一、设计矛盾和需求
    很少有产品只由一个零件组成。对于工程师而言，使用3D CAD系统建立单个零件的3D模型不是一件非常困难的事情，现有的3D CAD系统已经提供给工程师足够的建模工具。然而，当工程师得意于自己的创意设计时，却很有可能这个产品加工成本很高或者无法与其他零部件有效地配合在一起工作。同时，受限于计算机硬件技术发展，企业总是面临高昂的硬件成本和理想设计需求的矛盾，复杂产品的虚拟设计总是需要更快速的计算环境和显示设备。
   另外，在激烈竞争的市场环境中，很少有公司自己设计和生产所需的所有产品零部件。在公司内部，也很少由一个设计工程师设计所有的产品零部件。为了加快产品的上市过程，产品的改型往往基于以往的设计，并且大量使用标准的外购件，以降低重复设计成本并节省时间。为了提高客户满意度并降低材料成本，尽可能优化设计方案，产品的更改必不可少。为了保持优势，超前的研发投资和知识保护变得尤为重要。企业的设计过程离不开数据的管理。所以，与单一零件设计相比，工程师面临的更大挑战是如何在计算机中高效地协同设计和仿真虚拟的产品，有效地管理产品设计中所产生的大量数据，并能在有限的硬件资源上进行这样的操作。设计工程师需要3D CAD系统提供更高效的装配设计、仿真和管理功能。
    SolidWorks®  Premium为用户提供了一个理想的选择。普通的建模工具已经包含到SolidWorks的核心模块中，而SolidWorks®  Premium则是提供给用户一个完整的3D产品设计方案，为产品设计团队提供所有机械设计、验证、数据管理和沟通交流的工具。
    二．高效装配工具
    SolidWorks为用户提供了一个高效、易用的装配设计环境。在这个环境中用户既可以通过自底向上的方式将单个的零件装配为低级的子装配，进而由低级的子装配组装为更高一级的子装配，最后完成整个装配；也可以通过自顶向下的装配方式直接在装配环境中派生设计零件。在创建新零件时，可直接参考其他零件并保持关联。
    1．智能装配与设计共享
    利用智能配合功能和自适应其他零部件尺寸的可重用智能零部件，可加快装配体的设计速度。SolidWorks还提供用户设计库管理面板，将标准件库、用户现存的设计数据以及Internet上的共享资源放置到同一个环境中供用户随时调用，并配以无处不在的搜索功能随时检索这些数据。
    ◎SWIFT技术
    SWIFT（SolidWorks Intelligent Feature Technology）是SolidWorks提供的智能特征技术，由一系列的智能专家功能组成。这项技术的目标就是让每位用户无需了解 3D CAD软件的基本原理，无论是初学者还是专家，SWIFT技术都可帮助他们掌握3D CAD中令人生畏的细节、技术和解决方法，使用户可以专注于设计，而不必受CAD系统规则的困扰。SWIFT 提供了一系列强大的工具，用来管理特征顺序、配合、草图关系以及尺寸标注和公差规则。
    装配中总是会出现零件之间干涉的问题，SolidWorks允许工程师直接在装配环境中进行零件尺寸的修改。然而，在对零件进行修改时用户经常会遇到一些需要添加尺寸或者添加约束从而导致过约束设计的情况。以往，用户总要花费大量的时间寻找新尺寸到底与哪些已存在的尺寸发生了冲突。而SWIFT的草图专家和尺寸专家可以帮忙解决这个困惑，给出建议并解决问题。
    另外，在面对具有众多装配关系的大规模装配体时，工程师总是会变得小心翼翼，生怕一不小心破坏了某个装配关系，然后面对大量失效的装配关系手足无措。即使对于一个非常有经验的专家，重新理顺所有装配关系也要花费大量的时间。SWIFT中的配合专家就是来帮助工程师完成这项工作的。当出现配合冲突时，用户可以用交互的方式强行建立配合关系，并删除不需要的多余配合约束，直到达到最终满意的结果。
    ◎智能零部件
    智能零部件技术是SolidWorks提供的一项非常有用的技术，将与某个零件有关的所有特性封装到该零件中，在调用零件进行装配时，零件可以自适应匹配目标并自动生成一系列相应的特征。使用自动配合功能和根据其他零部件自动调整大小的可重用智能零部件功能，可以加快装配体的设计速度。
    智能零部件使设计更快速、更直观。SolidWorks用户现在可在任何设计中创建并重复使用智能零部件，可将智能零部件从任何3D模型目录拖放到任何装配体中。这些组件将自动调整大小以适应任务需求，并确定其在装配体中正确的方向和位置。同时，智能零部件不仅会自动提供诸如螺栓、垫圈和螺母的装配零件，而且也会在任何现有装配零件中自动创建所有装配特征，如孔阵列。使用智能零部件不仅可以减少错误数量，而且还可以节省大量时间。
    ◎标准件库
    SolidWorks Toolbox是一个综合的标准件库，利用它可以节省大量时间。
    使用 SolidWorks Toolbox，用户可以即时访问标准件的全部有关数据，不再需要翻阅零件目录来查找数值和规格。 只需几秒钟就可以选出合适的零件并将其放入合适的孔中， 只需指出孔或螺纹大小再单击即可得到所需的零件，然后进行拖放即可将零件放入正确位置。由于Toolbox与SolidWorks 3D CAD软件完全集成，因此用户可以充分利用智能零部件技术使整个装配过程自动进行，无论是有一堆还是一百个螺栓、垫圈或螺母，只需几下单击就可以正确地装配它们。
    Toolbox支持ANSI、BSI、CISC、DIN、ISO、JIS、GB以及公司自定义标准。
    ◎3D在线内容库（3D Content Central）
    3D Content Central是一种集成到SolidWorks设计库中的网络资源，是由SolidWorks合作伙伴TraceParts提供主要内容的一个大型站点。3D Content Central旨在为设计师、工程师和制造商建立一个强大的社区，使全球的产品设计师不仅节省时间来专注于3D CAD模型，还能借助提高的生产率来革新和创造明日的突破性产品，如图1所示。
    通过加入 3D Content Central社区，设计师和工程师可查找、配置、并下载供应商认证过的通用供应商零件的 3D模型和现售组件，以应用到产品设计中。该站点的3D参数配置功能使用户可以快速、轻松地配置、查看和下载各种免费 3D CAD 模型，以下载最符合特定需求的组件。
              
