎出一道道风景。设计人才也因此成为各汽车厂家竞相争夺的对象。
按照传统的开发程序，汽车厂商开发一个新的车型，从概念到规模生产通常至少需要三年的时间。传统的开发程序是这样：首先，需要制作相当于实物大小的整车粘土模型，以便观察车体的真实形状；然后对该模型做出修改，这需要几个月时间；一旦确定了最终的模型方案后，还需要手工绘制各种设计图，确定各零部件之间是否协调运作，以及整车生产在经济上的可行性；工程师们再根据设计图纸进一步修改工程的设计规格；等设计图纸确定后，工程师们再开始设计个别零件及其生产模具；然后，采购代理与供应商一起为试生产的生产线制作样本模具和零件的设计图纸；如果一切进展顺利，生产和工程设计人员将开始试装配，考察生产线是否有问题；最后经过多次修改后，新车才能投入规模生产。
上世纪70年代以来，各大汽车公司先后建立了自己的CAD/CAM系统，并将其应用于模具设计与制造。美国福特汽车公司设计方面采用人机交互进行三维图形处理、工艺分析与设计计算等工作，完成二维绘图，生成生产零件图、材料表以及工序、定额、成本等文件。日本TOYOTA汽车公司从1980年开始研制汽车覆盖件模具CAD/CAM系统，由三坐标测量机将实物模型测量后所获得的数据送入计算机，经处理后再把这些数据用于汽车覆盖件设计、模具设计和制造。CAD系统的应用，使整个汽车生产准备周期由三年缩短为18周。
不只是汽车设计领域，目前，机械、航空、航天、家用电器等行业都在应用CAD软件，以更高效快捷地完成各种设计工作。不过，尽管CAD已经大大提高效率，其中还有一个细节不尽如人意，那就是通过CAD设计出来的图纸往往需要打印出来，然后拿到生产车间，由车间工人按照图纸进行加工。也就是说，所谓的CAD只是设计方便，并没有真正融入整个生产中。将图纸打印出来，再交予生产。这里面有三方面的缺点：一是打印出来的设计图纸容易外泄,自己的劳动成果会变成他人的成果；二是设计图纸都比较大，一般A4幅面的打印机不能胜任，CAD领域的设计图主要是标书、机械零件、电子元器件等产品图，对线条打印精度有较高要求，特别是细部线条图和标注小字体等都将直接决定图纸的质量，此外，对打印色彩要求很高，因此，打印CAD图纸非大幅面喷墨打印不可，加上对于CAD绘图工作人员来说,一幅图纸设计出来，60%～70%的部分要进行修改，如果反复打印，成本太高，周期太长。 第三个缺点是，如果生产工人只对着图纸生产，那所有的都只能手工来。而如果能将设计数据直接导入生产线，直接指挥生产，那效率的提高就是数量级的。
当然，现在设计领域除了通过网络和生产线相连外，还可以实现共同设计。所有设计和开发人员，包括设计师、工程师、供应商、制造商和生产线的工作人员等通过网络协同工作，自始至终都在参与整个设计和开发过程。网上设计工作使几个月的设计变成了几天。网上CAD工作，还使知识得到积累，不会因为个别设计人员的离职导致工作的重新开展。此外，网络也使该项目的不同工作人员共享信息、协同工作，不必等到前一个部门完成工作后才进行下一个部门的工作，跨时空共享，即近两年出现的PLM的概念。PLM是以产品数据为核心的企业级设计、工艺、制造协同工作平台，不仅可以辅助企业解决以上的问题，而且可以为企业引入新的产品研发管理方式。
系统管理是目的？
凭借着设计数据就能马上算出需要多少料，造价多少钱，这个鲁班能行吗？
