先進(jìn)制造技術(shù)-現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)課件

先進(jìn)制造技術(shù)第二章現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述(1)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵與特點(diǎn)系統(tǒng)性、動態(tài)性、創(chuàng)造性、計(jì)算機(jī)化、并行化、最優(yōu)化、虛擬化和自動化、主動性現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)過程中解決具體設(shè)計(jì)問題的各種方法和手段靜態(tài)、經(jīng)驗(yàn)、被動、手工傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述系統(tǒng)性、動態(tài)性、一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)是以滿足應(yīng)市產(chǎn)品的質(zhì)量、性能、時間、成本、價(jià)格綜合效益最優(yōu)為目的，以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)為主體，以知識為依托，以多種科學(xué)方法及技術(shù)為手段，研究、改進(jìn)、創(chuàng)造產(chǎn)品活動過程所用到的技術(shù)群體的總稱。先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)是以滿足應(yīng)市產(chǎn)品的一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述從現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵分析，現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)具有如下一系列特點(diǎn)：①系統(tǒng)性現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)強(qiáng)調(diào)用系統(tǒng)的觀點(diǎn)處理設(shè)計(jì)問題，從整體上把握設(shè)計(jì)對象，考慮對象與外界（人、環(huán)境）的聯(lián)系。②動態(tài)性不僅要考慮產(chǎn)品的靜態(tài)特性，還要考慮產(chǎn)品在實(shí)際工作狀態(tài)下的動態(tài)特征，考慮產(chǎn)品與周圍環(huán)境的物質(zhì)、能量及信息的交互。③創(chuàng)造性現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)建立在先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論及設(shè)計(jì)工具基礎(chǔ)上，能充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造性思維能力和集體智慧，運(yùn)用各種創(chuàng)造方法和手段，開發(fā)出具有創(chuàng)新性的產(chǎn)品。先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述從現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵分析，現(xiàn)代一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述④計(jì)算機(jī)化計(jì)算機(jī)已經(jīng)滲透到產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的各個環(huán)節(jié)，很多現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)都依賴于計(jì)算機(jī)，如優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元分析、系統(tǒng)仿真等。它們充分利用計(jì)算機(jī)快捷的數(shù)值計(jì)算功能、嚴(yán)密的邏輯推理能力和巨大的信息存儲及處理能力，彌補(bǔ)自然人存在的天生不足，實(shí)現(xiàn)人機(jī)優(yōu)勢的互補(bǔ)。先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述④計(jì)算機(jī)化先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述⑤并行化、最優(yōu)化、虛擬化和自動化在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段就綜合考慮產(chǎn)品全生命周期中的所有因素，強(qiáng)調(diào)對產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其相關(guān)過程并行地、集成地、一體化地進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，通過優(yōu)化的理論與技術(shù)，對產(chǎn)品進(jìn)行方案優(yōu)選、結(jié)構(gòu)優(yōu)選和參數(shù)優(yōu)選，力爭實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整體性能最優(yōu)化，以獲得功能全、性能好、成本低、價(jià)值高的產(chǎn)品。設(shè)計(jì)過程自動化的實(shí)現(xiàn)主要依托于各種不同的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)、自動建模技術(shù)，以及一批功能強(qiáng)大的商品化CAD軟件的支撐。設(shè)計(jì)手段虛擬化，是以虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行三維建模，使設(shè)計(jì)者能在虛擬的設(shè)計(jì)環(huán)境下觀察CAD設(shè)計(jì)內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的可視化、評估設(shè)計(jì)產(chǎn)品的性能及其可實(shí)現(xiàn)性，靈活方便地修改設(shè)計(jì)，大大提高設(shè)計(jì)效果與質(zhì)量。先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述⑤并行化、最優(yōu)化、虛擬化和自動化先進(jìn)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述⑥主動性科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的早期，就可對產(chǎn)品全生命周期的各種性能作出準(zhǔn)確預(yù)測．有利于及早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的潛在缺陷，將各種失誤、可能發(fā)生的故障減少到最低程度，體現(xiàn)了主動性的特征，也有利于縮短開發(fā)周期、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量。先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述⑥主動性先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述(2)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的定義從系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)分析，現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)是一個由時間維、邏輯維和方法維共同組成的三維系統(tǒng)…方法維產(chǎn)品規(guī)劃方案設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)施工設(shè)計(jì)分析綜合評價(jià)決策時間維邏輯維可靠性設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)

模塊化設(shè)計(jì)