    ◎设计库
    SolidWorks提供了一个非常棒的设计资源库管理面板，如图2所示。用户可以将所拥有的各种可重复利用的设计资源加入到这个库中以随时在新设计中调用。前面介绍过的标准件库、智能零部件和特征、3D在线内容库都可以添加到这个管理面板中，大大方便日常工作。
                         
   2.大装配处理
    SolidWorks提供很多途径帮助用户在设计大型装配体时具备优异的性能。在处理大型装配体时可以使用轻化技术，最大程度地降低对计算机资源的需求。在设计包含成千上万个零件的大型装配体时可获得无可比拟的效果，同时又不影响设计和出详图功能。
    ◎大装配模式和轻量化装配
    SolidWorks提供了“大装配模式”的命令，激活该命令后，SolidWorks将自动进行一系列的选项设置，如图3所示，包括自动以轻化模式加载零部件、不显示边线、隐藏所有参考体素，还包括禁用一些高级显示特性，例如反锯齿、动态高亮显示等。当然，用户也可以在SolidWor ks选项对话框中对各选项进行单独设置。
             
    其中，轻量化装配模式是一种非常有效地降低资源占用，提高装配处理效率的手段。所有的零件和子装配都可以被轻量化。在正常模式下打开一个装配体时，所有的模型数据都会被载入到内存中；而以轻化模式打开装配时，只是模型数据的一个子集被加载到内存中，剩余数据在需要时才会被载入，在对模型进行更改时，只有受更改影响的部分才会被完全求解。因此，使用轻化模式打开大装配体的速度要快得多，由于数据量小，在模型重建时也会快很多。
    另外，即使我们是以正常模式打开的装配体，我们也可以通过装配特征树选择相应的零件或者子装配然后选择将其求解为轻量模型。除此之外，我们还可以选择在打开装配模型时，只加载其设计树而不求解，这样可以以很短的时间打开模型，然后再根据需求求解相应的部分。
    ◎配置管理和显示状态
    SolidWorks提供了强大的配置管理功能。通过在单个文档内创建零件或装配体的多种设计变化，可以自动产生多种设计迭代，可以开发并管理具有不同尺寸、零部件、属性或其他参数的零件和模型系列。如图4所示，可以看到同一套齿轮变速传动机构在三种不同的配置下所演化的设计结果。
              
    在做装配设计时，很多时候工程师只是针对某个局部进行设计，如果将与此局部设计无关的部分自动隐藏，会使工程师专注于设计所需部分。SolidWorks提供了显示状态功能，允许在同一时刻设置不同零部件的颜色、纹理、透明度、线框/渲染显示方式、显示/隐藏状态，并且允许将这种显示设置保存为不同的显示状态。SolidWorks的显示状态管理为大装配处理提供了很高的灵活性，使用该功能可以快速和交互地查看产品的多种变化。
          
