甘肃天水长城开关厂是国内输变电设备行业开关制造专业的重要骨干企业之一，在数千家开关制造工厂中，12kV开关柜的年生产量一直列于首位，市场占有率达5％以上，在国家新改建火电工程项目厂用配电设备细分市场上的份额超过50％，也是国家电力规划院认定的唯一具有60MW机组配套开关设备制造能力的国内企业。

长开厂在市场上竞争力不断提高并稳步发展，很重要的一个因素就是企业一直高度重视技术创新工作，重视设计、制造手段的现代化。“七五”以来，企业以“先进性和适用性”为原则进行了一系列有序、高效的技术改造和产品创新研发工作，使制造装备基本上达到了国内先进水平，成功地树立了以产品技术水平和质量优势为基础的市场先进地位，也在CAD/CIM技术应用领域取得了显著的成果，为实现企业21世纪目标——建成“现代化规模化中压开关设备生产基地”创造了良好基础。

    一、广泛应用CAD/CIM技术是企业生存和发展的需要

当前世界市场全球化步伐日益迅速，这使国内传统制造企业都面临技术转移和市场竞争的双重压力，企业面临巨大的挑战，如何继续生存和发展已经成为每一个企业面临的严肃课题。

企业的核心能力主要体现在市场响应能力方面。当今国内外的市场对于高水平产品的期望越来越强烈，同时市场需求也日益变化多端。这样，就要求企业不断地推出新产品，以高水平、高质量的产品和快速交货期在市场竞争中取胜。例如，1997年我厂的组装式结构开关柜产量占全厂开关柜总年产量的比例为2%，但到了1999年，一下跃升至40%，参照国外先进技术设计的面向21世纪的新一代ZN63A、ZN65A高压真空断路器已经先于其它工厂大批量占领了市场。近几年，工厂每年都有近十项新产品通过主管鉴定，完成了主导产品的全面更新换代。另外，工厂承接项目几乎有近半数都包含非标要求，致使 1/3的产品设计人员成年忙于非标结构设计。象这样既高速度设计开发新品，又能完成大量非标结构的效率，只有在“建设高压开关设备CAD中心”项目实施以后，实现了产品结构的CAD设计，才能真正实现。经统计，我厂1998年底出图量折合A4幅面达48000张，是使用CAD之前的1995年出图量的6倍；同时，产品系列化设计周期也大大减少，以KYN28A开关柜设计为例，把最初完成试制、试验的样机图样扩充为20个一次接线方案的制造图样时，使用CAD工具，仅用了两个月时间，如此大的工作量，如果是手工方式出图，至少要花6个月，其周期缩短了2/3。

现在，用户要求的交货期越来越短，我厂开关柜产品的平均交货期已由以前的5—6个月减少至不到2个月。开关柜产品的生产，有一个非常费时的把甲方设计院提供的控制系统图具体化为工厂制造用接线图的工程设计过程，在这种情况下，由于工厂多年来一直重视CAD/CIM工作，“七五”以来建设了各主要工序的柔性制造单元，“九五”期间继产品设计CAD中心后又建立了工程设计CAD系统，使工厂能及时设计、及时制造，为赢得市场竞争的主动权发挥了举足轻重的作用，有效地保障了工厂经营目标连年顺利完成。

    二、企业应用CAD/CIM技术应做好总体规划

我厂CAM技术应用起步较早，“七五”期间，工厂和济南铸锻机械研究所合作建设板材柔性加工系统，被列为国家重点科研项目之一。其中数控多工位自动冲床、直角剪切机和NC编程系统由美国引进，一体化程序由北京自动化所完成，从立体库至零部件成型完全自动化控制，是国内第一条板材柔性线。随后，工厂制定了使开关柜和断路器的主要生产工序实现数控化的长远目标，先后引进弧焊机器人、激光切割机、数控加工中心等先进设备，使工厂CAM应用逐步达到了相当规模。

“九五”初，工厂对CAD/CIM技术应用进行了认真规划，制定了从CAD 入手多层次发展和使用计算机技术的计划，总体原则是：按照实施企业级管理软件方案建构工厂数据模型和物理连路；推广CAD应用，提高企业自主开发产品的能力；充分利用好已有CAM制造单元，并逐步建立CIM环境。

1996年，工厂提出“建立高压开关柜产品设计CAD中心”项目，得到了甘肃省科委的支持，项目以产品结构CAD、工程设计CAD软件环境建设为龙头，兼及办公应用。之后，工厂开发了“天水长城开关厂CAPP系统”，形成了工厂生产及管理需要的数据表格和卡片文件的制作软件系统，使CAD电子数据能被更好地利用。同期，工厂还实施了建设真空断路器装配CIM单元项目，从工厂的一个相对独立的具体产品单元——真空断路器着手，对工厂由订单开始直至产品出厂的信息管理进行探索。