先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述(2)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的定義…方法維產(chǎn)品一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述①現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的時間維：產(chǎn)品規(guī)劃--需求分析、市場預(yù)測、可行性分析、總體參數(shù)、制約條件和設(shè)計(jì)要求；方案設(shè)計(jì)--功能原理設(shè)計(jì)，確定原理方案；技術(shù)設(shè)計(jì)--將產(chǎn)品的功能原理具體化為機(jī)器產(chǎn)品及其零部件的具體結(jié)構(gòu)；施工設(shè)計(jì)--指工程圖繪制，工藝文件編寫，說明書編寫等。先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述①現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的時間維：先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述②.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的邏輯維：分析--明確設(shè)計(jì)任務(wù)本質(zhì)；綜合--綜合各種因素，探求解決方案；評價(jià)--對多種方案進(jìn)行比較和評定，方案調(diào)整和改進(jìn)；決策--確定最佳的設(shè)計(jì)方案先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述②.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的邏輯維：先進(jìn)制造技一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述(3)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)由4個不同層次的技術(shù)所組成，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)CAD是現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的主體技術(shù)主體技術(shù)基礎(chǔ)技術(shù)支撐技術(shù)應(yīng)用技術(shù)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理論與方法各產(chǎn)品領(lǐng)域知識與技術(shù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)可信性設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)試驗(yàn)技術(shù)相關(guān)學(xué)科與技術(shù)先進(jìn)制造工藝材料科學(xué)自動化技術(shù)系統(tǒng)管理技術(shù)自然科學(xué)政治經(jīng)濟(jì)文化社會科學(xué)市場營銷學(xué)……….先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述(3)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)主體技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的整個體系由基礎(chǔ)技術(shù)、主體技術(shù)、支撐技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)四個層次組成。①基礎(chǔ)技術(shù)是指傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論與方法，特別是運(yùn)動學(xué)、靜力學(xué)與動力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、熱力學(xué)、電磁學(xué)、工程數(shù)學(xué)的基本原理與方法等方面。先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的整個體二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)②主體技術(shù)計(jì)算機(jī)科學(xué)與設(shè)計(jì)技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、智能CAD、優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元分析程序、模擬仿真、虛擬設(shè)計(jì)和工程數(shù)據(jù)庫等，運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的多種理論與方法如優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、模糊設(shè)計(jì)等理論構(gòu)造的數(shù)學(xué)模型，來編制計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序，可以更廣泛、更深入地模擬人的推理與思維，從而提高計(jì)算機(jī)的“智力”。而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)正是以它對數(shù)值計(jì)算和對信息與知識的獨(dú)特處理能力，成為現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)群體的主干。先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)②主體技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)③支撐技術(shù)指現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)、可信性設(shè)計(jì)技術(shù)、試驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)涉及內(nèi)容很廣，如并行設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)、價(jià)值工程、質(zhì)量功能配制、反求工程、綠色設(shè)計(jì)、模糊設(shè)計(jì)、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)、工業(yè)造型設(shè)計(jì)等?？尚判栽O(shè)計(jì)是廣義的可靠性設(shè)計(jì)擴(kuò)展，主要指可靠性與安全性設(shè)計(jì)、動態(tài)分析與設(shè)計(jì)、防斷裂設(shè)計(jì)、健壯設(shè)計(jì)、耐環(huán)境設(shè)計(jì)等。設(shè)計(jì)試驗(yàn)技術(shù)包括可靠性試驗(yàn)、環(huán)保性能試驗(yàn)與控制，以及運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的數(shù)字仿真試驗(yàn)和虛擬試驗(yàn)等。先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)③支撐技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)④應(yīng)用技術(shù)是針對實(shí)用目的解決各類具體產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)，如機(jī)床、汽車、工程機(jī)械、精密機(jī)械的現(xiàn)代設(shè)計(jì)內(nèi)容，可以看作是現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)派生出來的具體技術(shù)群。先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)④應(yīng)用技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)1.數(shù)字化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)(1)具有統(tǒng)一的產(chǎn)品定義模型數(shù)字化設(shè)計(jì)通過建立產(chǎn)品設(shè)計(jì)到制造的單一數(shù)字化產(chǎn)品定義模型，也是面向PLM的基礎(chǔ)。先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(2)實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)在產(chǎn)品定型生產(chǎn)前需經(jīng)過“樣機(jī)生產(chǎn)—樣機(jī)測試—修改設(shè)計(jì)”的過程，且需反復(fù)多次，這不僅耗費(fèi)物力、財(cái)力，還使得產(chǎn)品上市周期延長。數(shù)字化設(shè)計(jì)則在制造實(shí)物模型之前，先進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真分析與測試，排除某些設(shè)計(jì)不合理性。先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(2)實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì)先進(jìn)制造二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(3)設(shè)計(jì)過程中減少或避免實(shí)物模型的制造傳統(tǒng)設(shè)計(jì)在產(chǎn)品定型生產(chǎn)前需經(jīng)過“樣機(jī)生產(chǎn)—樣機(jī)測試—修改設(shè)計(jì)”的過程，且需反復(fù)多次，這不僅耗費(fèi)物力、財(cái)力，還使得產(chǎn)品上市周期延長。數(shù)字化設(shè)計(jì)則在制造實(shí)物模型之前，先進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真分析與測試，排除某些設(shè)計(jì)不合理性。先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(3)設(shè)計(jì)過程中減少或避免二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)2.數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)方法21世紀(jì)產(chǎn)品的特征是個性化、多樣化、綠色化、微型化、智能化、綜合化數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)的概念不僅僅指產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型、數(shù)值分析、仿真及其產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，更重要的，它是一種新的產(chǎn)品開發(fā)概念數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)是信息時代新的開發(fā)模式，它與計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)在制造中的應(yīng)用密切相關(guān)，以產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)處理、變換、傳遞、共享和可視化為基礎(chǔ)利用數(shù)據(jù)的可變性、離散性、共享性、可視性產(chǎn)生了支持產(chǎn)品創(chuàng)新的四種方法，這四種方法可分別支持變異創(chuàng)新、模仿創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新和自由創(chuàng)新先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)2.數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)方法先進(jìn)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)數(shù)字化產(chǎn)品定義可變參數(shù)化模塊化設(shè)計(jì)可視虛擬產(chǎn)品開發(fā)方法可控?cái)?shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床共享異地協(xié)同設(shè)計(jì)制造反求與快速原型制造離散引發(fā)裝備重大革命，數(shù)字化制造奠定基礎(chǔ)20世紀(jì)制造技術(shù)的重大突破引發(fā)全球制造模式和跨國企業(yè)出現(xiàn)將人的觀察、思維、想象和操作集為一體實(shí)現(xiàn)快速設(shè)計(jì)，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)數(shù)字化可變參數(shù)化模塊化設(shè)計(jì)可二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(1)數(shù)據(jù)的可變性－參數(shù)化、變量化、模塊化設(shè)計(jì)