   3．装配出图
    SolidWorks提供了完整的控制装配出图的功能。除去标准的图纸功能，SolidWorks工程图环境提供了一些独特的功能方便用户生成和控制装配图：
    ◎只需单击一下即可为整个项目生成材料明细表。可以自动为工程视图中的每个零部件添加零件序号，还可以轻松进行对齐。可以轻松调整注解大小，进行拼写检查，并可重新使用注解。还可以生成现成的修订表、孔表、其它类型的标准表以及用户自定义的表。
    ◎可以方便地对工程图进行比较以突出不同之处，并查看从一个版本到另一个版本都进行了哪些更改。利用独特的“3D工程图视图”功能，您无需离开工程图环境，就能以3D 方式查看零件和装配体。
    ◎在同一视图中显示装配体的多个极限位置。
    三．装配验证与仿真
    在以往的产品设计过程中，设计工程师需要将设计方案提交给产品分析部门进行产品结构力学或者物理条件的仿真分析，有时也需将产品样机制造出来以进行物理实验。如果分析结果或者物理实验表明产品需要更改，那么以上过程就需要重复进行，导致产品设计的成本和周期居高不下。
    SolidWorks在产品包中提供设计验证的工具，不是要让设计工程师取代分析专家，而是通过提供易用强大的工具首先帮助设计工程师在设计过程中可以自己发现问题并及时做出设计更改，从而大大减少返工次数。同时，将分析专家从繁琐的重复劳动中解放出来，以便在更高层次上为企业制定产品分析规则。
    另外，通过仿真动画，设计工程师可以轻松地将产品的设计理念传递给其他人员。
    1． 干涉检查与爆炸动画
    SolidWorks为用户提供了标准的干涉检查功能和装配爆炸功能。通过多样的结果反馈，干涉检查功能可以告诉用户哪里发生了干涉，干涉量为多少，既可以计算显示所有零部件之间的干涉情况，也可以计算所需子装配之间的干涉情况。
    装配爆炸功能允许用户直接将零件按照所需方向拖放到合适的位置，并且以动画的方式显示装配过程，极大地方便产品设计意图的交流。
              
    2． 运动动画
    animation capability是SolidWorks提供的一个用来创建装配运动仿真的工具。通过在不同的时间桢记录装配体各部件的相对位置状态，以及整个装配体在空间的位置和形态，然后自动生成中间桢，Animator可以帮助用户快速创建机构的运动动画，从而有效地向其他人员展示产品和交流设计思想。
    此外，Animator还可以模拟马达、弹簧、及引力对运动机构的影响，创建机构的动力学仿真动画。
    3.SolidWorks® SimulationWorks Designer和SolidWorks® SimulationMotion

    SolidWorks® SimulationWorks Designer
    SolidWorks® SimulationWorks Designer是第一套面向非专业人员的强大的设计分析软件。可以帮助用户识别出比较薄弱和容易失效的区域，从而提高产品质量。SolidWorks® SimulationWorks Designer与SolidWorks软件紧密集成，并具备与SolidWorks同样的易学易用的Windows界面，提供给用户如下功能：
   零件和装配体分析：通过研究零件和装配体的应力、应变和位移，可以轻松比较多种备选配置方案。
   分析自动化：实现零件和装配体的自动网格化。通过简单的拖放功能快速轻松地生成并复制分析研究算例。使用Design Scenario工具可以自动比较多个设计。
   真实条件模拟：应用已知位移与各种载荷和约束，包括力和压力、扭矩、轴承载荷及固定约束或定向约束。还可以模拟重力和离心力的效果。
   结果可视化工具：使用各种功能强大且直观的可视化工具来解释验证结果，从而提供有价值的分析信息，以便更快更轻松地评估设计备选方案。
   交流功能：只需单击一下鼠标，即可生成可自定义的HTML报告。可以发布和共享包含可视化结果的eDrawings文件。还可以以标准格式（例如VRML、XGL、位图和JPEG）保存结果图解。