“又有新要求了，这么几天就要交货，叫我怎么造得出来啊！”这是湖北某汽车配件厂厂长的感叹。该汽配厂向二汽等大型整车厂供应零部件，以前，每年都是按照预定设计的图纸生产，组织原材料，一个型号的车需要生产很多年，某种零件也能用很多年。最近几年，汽车市场新品迭出，整车厂一年就推出好几个不同型号的车，汽配厂接到这些订单就要赶紧设计。于是，设计部门配备了电脑，招聘了几个会CAD的大学生，实现了电脑设计。现在的流程是，先设计后再按图纸计算用料，再查库存、购原料、组织生产。这么一趟下来，几天就过去了。难怪，厂长感叹不能按时交货。
“我们的企业终于淘汰手动挡，升级到自动挡了。”山东东岳专用汽车制造有限公司总经理张养训欣慰地说。东岳汽车实施的ERP系统开发了与CAD的接口，从而实现了CAD系统中产品信息和料品的工序信息自动导入ERP系统，大大缩短了由设计到生产的时间。在手工时代，从CAD设计到形成物料分配单，经常需要一两天的时间，现在只需3分钟就可以完成。以前要先把物料分配单分解，再根据库存计算哪些需要购买，这需要一个专门人员拿着表去查半天，现在7分钟就完成。
在设计部门的努力，以及年轻一代设计人员的推动下，很多企业很早就开始使用CAD等技术进行设计。在企业信息化进展中，CAD带来的“甩图板工程”，的确找准了当时企业的“七寸”。不仅容易操作，而且让企业见到实效，得到企业的认同。可是，还没有来得及感受成功的喜悦，新的问题很快就冒出来了。
在CAD广泛应用的同时，会计电算化也得到大面积的应用，很多企业逐步采用库存管理、销售管理。这些系统大都是以部门为中心建成的，比如，CAD是设计或者研发部门倡导的，会计电算化是财务部使用的，销售管理是销售部请人开发的。这些系统使用的是由不同专业厂商提供的软件。从单个系统来看，在该部门一般使用的比较好。从企业整体来看，不同系统之间老死不相往来，导致企业内部的管理信息流经常出现“阻塞”、“断流”。
就像前面提到的那个气配厂，尽管设计过程实现了电脑化，但是在和其它部门的信息交换过程，仍然是手工绘图时代的方法。从图纸中解读出的原料、采购等信息，靠的还是人脑。产品设计相关的各种过程，仍然采用的是按功能部门串行工作的方法，从而使产品从设计到生产的周期拉得很长，后果是产品不能及时投放市场，投入的资金也得不到及时回收，从而影响了企业在市场竞争中的地位。
从信息流的角度来看，CAD系统作为产品数据的源头，ERP系统是数据的使用者，最终，企业管理者需要从ERP计算出的数据中得出成本、采购等信息，再根据市场信息得出新的设计信息，从而形成了一个信息闭流。只有信息流从源头到使用者，一路畅通无阻，才是最有效的。当然，要实现信息流的畅通，还需要软件厂商抱着开放的心态，开放接口相关的信息。
记者手记
工具与创意
从来都很钦佩报社的美编，因为同样用Photoshop，我只会画出简单的圆、方，而他们能够设计出美丽的图画和不同的光线、层次。当然，他们使用工具的水平比我高，懂得的诀窍比我多，但是更重要的是，他们有创意。
CAD的全称是计算机辅助设计，也就是说，计算机永远是一种手段，帮助人将头脑中的创意，以最快速、最方便的方式表现出来。而设计的好坏，固然与使用工具的手段是否高超有关，但是起决定性作用的是创意。好的创意，永远留在设计大师脑中。
当然，设计大师可以天马行空地设计，但真正落地的，还是批量生产或一砖一瓦建筑，所以要向高速反应到生产和建设端，只有好的创意是远远不够的，还需要包括CAD在内的一系列工具。
工具是肉体，创意是灵魂，只有工具没有创意，永远都是工匠；只有创意而没有工具，只能当以艺术为生的梵高。
抛弃了尺子、铅笔和图板的鲁班，还是能工巧匠吗？
当然是，如果他会用CAD。
一套CAD软件，一台PC，一个鼠标，新工具可以让鲁班的奇思妙想快速走向现实。
