机械行业实例 | 国产三维CAD实现船舶发动机装配设计需求探讨

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国外三维CAD软件Proe/Creo、UG/NX、Solidworks、Catia等技术发展非常成熟，但随着国家提出工业数据安全性，规避未来卡脖子等风险，越来越多大型设备和精密制造企业也咨询我们，评估和提供国产三维CAD软件是否满足复杂装配的方案有效性。

今年国产中望CAD/3D 2025发布会邀请了中船动力集团有限公司（以下简称“中船”）分享船用发动机的3D设计软件国产化之路。

对此，本文阿芯也以船用发动机为例，简单探讨国产三维CAD软件目前在复杂装配设计的应用情况，提供更多维度的参考视角。

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一、船用发动机在3D设计装配上的难点

作为船舶动力行业的领跑者，中船流程数字化中心主任朱跃斌先生在中望2025发布会上也提到的：“整个船用发动机的单机零件大概有1500多个品种，最大型的发动机零件数量可能有6到8万个零件。”

船用发动机作为精密制造和复杂结构的机械动力设备代表之一，三维CAD软件不仅仅用于外观或结构设计，还有对零部件装配设计、工程图出图、大型装配仿真的能力、流畅度、设计精度提出了严苛的要求。

1. 装配结构的复杂性

船用发动机由众多零部件组成，包括发动机缸体、曲轴、活塞、涡轮、燃油系统等复杂组件，并且装配结构复杂。

2. 装配干涉检查的精准度

船用发动机的零部件精密且紧密排列，确保在装配过程中不会出现零部件之间的干涉或碰撞。

3. 动态装配与仿真的高要求

需要动态装配效果来预判活塞、连杆和曲轴的运动轨迹，同时通过结构、流体、运动仿真等识别潜在的问题，如运动路径冲突或不合理的运动机制。

二、中船如何实现三维CAD的国产化之路

首先，国产软件积极投入研发创新，满足产品应用需求是首要条件。

随着中船不断深入使用国产三维CAD软件——中望3D每年开发快速迭代、本土技术服务升级等优势，不断刷新中船对中望3D应用效率新突破。

其中，国产中望3D 2025最新版极大地提升了装配设计模块的高品质。

① 装配模块多方位提效50%，实现万级大装配顺畅操作

通过提高插入、约束、阵列、移动、缩放等常规操作效率，轻松应对大体量复杂场景设计。

中船也使用中望3D进行了大量整机装配的验证，出图和装备图的浏览和演示，效率得到了大幅的提升。

“10万量级的装配体，速度、效率，包括出图，结果都非常好”，中船朱跃斌先生也高度肯定了中望3D可流畅支持数万零部件规模设备的装配全流程、工程图出图高效。

② 装配关系管理更加精准

自动更新装配的链接关系，通过网状图直观可视化。同时中望3D提供四种链接查询模式，确保设计的准确性。

③ 全面革新了装配动画呈现效果

不仅升级全新高质量的装配视觉演示，还支持全局关键帧管理与编辑，便捷开展产品展示、机构原理和设计指导等活动。

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其次，顺应企业数字化制造的数据同源趋势，高效联动各类生产管理系统。

CAD软件图纸作为设计源端的核心数据，能否联动企业其它业务管理、生产计划系统，对企业构建完整融合的数字化工厂至关重要。

① 建模+仿真+加工一体化平台

“原来使用国外工业软件，CAD、CAE、CAM之间是比较割裂的用法，”中船朱跃斌先生指出，“在跟中望的合作下，逐步开展一体化的平台建设，促进我们整个的数字化转型。”

同时，中船动力的产品研发设计横跨热力、机械、电气、液压等多学科领域，特别是在流体、结构仿真方面有着大量需求。

“我们经过了部分零件的一个比对测试”。中船朱跃斌先生分享道：“仿真的结果跟我们使用国外CAE同类软件的仿真的结果是比较接近的。”

此外，在原有结构仿真、低频仿真、流体仿真体系基础上，中望3D 2025全新推出运动仿真，能模拟机构的运动性能，提前发现设计缺陷，提高产品可靠性。

② PLM/PDM等高效协同

中望3D提供嵌入CAD桌面工具的PDM，管理产品研发的WIP（Work-in-Progress，研发过程中）阶段的过程与结果，将单人单机的CAD工具整合为多用户集成设计平台，帮助工程小组实现高效协同设计，加速产品设计过程。

同时，中望3D也无缝对接PLM系统，实现产品数据统一管理，本地化的研发级服务加持，助力企业数字化升级。

最后，针对行业特异性精准定制智能模块。

每个行业细分领域众多，每种产品，大至整机组装，小至一个零部件，对于CAD软件的需求都有不同。对智能化有要求的企业，尤其是复杂机械设计生产，对参数化、自动化等需求更高，因此往往需要进一步结合公司业务流程特点来定制开发三维CAD插件模块。

我们可以第一时间响应客户功能需求，通过这种本土化的中望3D二次开发服务，从而精准攻克某个功能难点，极大缩短需求沟通和项目实施时间耗费，得以快速弥补企业从Creo/Proe、NX/UG、Solidworks等国外3D软件转为国产3D软件的效率不足。

结束语

与国外西门子、PTC、达索等工业软件巨头相比，国产三维CAD软件还需要积极追赶技术的差距。

但从2025新版大幅度优化万级零件装配功能、引入AI智能技术、升级CAE仿真新模块等新举措来看，我们开发国产三维CAD软件是脚踏实地从本土企业实际需求出发，切切实实地投入开发国产自主的3D工业设计、仿真、加工等全体系专业方案。

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1. 国产3D软件跟国外软件Proe/Creo、UG/NX、Solidworks、Catia的功能有何不同？

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