    SolidWorks® SimulationMotion
    SolidWorks® SimulationMotion 是物理运动仿真软件，可以帮助用户改进产品设计。通过SolidWorks® SimulationMotion，用户可以研究接触力和摩擦等物理数据，从而在设计阶段早期测试和优化设计。无论是在确定马达和驱动器的大小、确定功耗、研制凸轮还是改进齿轮传动，都能够借助SolidWorks® SimulationMotion 迅速探究更多的设计备选方案。
    四．装配结构数据管理
    产品数据管理，即PDM的应用可以帮助用户有效管理数据并进行协同设计。然而，即使是市场上比较成熟的PDM系统，在实施过程中都有可能遭遇以下问题：
    ◎实施周期很长；
    ◎需要大量定制工作，实施成本很高；
    ◎学习难度较大，导致只有少数用户才会使用；
    ◎解决方案不够灵活，工作流程需要改变时，要花费较大精力去重新定制或开发；
    ◎与CAD系统存在兼容性问题，总是滞后于CAD版本的发布。
    针对上述这些问题，SolidWorks提供了从个人用户到工作组用户，再到企业级用户的不同等级解决方案。
    对于个人用户而言，SolidWorks已经在CAD内部集成了许多数据管理和搜索工具，例如设计库可以将用户经常需要重复使用的设计资源整合在一起，随时可用的搜索功能可以快速获取到用户的历史资源。对于工作组用户，SolidWorks提供了SolidWorks®  Workgroup PDM，该组件已经包含到SolidWorks®  Professional和SolidWorks®  Premium产品包中；而对于企业级用户，则提供了独立运行版本的SolidWorks®  Enterprise PDM。

    SolidWorks®  Workgroup PDM
   SolidWorks®  Workgroup PDM是一个经过实际生产验证的产品数据管理解决方案，非常适合SolidWorks工程组的需要。它易于安装和使用，允许设计团队更有效地控制CAD文件的版本及管理所有项目数据。
    ◎简单的界面：与SolidWorks 3D CAD紧密集成，用户可以通过拖放将数据仓库中的零部件检出到SolidWorks设计环境，并随时在SolidWorks中将零部件检入到数据仓库中。
    ◎易于安装：而且几乎不需要定制即可使用。通常在两个小时内即可完成安装和配置该软件。
    ◎数据管理：更有效地管理文档和数据，包括说明、状态、编号和成本等属性。只需通过选择项目并键入新的值即可执行更改，并可自动更新所有关联的材料明细表和报告。
    ◎版本控制：通过对所有项目文件的访问权进行控制，可以避免意外地覆盖文件以及省去处理错误文件所要花费的时间。
    ◎文件历史记录：可以自动捕获文件历史记录，这样可允许产品设计团队访问所需文件、确定处理这些文件的人员以及查看确切的更改时间。
    ◎安全数据仓库：SolidWorks®  Workgroup PDM数据仓库与常见的网络或本地文件夹不同，它可以保证您的设计信息不会受到非法访问以及意外覆盖和删除。
    ◎重用产品设计数据：可以使用快速搜索功能轻松访问相关内容，并且更有效地重复使用先前开发的设计成果，从而减少了不必要的重复工作。

    SolidWorks®  Enterprise PDM
    对于需要更高数据管理和访问性能、分布式设计、灵活的工作流程的企业，SolidWorks提供了可以独立运行的SolidWorks®  Enterprise PDM。SolidWorks®  Enterprise PDM继承了SolidWorks®  Workgroup PDM的易学易用，与Windows资源管理器和SolidWorks 3D CAD紧密集成，还提供如下的特性：
    ◎快速部署：其部署时间仅为其他企业级PDM系统所需时间的几分之一。
    ◎性能和安全：支持数据库和活动目录，提供更好的搜索和并发性能，同时安全级别也大大增加。
    ◎灵活的工作流程定制：工作流功能使审核过程实现自动化，以减少错误并提高效率。允许您轻松更改工作流，从而使贵公司能够快速适应各种变化。
    ◎支持分布式设计环境：允许企业员工在不同地点之间进行工作流协作，并提供独有的数据仓库同步机制保证性能和数据同步的平衡。
    ◎ERP/MRP连接：提供开放的API，轻松与用户正在使用的ERP/MRP系统进行集成，实现数据共享。    
    总结
    产品的虚拟设计在CAD软件中归结为数字样机的设计功能和性能问题，SolidWorks Office Premium为用户提供了一个功能强大并且可支付的理想选择。从产品3D建模组装、分析验证、数据管理、沟通交流等各个层面为工程师提供有效地支持。方便智能的设计工具可以使用户专注于产品设计过程，而不是花费精力研究如何使用CAD工具；各种零件库的支持使得用户可以复用历史设计，减少重复劳动，节省宝贵的时间；而各种层次的分析验证工具则帮助用户完善他们的产品设计，从而向市场提供更好的产品。