產(chǎn)品設(shè)計(jì)大多數(shù)是從已有產(chǎn)品進(jìn)化而來的，據(jù)統(tǒng)計(jì)，典型定單產(chǎn)品中的標(biāo)準(zhǔn)件、外購件或變型件占90%，全新零件只占10%左右;利用參數(shù)化、變量化、模塊化建模技術(shù)，可方便地修改設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)的效率，保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量和可靠性;

CAD中的尺寸驅(qū)動法是利用參數(shù)化、變量化技術(shù)修改設(shè)計(jì)的有力工具;利用廣義相似理論，通過對功能單元、結(jié)構(gòu)單元的重組可以獲得不同結(jié)構(gòu)形式的系列化產(chǎn)品;參數(shù)化、變量化技術(shù)也是配置設(shè)計(jì)和按定單設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(1)數(shù)據(jù)的可變性－參數(shù)化二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(2)數(shù)據(jù)的離散性----反求工程和快速原型技術(shù)設(shè)計(jì)

復(fù)雜產(chǎn)品的模仿創(chuàng)新是一條減少風(fēng)險(xiǎn)投入，加快產(chǎn)品創(chuàng)新的有效途徑。反求工程是利用某些測量方法（如三坐標(biāo)測量、CT、核磁共振、自動斷層掃描法等），在實(shí)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，重構(gòu)產(chǎn)品三維數(shù)據(jù)模型的方法?？焖僭图夹g(shù)是20世紀(jì)末期制造領(lǐng)域的重大突破，它直接利用CAD的離散數(shù)據(jù)，簡單、快速、準(zhǔn)確地將人的思想轉(zhuǎn)化成功能原型或零件，淡化了設(shè)計(jì)與制造的界線。先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(2)數(shù)據(jù)的離散性----二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)ScanningPointcloudCAD

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Model先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)ScanningPointc二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(3)數(shù)據(jù)的共享性----異地協(xié)同設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的發(fā)展為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化信息的傳遞和共享提供了技術(shù)手段。不僅有利于顧客的參與，更有利于快速獲得合作伙伴和競爭對手的信息，從而打破了傳統(tǒng)的閉關(guān)自守的開發(fā)方法。開放的異地協(xié)同設(shè)計(jì)方法可以充分利用合作伙伴的技術(shù)和資源，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)、資源共享和雙贏方針。先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(3)數(shù)據(jù)的共享性----二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(4)數(shù)據(jù)的可視性----虛擬產(chǎn)品開發(fā)方法

虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)（VirtualProductDevelopment）是在信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)上出現(xiàn)的最新數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)。

虛擬產(chǎn)品開發(fā)是實(shí)際產(chǎn)品開發(fā)、制造、使用、維護(hù)在計(jì)算機(jī)上的本質(zhì)表現(xiàn)，虛擬產(chǎn)品開發(fā)要求全面的產(chǎn)品數(shù)據(jù)描述和各種可視化的仿真工具及人機(jī)交互操作工具。

虛擬產(chǎn)品即存儲在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型，亦稱數(shù)字化原型或數(shù)字化樣機(jī)（DigitalMock-up）。先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(4)數(shù)據(jù)的可視性----二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)

虛擬產(chǎn)品開發(fā)不是簡單的數(shù)字化建模和仿真，它更強(qiáng)調(diào)虛擬技術(shù)的應(yīng)用，通過虛擬現(xiàn)實(shí)的交互性，沉浸性和想象性達(dá)到虛擬產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境的高速逼真化，并可對虛擬原型直接進(jìn)行操作，產(chǎn)生身臨其境的感覺

數(shù)字化樣機(jī)是描述產(chǎn)品功能和行為特性的產(chǎn)品數(shù)字化模型，它支持產(chǎn)品的多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)及產(chǎn)品運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)和使用性能仿真，通過對模型的評估、測試和優(yōu)化，可以預(yù)先了解相應(yīng)物理樣機(jī)的特性

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)字化樣機(jī)的基礎(chǔ)上提出了虛擬樣機(jī)的概念，它更強(qiáng)調(diào)仿真技術(shù)和VR技術(shù)的應(yīng)用，通過VR環(huán)境中人對虛擬原型的操作，可有效地發(fā)揮人的創(chuàng)造性，提高了概念設(shè)計(jì)和總體設(shè)計(jì)中的分析、決策能力。先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)虛擬產(chǎn)品開發(fā)不是簡單二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)巨型挖土機(jī)先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)巨型挖土機(jī)先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)數(shù)字化車身空氣動力學(xué)數(shù)值風(fēng)洞人機(jī)工程學(xué)先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)數(shù)字化車身空氣動力學(xué)先進(jìn)制造二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)載重卡車的數(shù)字原型先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)載重卡車的數(shù)字原型先進(jìn)制造技三.CAD技術(shù)及應(yīng)用三.CAD技術(shù)及應(yīng)用

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ComputerAidedDesign，CAD）是20世紀(jì)50年代末發(fā)展起來的綜合性計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。它是以計(jì)算機(jī)為工具，處理產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的圖形和數(shù)據(jù)信息，輔助完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的技術(shù)。

CAD技術(shù)包含的內(nèi)容有；①利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品的造型、裝配、工程圖繪制以及相關(guān)文檔的設(shè)計(jì)；②進(jìn)行產(chǎn)品渲染、動態(tài)顯示；③對產(chǎn)品進(jìn)行工程分析，如有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)仿真等。先進(jìn)制造技術(shù)三.CAD技術(shù)及應(yīng)用三.CAD技術(shù)及應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)三.CAD技術(shù)及應(yīng)用三.CAD技術(shù)及應(yīng)用CAD技術(shù)的主要功能

零件造型、產(chǎn)品裝配

產(chǎn)品渲染、動態(tài)顯示、運(yùn)動仿真

工程分析，如有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)

繪制工程圖樣、編制物料清單（BOM，BillofMaterial)先進(jìn)制造技術(shù)三.CAD技術(shù)及應(yīng)用三.CAD技術(shù)及應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)三.CAD技術(shù)及應(yīng)用1.CAD的關(guān)鍵技術(shù)(1)產(chǎn)品造型建模技術(shù)

線框模型：以頂點(diǎn)和棱邊描述三維形體，為兩表結(jié)構(gòu)；

表面模型：以表面描述形體方法，為三表結(jié)構(gòu)；

實(shí)體建模：能完整表示三維的幾何信息和拓?fù)湫畔?，有掃描表示法、邊界表示法、?gòu)造實(shí)體幾何法等結(jié)構(gòu)形式；

特征造型：以具有工程語義的各類特征來定義描述形體的方法，便于CAD/CAM技術(shù)的集成。先進(jìn)制造技術(shù)三.CAD技術(shù)及應(yīng)用1.CAD的關(guān)鍵技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)三.CAD技術(shù)及應(yīng)用(2)單一數(shù)據(jù)庫與相關(guān)性設(shè)計(jì)