最近，工厂对于管理软件方案进行了详细论证，确定先对工厂核心数据——产品数据进行管理，启动了“建设企业PDM系统”项目，为实施企业级管理软件方案的创建必要条件。

工厂网络环境建设也按照总体规划来分步实施，先完成了两个CAD局域网，后建设工厂级数据交换中心，再连接与主要数控设备车间的物理通路，稍后将建设全厂级网络结构。通过管理软件实现CAD—CAPP—CAM的集成环境。

结果表明，全局规划、分步实施的技术原则除了技术方面的意义外，还为工厂CAD/CIM技术的应用营造出良好氛围，使各部门和领域充分认识到这是一项长期而艰巨的工作，为项目实施作好准备。

当然，技术转移的结果往往并不完全取决于技术本身，习惯是应用新技术的天然敌人，需要通过奖励和惩处并举的措施来克服旧有习惯。这样，做好规划还有一个重要作用，那就是为大家树立一个必须努力看齐的目标，激励大家去掌握好CAD/CIM新工具。规划的意义还在于合理支配和适期调度资源。

    三、企业应用CAD/CIM技术要按需求发展

企业应用CAD/CIM技术一定要从自己的实际需要出发，按照具体需求，兼顾中期发展，选择适宜的软硬件系统。这是企业应用CAD/CIM技术能否成功有效的关键因素。

如前所述，长开厂作为国内有影响的中压开关设备制造之一，深刻体察到从设计、制造到管理领域大量应用CAX技术手段是把工厂建设成生产国际一流产品的中高压开关设备制造企业并进一步提高企业市场占有率的内在需要，所以，工厂以“建立高压开关柜产品设计CAD中心”项目为开端，把应用CAX技术确定为企业“九五”技术进步的切入点和突破口。

在对 CAD 软件进行选型时，CAD 软件经由第一代计算机图形系统、第二代工程图形系统、第三代采用参数化技术和特征技术的几何模型系统的发展过程，第四代产品模型系统也已问世。但我们在项目实施中，结合工厂基础和量大面广的实际需求，基本CAD平台软件选择了用户众多，易于学习使用、开放性好、国标化二次开发完备，数据资源可以广泛交流的增值软件结构设计为XTMCAD，工程设计为Super Works，整个系统运行在微机上。事实证明，这是一个投资小、见效快、配置灵活和普及性好的方案。

1998年，基于建立复杂结构件模型、产品模型、产品功能分析以及与板材柔性线CAM集成连接的需求，我们购买了美国PTC公司的包含Pro/Sheetmetal 钣金模块的Pro/E设计包和分析包。该设计软件基于特征造形的、全参数化、设计方案自顶向下约束等功能，大大丰富了产品结构设计的能力；钣金零件可方便生成按工艺参数调整的展开料数据，能被工厂FMS线编程系统读取，经过后处理软件生成NC代码和排料信息，驱动设备完成加工。实现了由CAD到CAM的贯通，减少了编程人员的工作量，杜绝了中间环节产生新差错的可能。其分析包选择了Pro/Motion、Pro/Structure两个模块，用于机构运动学和动力学的优化分析、结构优化设计，对断路器传动的设计有着非常大的实用价值。Pro/E软件运行以来，建立了ZN65真空断路器、ZN63真空断路器、KYN18柜和KYNB—40.5开关柜的部分3D模型，如绝缘筒、蜗轮箱、上下出线等复杂零部件，给模具制造提供了直观形象，提高了工程图的正确性，获得了相当的效益。

同样，工厂的网络建设也是按需求扩展，坚持标准性与主流性思想，经过了以下几个发展阶段：第一阶段，产品结构设计网段；第二阶段，科技楼（产品结构设计和工艺设计）扩容及五车间立体库、四车间加工中心的连接，财务处、劳动人事处局域网建设；第三阶段，销售处（工程设计）局域网建设。现正在建设数据交换中心，实现CAD中心、销售处、生产处和生产车间等的连接。

目前，我们根据工厂CAX技术的应用现状和进一步发展的需要，为保证CAX数据快速、正确、高效地传递和使用，进一步提高工厂对市场要求的反应能力，保障企业长足稳定发展，正在建设企业PDM系统，主要任务确定为：建立项目、任务以及更改流程管理体系，对全程数据的生成、继承和应用有效管理，建立起集成的产品数据平台环境，建立文档（电子的、纸介的）管理体系，建立数据、文档应用操作的安全机制和用户化界面，网上通讯，提供PDM环境的CAPP软件。

    四、结束语

现在，工厂的数控设备已约达50台套，CAD系统已完成总投资近600万元，全厂共有近300台计算机设备在网络上运行，建成网络链路6条，服务器5台。全部产品设计、工艺设计工作都在计算机上完成，建立起了一个强有力的柔性制造系统和技术支撑体系。

为了企业的长远生存和发展，我们把“十五”目标确定为实现工厂信息数字化、工序能力更优化、技术支撑体系和管理现代化，大幅度提高效益，增强企业活力，保障企业可持续发展能力，我们相信，进一步广泛应用CAD/CIM技术，将是实现这个目标的可靠手段。