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基于并行工程的门窗系统设计

来源:北新集团建材股份有限公司　作者:谢富冬王晓军　日期:2007-4-17 　页面功能【字体：大中小】【打印】【投稿】【评论】

前言
　　本文从并行工程的角度出发，对门窗系统的设计现状进行分析，并提出利用并行工程的方法进行门窗系统的集成设计和交互设计，以克服门窗系统开发周期长、成本高、通用性差的缺点。

　　2.3基于并行工程进行门窗系统设计的流程

　　2.3.1门窗系统设计的原则

　　门窗系统设计的原则按照先大后小，先型材图形初稿后再辅件交叉设计的原则。先确定哪种门窗能符合现有的国家关于节能门窗的标准，同时能满足其主要使用寿命及性能。再确定主要的型材，型材是制造门窗的关键载体，是主要的受力件，确定型材类型后再确定开启方式，由开启方式再选择五金件、玻璃、胶条等辅件。从而进行统一的过程设计。在型材设计的同时，就要交叉进行辅件的设计，才能形成一个门窗系统，不要等型材开发完成后再去配辅件，那将较困难且时间较长。

　　按照先局部断面再整体门窗的原则。经过局部型材、五金件等的模拟后，再模拟整体门窗的组装情况进行设计，从而确定整体门窗的设计结果。

　　2.3.2门窗系统设计的流程

　　附件是一个新门窗系统设计流程图，仅供参考。

　　3基于并行工程的计算机辅助设计的应用

　　3.1基于并行工程的门窗系统设计中采用计算机辅助设计的优点

　　1)可以进行信息迅速交流。通过计算机网络通信，可以将图纸、文字等信息进行集成。建立这样一种环境，使参加产品开发的每一个人都能瞬时地相互交换信息，以克服由于地域不同，组织、产品的复杂化，缺乏互换性的工具等因素造成的各种问题，做到把正确的信息在正确的时间以正确的方式传递给正确的人。

　　2)通过计算机模拟，可以将型材、五金件、玻璃、胶条等件集中在一起，组装成门窗,利用产品的电子图形，可以进行二维或三维模拟。从而进行集中设计。采用虚拟制造技术，在计算机上模拟产品制造和装配全过程。如在计算机上进行装配零件的干涉检验、结合面的调整等，即利用电子模型代替实物模型。这样可以快速判断产品设计中结构尺寸是否合理，是否符合国标或行标要求；判断五金件的设计安装能否从理论上达到要求；判断玻璃和压条的尺寸是否符合常规要求等。有资料显示，相对于实物模型只能对最终结果有50%的确定效果，电子模型可达到90%。

　　3)可以减少重复劳动，由于大部分标准及法规等内容都可以存入计算机的数据库中进行查找，就不需要人们再做大量的基础工作，设计时只要查找数据库进行使用就可以了。

　　4)易于建立产品数据库，为产品系统的标准化、模块化和通用性打下基础。

　　5)易于进行优化计算，可以利用计算机软件进行产品的结构力学计算，从而保证产品设计后能达到技术要求。

　　3.2计算机辅助设计的方法

　　3.2.1二维设计组装模拟。

　　通过计算机可以进行型材、五金件等的二维设计。并可以将二维视图进行组装模拟，如图4所示。直接可以看出理想状态下，门窗关闭时型材、五金件、胶条的基本状况，有无干涉的情况，五金件与型材配合情况，胶条的压缩情况等。但这种模拟只能进行二维组装等，对于三维状态不能保证。因此在有条件的情况下可以进行三维模拟。

　　3.2.2三维设计组装模拟。

　　三维模拟即构成门窗的型材、五金件、玻璃等做成三维图形，利用三维软件的功能进行三维组装模拟。其优点是立体感强，能够在组装过程中直接检查零件的干涉现象。如图5所示的是一个三维模拟情况。但三维模拟也有缺陷，一是对安装后变形的产品如胶条等无法进行识别，既使可行也特别复杂，这部分还是要靠试验得出结论。二是三维模拟较复杂，对人员素质水平要求高，计算机配置要求也较高。对一般企业采用二维模拟设计即可。

　　4基于并行工程进行门窗系统设计的优点

　　新门窗系统设计开发过程应当是将传统的串行方式转换成并行工程方式，借助当代先进的计算机辅助设计(CAD)及网络通信技术，将并行工程与我国制造企业生产实际情况相结合的产物，以便较快地应用于企业生产实际。这一模式有以下优点。

1)设计时间短。在数据库建立好后，设计过程基本上以调用数据库数据为主，加以特殊要求的设计和计算机模拟，可以使设计更符合标准，通用性更强。从而使设计时间减少。

2)产品质量高。通过计算机辅助模拟设计，可以达到90%的最终结果，使设计的成功性大大提高，质量趋于“零缺陷”，达到用户满意。

　　3)开发费用低。采用并行工程的方法进行设计开发过程中，只要有素质较高的人员和较高配置的计算机基本上就能满足要求，而且中期不要再做多的投入。因为现行的产品设计变更都是在产品整个生命周期的后半部分发生的，这时发生的成本费用过高，流程与设计都难于改变。因此在前期设计开发阶段的投入可以减少后期的更改费用，使总过程的费用最低。

　　总之，为了推动我国门窗及配套件的标准化、通用性，加快高性能的门窗在市场上的应用，基于并行工程的门窗系统设计方法是值得推广的。

新门窗系统设计的基本流程

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