單一數(shù)據(jù)庫：與設(shè)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)來自同一數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品相關(guān)性設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短開發(fā)周期。

相關(guān)性設(shè)計(jì)：任何設(shè)計(jì)改動，都將及時反映到其它相關(guān)環(huán)節(jié)上。如：零件圖-產(chǎn)品裝配圖-零件數(shù)控程序-二維工程圖；左視圖-主視圖-俯視圖-三維實(shí)體模型；先進(jìn)制造技術(shù)三.CAD技術(shù)及應(yīng)用(2)單一數(shù)據(jù)庫與相關(guān)性設(shè)計(jì)先進(jìn)制造三.CAD技術(shù)及應(yīng)用(3)NURBS曲面造型技術(shù)

NURBS（Non-UnifromRationalB-Splines）可統(tǒng)一自由曲線/曲面和規(guī)則曲線/曲面的數(shù)學(xué)模型，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，有利于曲線、曲面操作和修改。(4)CAD與CAX集成技術(shù)

CAD與CAX集成涉及建模技術(shù)、工程數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)交換接口等技術(shù)。包括如下集成：①CAD/CAE/CAPP/CAM--工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域集成；②CAD/ERP--與管理系統(tǒng)集成；③

異地、異構(gòu)系統(tǒng)企業(yè)間CAD集成，如全球化設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)、虛擬制造及虛擬企業(yè)等。先進(jìn)制造技術(shù)三.CAD技術(shù)及應(yīng)用(3)NURBS曲面造型技術(shù)先進(jìn)制造三.CAD技術(shù)及應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)三.CAD技術(shù)及應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)三.CAD技術(shù)及應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)三.CAD技術(shù)及應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)三.CAD技術(shù)及應(yīng)用2.CAD技術(shù)的研究熱點(diǎn)計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)：建模和推理

計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同設(shè)計(jì)：信息實(shí)時可靠交換；異構(gòu)環(huán)境下可靠運(yùn)行；通訊方法與手段

海量信息處理：存儲、管理和檢索技術(shù)

智能CAD技術(shù)：將人工智能技術(shù)與CAD技術(shù)融為一體，難題：解決人類思維模型建立和表達(dá)

CAD與虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)的集成：VR向設(shè)計(jì)者提供視覺、聽覺、觸覺等直觀、自然、實(shí)時的感知先進(jìn)制造技術(shù)三.CAD技術(shù)及應(yīng)用2.CAD技術(shù)的研究熱點(diǎn)先進(jìn)制造技四.CAE技術(shù)及應(yīng)用四.CAE技術(shù)及應(yīng)用

CAE仿真技術(shù)是以數(shù)學(xué)理論、相似原理、計(jì)算方法、評估理論為基本理論，以計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、圖形圖像技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)以及與仿真應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)的專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和各種物理效能設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對實(shí)際的或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)試驗(yàn)研究的一門多學(xué)科綜合性交叉技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)四.CAE技術(shù)及應(yīng)用四.CAE技術(shù)及應(yīng)用先進(jìn)四.CAE技術(shù)及應(yīng)用有限元法FEM（FiniteElementMethod）一種求解工程數(shù)學(xué)物理問題近似解的數(shù)值分析方法，有限元分析FEA（FiniteElementAnalysis）則是采用有限元法來近似求解數(shù)學(xué)物理問題的過程。有限元法的基本思想是將問題的求解區(qū)域劃分離散為一組有限個單元，單元之間按一定方式僅靠節(jié)點(diǎn)相互連接在一起的組合體。單元內(nèi)部點(diǎn)的待求物理量可由單元節(jié)點(diǎn)物理量通過選定的函數(shù)關(guān)系插值求得。將各個單元方程“裝配”在一起而形成總體代數(shù)方程組，加入邊界條件后即可對方程組求解。先進(jìn)制造技術(shù)四.CAE技術(shù)及應(yīng)用有限元法FEM（Finite四.CAE技術(shù)及應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)四.CAE技術(shù)及應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)四.CAE技術(shù)及應(yīng)用變形結(jié)果先進(jìn)制造技術(shù)四.CAE技術(shù)及應(yīng)用變形結(jié)果先進(jìn)制造技術(shù)四.CAE技術(shù)及應(yīng)用并聯(lián)運(yùn)動機(jī)床的應(yīng)力與應(yīng)變分析先進(jìn)制造技術(shù)四.CAE技術(shù)及應(yīng)用并聯(lián)運(yùn)動機(jī)床的應(yīng)力與應(yīng)變分析先進(jìn)制造四.CAE技術(shù)及應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)四.CAE技術(shù)及應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)四.CAE技術(shù)及應(yīng)用控制機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析先進(jìn)制造技術(shù)四.CAE技術(shù)及應(yīng)用控制機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析先進(jìn)制造技術(shù)四.CAE技術(shù)及應(yīng)用①垂直進(jìn)刀②步進(jìn)進(jìn)刀③斜線進(jìn)刀④之字形進(jìn)刀⑤螺旋進(jìn)刀不同的切入方式以被加工件曲率為依據(jù)，以走刀路徑最大長度為目標(biāo)的刀具路徑優(yōu)化刀具路徑速度變化圖不同層之間切削刀具以螺旋方式運(yùn)動先進(jìn)制造技術(shù)四.CAE技術(shù)及應(yīng)用①垂直進(jìn)刀②步進(jìn)進(jìn)刀③四.CAE技術(shù)及應(yīng)用