当然，设计出来的方案最好直接是立体的，能直接指挥斧头砍的方式，能直接指挥砍伐工下料的多少。那设计师鲁班，就可以挽着胡子喝蜜了。
三维设计是方向
平面图再也不是鲁班的关注焦点，现在他要更关心立体设计。
浙江湖州的织里镇有童装企业5000多家，产量占全国童装市场的20%左右。为了提高企业的核心竞争力，促进童装产业的专业化发展，爱科公司为织里镇的童装企业设计提供了服装CAD系统、样板切割机、读图板、绘图仪和中国童装产品资源库平台等。
服装行业只是CAD应用的行业之一，CAD已经被我国大部分中小企业用户所熟悉。“甩图板”工程让我们接受了二维CAD系统，它帮助工程师们轻松地画出规范、漂亮的图纸，提高了绘图效率，并使图纸的修改和管理更方便，也改善了“面朝图板背朝天”的工作环境。
但如果让我们调查一下国内企业中CAD的应用，会得出如下结论，很多所谓CAD应用很好的企业，也只是做到用手工出图转变为计算机出图的现状。一个设计，以前是设计师用图板、直尺、笔画在图板上，现在是用鼠标在计算机上推拽和修改就可以完成。
但是如果我们只是停留在这个阶段，就失去了CAD的作用。因为CAD是辅助设计，不是辅助绘图。既然是设计就不但想到产品的机械模型，还应想到产品的结构分析、运动机构分析和生产加工处理等，只有这样才能真正发挥CAD的作用。如果真正做到这一点，单凭二维设计是不够的。传统的制图方法通过二维视图来描述三维实体，这种描述做不到进一步的结构分析、运动机构分析和数控加工，不能真正做到生产的自动化，更有甚者，二维视图的描述经常出现二意性和理解错误，因为人们只是按着一些规定在想象三维的模样，限于这种描述方法的缺陷，必须找到更先进的、更合理的三维设计手段。
三维设计采用直观的三维模型表达方式，能清楚地描绘更复杂的产品结构，并能在产品概念设计和功能设计的同时，并行地进行优化分析和可制造性分析，这是在现代制造业对T（时间）、Q（质量）、C（成本）、S（服务）不断追求的必然结果。
全球制造业逐步向中国转移的结果促使目前很多国内制造企业都引入了二维CAD。中国在全球制造环节上处于利润最低、劳动量最大的加工制造一环，对二维CAD的要求当然逐渐增大。企业中年轻的工程师们也已经能熟练地使用计算机，CAD软件成为很多企业的标准设计平台。可以说，中国制造，本身就意味着二维CAD的大规模应用。
当然，从外部环境看，国内制造业已经融入国际制造的产业链，国内市场的国际化不可避免，市场对T、Q、C、S的要求正在提高。加之，三维CAD软件和相应的计算机硬件已经非常成熟，国内企业的设计平台从二维向三维的大规模转变已经成为一种趋势。
提到“普及”二字并不是说，所有的制造企业在整个产品开发和制造过程中全面使用三维软件，而是指大部分有条件的制造企业将产品开发平台从以二维为主转向以三维为主。本着“饭要一口口吃”的原则，我们完全可以根据自身条件，在一段时期内逐渐从二维平台过渡到三维平台，这才是“普及”的本意。三维软件的普及不可能“一刀切、一把抓”。
随着中国本地市场的扩大，以及中国建筑业、产品设计业的不断壮大，越来越多的设计者要从中国制造转向中国创造，而创造的，就不再是为了解剖或生产某一个零部件而设计，而是整体设计整个产品、整个建筑，三维当然成了必不可少的工具。
控制生产是关键
鲁班设计的新品要是能直接导入生产线，那得多省事啊。
许多年前，瓷砖设计的工作是这样的：先用CAD设计，然后打印，拿到生产厂，厂里提出修改意见，设计师回去修改，之后再打印，再拿到厂里。反复多次后，终于双方满意，签合同了。
而现在，一个瓷砖厂设计师，带上笔记本上客户那里，根据现场尺寸和客户要求，设计出他们要的特种瓷砖，现场修改、现场签单。数据直接留给瓷砖厂导入生产工艺中，直接生产。
