竹内工程机械公司

竹内工程机械公司(Takeuchi Mfg. Co.)是一个善于创造第一的 企业，它于1971年生产出世界上第一台小型挖掘机，并于 1986年发明了首部履带式装载机，成为不平整地表作业的理 想工程设备。50多年来，竹内公司通过其技术专业知识成为 行业顶级企业，并赢得善于交付坚固、高质量产品的美誉。 公司也因此被视为全球建筑站点最受欢迎的品牌之一。公司 九成以上设备出口至亚洲、北美和欧洲。竹内开发部团队介 绍说：“竹内小型挖掘机在1989年曾参与帮助推倒柏林墙 (Berlin Wall)的工作。”

基础设施开支的提升对重型建筑设备行业是一大利好，从 2015年至2020年，基础设施领域的投资年度复合增长将达 6.8%。土方工程设备是全球重型建筑设备行业中增长最快的 细分市场。1竹内开发团队指出：“不同的建筑需求要求我们 必须在尽可能短的时间内提供各种不同的设备组合，从而满 足客户的具体要求。与过去相比，小型化高性能设备是发展 趋势，还要满足更高的耐用性要求，同时更加关注产品合规 性，还要适应更加严格的排放监管要求。如果要应对上述挑 战，我们首先要改进内部流程和信息系统，这包含一系列不 同的且往往互不兼容的解决方案。”

举例来说，公司推出三种系列的小型挖掘机：标准型、短尾 摇摆型和无摆动型。各种不同选项和具体客户要求会很容易产生总数多达数百种 变体差异的模型。产品变型品种提升了4倍，要管理的部件总 数轻松突破10,000个。

此前，竹内的产品设计采用2D CAD解决方案，生成物料清单 (BOM)则用到另一款解决方案，不过公司发现现有的软件环 境存在局限性。开发团队指出：“设计数据和BOM数据之间 缺乏数据分享及同步机制，这在管理产品规范时容易出错， 也使得我们难以快速发布新产品。”

为开发小型挖掘机，竹内设计人员并行在不同车辆部件领域 开展工作，包括底层铲车结构、上层铲车结构、附件等。开 发团队指出：“上层铲车结构需要特别注意，因为这与发动机 以及液压、控制和各种电路等其他设备相连。由于小型挖掘 机内部的空间有限，因此设计团队成员应当开展合作，考虑 到电路组件位置的不同需求。在2D CAD制图中，我们无法全 面看到整个产品，有时这会导致某些部件和移动组件之间的 意外干扰。此前，在发现问题后，我们只能重复设计流程， 直到解决问题为止。现在，如果所有人都在基于统一的3D模 型中开展工作，系统能轻松地发现和检测到干扰和错误，我 们就能避免这种试错流程。此外，对3D模型的虚拟仿真可以 取代物理样机。”

竹内10年前就采用3D CAD解决方案，但对该解决方案处理大 型装配体的能力感到不满。开发团队指出：“我们的许多装配 包含数千个部件，我们此前的3D软件性能问题非常严重，无 法继续使用。”

竹内希望采用具有更高稳健性与一体化的解决方案来应对众 多挑战。公司选用了达索系统的CATIA、ENOVIA和SIMULIA 等应用设计产品并管理不同的产品变型。这些应用是智能化 订单快速响应系统行业解决方案体验的基础。开发团队指出： “我们充分发挥达索系统解决方案提供的模块化的工作方法的 优势，这有助于我们以更少的组件数量打造更多的产品型号。 现有部件的重复利用有助于缩短推出新产品所需的时间。”

达索系统的平台可提供模块化架构和出色的配置功能。这要 归功于CATIA，这是一款高稳健性设计应用，能满足竹内常用 的大装配模型的要求。同时也要感谢ENOVIA应用，它能改进 设计人员和其他项目相关方之间的协作，使其能实时访问统 一的3D模型。开发团队指出：“某个人做出修改时，其他人就 能看到这一修改，并立即提供反馈。工程设计变更之所以能 安全地进行，这要感谢ENOVIA的功能，能明确指出设计方案 能否进行修改。正是由于改进了协作，您简直无法想象我们 节约了多少时间、避免了多少错误。”

采用达索系统的平台，竹内员工的所有产品相关活动都有了 统一的一体化环境。开发团队指出：“利用这个平台，我们可 避免不同厂商造成碎片化的不同解决方案，形成协调噩梦。 我们的设计制造信息整合到BOM中，彼此互联无缝快捷。 BOM能自动从设计数据中进行创建，从而显著减少人为错误， 并优化产品开发流程。”

除了产品开发设计人员之外，竹内的其他部门如生产控制和 生产工程等也需要存取设计数据。开发团队指出：“其他部门 也能轻松地存取产品信息。实际上，平台使用用户从我们实 施这个环境以来已经翻了一番还多，这凸显出该平台为我们 公司带来的价值。”

此外，采用3D虚拟模型还有助于分析和测试流程。开发团队 表示：“我们现在能在设计方案提交给制造部门之前使用 SIMULIA应用测试和纠正设计方案错误。采用该解决方案之前，我们要创建2D制图，然后再开发3D模型，并对该模型进 行分析。现在我们能直接测试3D模型，并在经过验证的3D设 计基础上自动生成2D制图。该工作流程更加的快速和高效。”

竹内今后将使用该平台应用来分析热流，这是设计小型挖掘 机过程中很重要的一个领域。“我们的设计必须考虑适当的通 风，因为热量的积累会损坏设备电路。如果我们在设计流程 早期就考虑到这一问题，这将提高设备效率和竞争力。”

此外，竹内还希望在下游流程中采用3D技术，如在车间创建 生产说明文档。开发团队指出：“CATIA Composer能存取最新 设计数据，创建部件手册和装配说明，也能生成车间部件列 表。由于3D是通用语言，因此就不再需要创建多语言的工作 说明。在3D模型指导基础上进行产品装配，可视化更强、效 率更高。此外，我们还考虑采用DELMIA提高制造效率，在安 装任何实体设备之前先仿真生产流程和车间布局。最终，我 们的销售人员也能用3D技术向潜在客户展示产品的虚拟模型 以及不同的配置可能性。”

竹内当前采用3DEXPERIENCE取得成功，并计划进一步提高 开发流程。该开发团队总结说：“这将帮助我们继续推出人们 所说的‘建筑设备领域的奔驰’。”