先進(jìn)制造技術(shù)四.CAE技術(shù)及應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)第二章現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述(1)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵與特點(diǎn)系統(tǒng)性、動態(tài)性、創(chuàng)造性、計(jì)算機(jī)化、并行化、最優(yōu)化、虛擬化和自動化、主動性現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)過程中解決具體設(shè)計(jì)問題的各種方法和手段靜態(tài)、經(jīng)驗(yàn)、被動、手工傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述系統(tǒng)性、動態(tài)性、一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)是以滿足應(yīng)市產(chǎn)品的質(zhì)量、性能、時間、成本、價(jià)格綜合效益最優(yōu)為目的，以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)為主體，以知識為依托，以多種科學(xué)方法及技術(shù)為手段，研究、改進(jìn)、創(chuàng)造產(chǎn)品活動過程所用到的技術(shù)群體的總稱。先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)是以滿足應(yīng)市產(chǎn)品的一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述從現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵分析，現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)具有如下一系列特點(diǎn)：①系統(tǒng)性現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)強(qiáng)調(diào)用系統(tǒng)的觀點(diǎn)處理設(shè)計(jì)問題，從整體上把握設(shè)計(jì)對象，考慮對象與外界（人、環(huán)境）的聯(lián)系。②動態(tài)性不僅要考慮產(chǎn)品的靜態(tài)特性，還要考慮產(chǎn)品在實(shí)際工作狀態(tài)下的動態(tài)特征，考慮產(chǎn)品與周圍環(huán)境的物質(zhì)、能量及信息的交互。③創(chuàng)造性現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)建立在先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論及設(shè)計(jì)工具基礎(chǔ)上，能充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造性思維能力和集體智慧，運(yùn)用各種創(chuàng)造方法和手段，開發(fā)出具有創(chuàng)新性的產(chǎn)品。先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述從現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵分析，現(xiàn)代一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述④計(jì)算機(jī)化計(jì)算機(jī)已經(jīng)滲透到產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的各個環(huán)節(jié)，很多現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)都依賴于計(jì)算機(jī)，如優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元分析、系統(tǒng)仿真等。它們充分利用計(jì)算機(jī)快捷的數(shù)值計(jì)算功能、嚴(yán)密的邏輯推理能力和巨大的信息存儲及處理能力，彌補(bǔ)自然人存在的天生不足，實(shí)現(xiàn)人機(jī)優(yōu)勢的互補(bǔ)。先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述④計(jì)算機(jī)化先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述⑤并行化、最優(yōu)化、虛擬化和自動化在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段就綜合考慮產(chǎn)品全生命周期中的所有因素，強(qiáng)調(diào)對產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其相關(guān)過程并行地、集成地、一體化地進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，通過優(yōu)化的理論與技術(shù)，對產(chǎn)品進(jìn)行方案優(yōu)選、結(jié)構(gòu)優(yōu)選和參數(shù)優(yōu)選，力爭實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整體性能最優(yōu)化，以獲得功能全、性能好、成本低、價(jià)值高的產(chǎn)品。設(shè)計(jì)過程自動化的實(shí)現(xiàn)主要依托于各種不同的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)、自動建模技術(shù)，以及一批功能強(qiáng)大的商品化CAD軟件的支撐。設(shè)計(jì)手段虛擬化，是以虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行三維建模，使設(shè)計(jì)者能在虛擬的設(shè)計(jì)環(huán)境下觀察CAD設(shè)計(jì)內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的可視化、評估設(shè)計(jì)產(chǎn)品的性能及其可實(shí)現(xiàn)性，靈活方便地修改設(shè)計(jì)，大大提高設(shè)計(jì)效果與質(zhì)量。先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述⑤并行化、最優(yōu)化、虛擬化和自動化先進(jìn)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述⑥主動性科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的早期，就可對產(chǎn)品全生命周期的各種性能作出準(zhǔn)確預(yù)測．有利于及早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的潛在缺陷，將各種失誤、可能發(fā)生的故障減少到最低程度，體現(xiàn)了主動性的特征，也有利于縮短開發(fā)周期、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量。先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述⑥主動性先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述(2)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的定義從系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)分析，現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)是一個由時間維、邏輯維和方法維共同組成的三維系統(tǒng)…方法維產(chǎn)品規(guī)劃方案設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)施工設(shè)計(jì)分析綜合評價(jià)決策時間維邏輯維可靠性設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)