同样的事情还发生在汽车制造领域。汽车的设计堪称整部车的灵魂，所有的灵感迸发都在其中。正像每一个行当都有杰出人物一样，在汽车设计业中也有许多大师级的人物，他们创造出一个个神话，演绎出一道道风景。设计人才也因此成为各汽车厂家竞相争夺的对象。
按照传统的开发程序，汽车厂商开发一个新的车型，从概念到规模生产通常至少需要三年的时间。传统的开发程序是这样：首先，需要制作相当于实物大小的整车粘土模型，以便观察车体的真实形状；然后对该模型做出修改，这需要几个月时间；一旦确定了最终的模型方案后，还需要手工绘制各种设计图，确定各零部件之间是否协调运作，以及整车生产在经济上的可行性；工程师们再根据设计图纸进一步修改工程的设计规格；等设计图纸确定后，工程师们再开始设计个别零件及其生产模具；然后，采购代理与供应商一起为试生产的生产线制作样本模具和零件的设计图纸；如果一切进展顺利，生产和工程设计人员将开始试装配，考察生产线是否有问题；最后经过多次修改后，新车才能投入规模生产。
上世纪70年代以来，各大汽车公司先后建立了自己的CAD/CAM系统，并将其应用于模具设计与制造。美国福特汽车公司设计方面采用人机交互进行三维图形处理、工艺分析与设计计算等工作，完成二维绘图，生成生产零件图、材料表以及工序、定额、成本等文件。日本TOYOTA汽车公司从1980年开始研制汽车覆盖件模具CAD/CAM系统，由三坐标测量机将实物模型测量后所获得的数据送入计算机，经处理后再把这些数据用于汽车覆盖件设计、模具设计和制造。CAD系统的应用，使整个汽车生产准备周期由三年缩短为18周。
不只是汽车设计领域，目前，机械、航空、航天、家用电器等行业都在应用CAD软件，以更高效快捷地完成各种设计工作。不过，尽管CAD已经大大提高效率，其中还有一个细节不尽如人意，那就是通过CAD设计出来的图纸往往需要打印出来，然后拿到生产车间，由车间工人按照图纸进行加工。也就是说，所谓的CAD只是设计方便，并没有真正融入整个生产中。将图纸打印出来，再交予生产。这里面有三方面的缺点：一是打印出来的设计图纸容易外泄,自己的劳动成果会变成他人的成果；二是设计图纸都比较大，一般A4幅面的打印机不能胜任，CAD领域的设计图主要是标书、机械零件、电子元器件等产品图，对线条打印精度有较高要求，特别是细部线条图和标注小字体等都将直接决定图纸的质量，此外，对打印色彩要求很高，因此，打印CAD图纸非大幅面喷墨打印不可，加上对于CAD绘图工作人员来说,一幅图纸设计出来，60%～70%的部分要进行修改，如果反复打印，成本太高，周期太长。 第三个缺点是，如果生产工人只对着图纸生产，那所有的都只能手工来。而如果能将设计数据直接导入生产线，直接指挥生产，那效率的提高就是数量级的。
当然，现在设计领域除了通过网络和生产线相连外，还可以实现共同设计。所有设计和开发人员，包括设计师、工程师、供应商、制造商和生产线的工作人员等通过网络协同工作，自始至终都在参与整个设计和开发过程。网上设计工作使几个月的设计变成了几天。网上CAD工作，还使知识得到积累，不会因为个别设计人员的离职导致工作的重新开展。此外，网络也使该项目的不同工作人员共享信息、协同工作，不必等到前一个部门完成工作后才进行下一个部门的工作，跨时空共享，即近两年出现的PLM的概念。PLM是以产品数据为核心的企业级设计、工艺、制造协同工作平台，不仅可以辅助企业解决以上的问题，而且可以为企业引入新的产品研发管理方式。
系统管理是目的？
凭借着设计数据就能马上算出需要多少料，造价多少钱，这个鲁班能行吗？