模塊化設(shè)計(jì)

先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述(2)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的定義…方法維產(chǎn)品一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述①現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的時間維：產(chǎn)品規(guī)劃--需求分析、市場預(yù)測、可行性分析、總體參數(shù)、制約條件和設(shè)計(jì)要求；方案設(shè)計(jì)--功能原理設(shè)計(jì)，確定原理方案；技術(shù)設(shè)計(jì)--將產(chǎn)品的功能原理具體化為機(jī)器產(chǎn)品及其零部件的具體結(jié)構(gòu)；施工設(shè)計(jì)--指工程圖繪制，工藝文件編寫，說明書編寫等。先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述①現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的時間維：先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述②.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的邏輯維：分析--明確設(shè)計(jì)任務(wù)本質(zhì)；綜合--綜合各種因素，探求解決方案；評價(jià)--對多種方案進(jìn)行比較和評定，方案調(diào)整和改進(jìn)；決策--確定最佳的設(shè)計(jì)方案先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述②.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的邏輯維：先進(jìn)制造技一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述(3)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)由4個不同層次的技術(shù)所組成，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)CAD是現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的主體技術(shù)主體技術(shù)基礎(chǔ)技術(shù)支撐技術(shù)應(yīng)用技術(shù)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理論與方法各產(chǎn)品領(lǐng)域知識與技術(shù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)可信性設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)試驗(yàn)技術(shù)相關(guān)學(xué)科與技術(shù)先進(jìn)制造工藝材料科學(xué)自動化技術(shù)系統(tǒng)管理技術(shù)自然科學(xué)政治經(jīng)濟(jì)文化社會科學(xué)市場營銷學(xué)……….先進(jìn)制造技術(shù)一.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述(3)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)主體技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的整個體系由基礎(chǔ)技術(shù)、主體技術(shù)、支撐技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)四個層次組成。①基礎(chǔ)技術(shù)是指傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論與方法，特別是運(yùn)動學(xué)、靜力學(xué)與動力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、熱力學(xué)、電磁學(xué)、工程數(shù)學(xué)的基本原理與方法等方面。先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的整個體二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)②主體技術(shù)計(jì)算機(jī)科學(xué)與設(shè)計(jì)技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、智能CAD、優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元分析程序、模擬仿真、虛擬設(shè)計(jì)和工程數(shù)據(jù)庫等，運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的多種理論與方法如優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、模糊設(shè)計(jì)等理論構(gòu)造的數(shù)學(xué)模型，來編制計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序，可以更廣泛、更深入地模擬人的推理與思維，從而提高計(jì)算機(jī)的“智力”。而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)正是以它對數(shù)值計(jì)算和對信息與知識的獨(dú)特處理能力，成為現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)群體的主干。先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)②主體技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)③支撐技術(shù)指現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)、可信性設(shè)計(jì)技術(shù)、試驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)。現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)涉及內(nèi)容很廣，如并行設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)、價(jià)值工程、質(zhì)量功能配制、反求工程、綠色設(shè)計(jì)、模糊設(shè)計(jì)、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)、工業(yè)造型設(shè)計(jì)等。可信性設(shè)計(jì)是廣義的可靠性設(shè)計(jì)擴(kuò)展，主要指可靠性與安全性設(shè)計(jì)、動態(tài)分析與設(shè)計(jì)、防斷裂設(shè)計(jì)、健壯設(shè)計(jì)、耐環(huán)境設(shè)計(jì)等。設(shè)計(jì)試驗(yàn)技術(shù)包括可靠性試驗(yàn)、環(huán)保性能試驗(yàn)與控制，以及運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的數(shù)字仿真試驗(yàn)和虛擬試驗(yàn)等。