“又有新要求了，这么几天就要交货，叫我怎么造得出来啊！”这是湖北某汽车配件厂厂长的感叹。该汽配厂向二汽等大型整车厂供应零部件，以前，每年都是按照预定设计的图纸生产，组织原材料，一个型号的车需要生产很多年，某种零件也能用很多年。最近几年，汽车市场新品迭出，整车厂一年就推出好几个不同型号的车，汽配厂接到这些订单就要赶紧设计。于是，设计部门配备了电脑，招聘了几个会CAD的大学生，实现了电脑设计。现在的流程是，先设计后再按图纸计算用料，再查库存、购原料、组织生产。这么一趟下来，几天就过去了。难怪，厂长感叹不能按时交货。
“我们的企业终于淘汰手动挡，升级到自动挡了。”山东东岳专用汽车制造有限公司总经理张养训欣慰地说。东岳汽车实施的ERP系统开发了与CAD的接口，从而实现了CAD系统中产品信息和料品的工序信息自动导入ERP系统，大大缩短了由设计到生产的时间。在手工时代，从CAD设计到形成物料分配单，经常需要一两天的时间，现在只需3分钟就可以完成。以前要先把物料分配单分解，再根据库存计算哪些需要购买，这需要一个专门人员拿着表去查半天，现在7分钟就完成。
在设计部门的努力，以及年轻一代设计人员的推动下，很多企业很早就开始使用CAD等技术进行设计。在企业信息化进展中，CAD带来的“甩图板工程”，的确找准了当时企业的“七寸”。不仅容易操作，而且让企业见到实效，得到企业的认同。可是，还没有来得及感受成功的喜悦，新的问题很快就冒出来了。
在CAD广泛应用的同时，会计电算化也得到大面积的应用，很多企业逐步采用库存管理、销售管理。这些系统大都是以部门为中心建成的，比如，CAD是设计或者研发部门倡导的，会计电算化是财务部使用的，销售管理是销售部请人开发的。这些系统使用的是由不同专业厂商提供的软件。从单个系统来看，在该部门一般使用的比较好。从企业整体来看，不同系统之间老死不相往来，导致企业内部的管理信息流经常出现“阻塞”、“断流”。
就像前面提到的那个气配厂，尽管设计过程实现了电脑化，但是在和其它部门的信息交换过程，仍然是手工绘图时代的方法。从图纸中解读出的原料、采购等信息，靠的还是人脑。产品设计相关的各种过程，仍然采用的是按功能部门串行工作的方法，从而使产品从设计到生产的周期拉得很长，后果是产品不能及时投放市场，投入的资金也得不到及时回收，从而影响了企业在市场竞争中的地位。
从信息流的角度来看，CAD系统作为产品数据的源头，ERP系统是数据的使用者，最终，企业管理者需要从ERP计算出的数据中得出成本、采购等信息，再根据市场信息得出新的设计信息，从而形成了一个信息闭流。只有信息流从源头到使用者，一路畅通无阻，才是最有效的。当然，要实现信息流的畅通，还需要软件厂商抱着开放的心态，开放接口相关的信息。
记者手记
工具与创意
从来都很钦佩报社的美编，因为同样用Photoshop，我只会画出简单的圆、方，而他们能够设计出美丽的图画和不同的光线、层次。当然，他们使用工具的水平比我高，懂得的诀窍比我多，但是更重要的是，他们有创意。
CAD的全称是计算机辅助设计，也就是说，计算机永远是一种手段，帮助人将头脑中的创意，以最快速、最方便的方式表现出来。而设计的好坏，固然与使用工具的手段是否高超有关，但是起决定性作用的是创意。好的创意，永远留在设计大师脑中。
当然，设计大师可以天马行空地设计，但真正落地的，还是批量生产或一砖一瓦建筑，所以要向高速反应到生产和建设端，只有好的创意是远远不够的，还需要包括CAD在内的一系列工具。
工具是肉体，创意是灵魂，只有工具没有创意，永远都是工匠；只有创意而没有工具，只能当以艺术为生的梵高。