先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)③支撐技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)④應(yīng)用技術(shù)是針對實(shí)用目的解決各類具體產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)，如機(jī)床、汽車、工程機(jī)械、精密機(jī)械的現(xiàn)代設(shè)計(jì)內(nèi)容，可以看作是現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)派生出來的具體技術(shù)群。先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)④應(yīng)用技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)1.數(shù)字化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)(1)具有統(tǒng)一的產(chǎn)品定義模型數(shù)字化設(shè)計(jì)通過建立產(chǎn)品設(shè)計(jì)到制造的單一數(shù)字化產(chǎn)品定義模型，也是面向PLM的基礎(chǔ)。先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(2)實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)在產(chǎn)品定型生產(chǎn)前需經(jīng)過“樣機(jī)生產(chǎn)—樣機(jī)測試—修改設(shè)計(jì)”的過程，且需反復(fù)多次，這不僅耗費(fèi)物力、財(cái)力，還使得產(chǎn)品上市周期延長。數(shù)字化設(shè)計(jì)則在制造實(shí)物模型之前，先進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真分析與測試，排除某些設(shè)計(jì)不合理性。先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(2)實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì)先進(jìn)制造二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(3)設(shè)計(jì)過程中減少或避免實(shí)物模型的制造傳統(tǒng)設(shè)計(jì)在產(chǎn)品定型生產(chǎn)前需經(jīng)過“樣機(jī)生產(chǎn)—樣機(jī)測試—修改設(shè)計(jì)”的過程，且需反復(fù)多次，這不僅耗費(fèi)物力、財(cái)力，還使得產(chǎn)品上市周期延長。數(shù)字化設(shè)計(jì)則在制造實(shí)物模型之前，先進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真分析與測試，排除某些設(shè)計(jì)不合理性。先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(3)設(shè)計(jì)過程中減少或避免二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)2.數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)方法21世紀(jì)產(chǎn)品的特征是個性化、多樣化、綠色化、微型化、智能化、綜合化數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)的概念不僅僅指產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型、數(shù)值分析、仿真及其產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，更重要的，它是一種新的產(chǎn)品開發(fā)概念數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)是信息時代新的開發(fā)模式，它與計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)在制造中的應(yīng)用密切相關(guān)，以產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)處理、變換、傳遞、共享和可視化為基礎(chǔ)利用數(shù)據(jù)的可變性、離散性、共享性、可視性產(chǎn)生了支持產(chǎn)品創(chuàng)新的四種方法，這四種方法可分別支持變異創(chuàng)新、模仿創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新和自由創(chuàng)新先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)2.數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)方法先進(jìn)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)數(shù)字化產(chǎn)品定義可變參數(shù)化模塊化設(shè)計(jì)可視虛擬產(chǎn)品開發(fā)方法可控?cái)?shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床共享異地協(xié)同設(shè)計(jì)制造反求與快速原型制造離散引發(fā)裝備重大革命，數(shù)字化制造奠定基礎(chǔ)20世紀(jì)制造技術(shù)的重大突破引發(fā)全球制造模式和跨國企業(yè)出現(xiàn)將人的觀察、思維、想象和操作集為一體實(shí)現(xiàn)快速設(shè)計(jì)，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)數(shù)字化可變參數(shù)化模塊化設(shè)計(jì)可二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(1)數(shù)據(jù)的可變性－參數(shù)化、變量化、模塊化設(shè)計(jì)

產(chǎn)品設(shè)計(jì)大多數(shù)是從已有產(chǎn)品進(jìn)化而來的，據(jù)統(tǒng)計(jì)，典型定單產(chǎn)品中的標(biāo)準(zhǔn)件、外購件或變型件占90%，全新零件只占10%左右;利用參數(shù)化、變量化、模塊化建模技術(shù)，可方便地修改設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)的效率，保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量和可靠性;

CAD中的尺寸驅(qū)動法是利用參數(shù)化、變量化技術(shù)修改設(shè)計(jì)的有力工具;利用廣義相似理論，通過對功能單元、結(jié)構(gòu)單元的重組可以獲得不同結(jié)構(gòu)形式的系列化產(chǎn)品;參數(shù)化、變量化技術(shù)也是配置設(shè)計(jì)和按定單設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(1)數(shù)據(jù)的可變性－參數(shù)化二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(2)數(shù)據(jù)的離散性----反求工程和快速原型技術(shù)設(shè)計(jì)

復(fù)雜產(chǎn)品的模仿創(chuàng)新是一條減少風(fēng)險(xiǎn)投入，加快產(chǎn)品創(chuàng)新的有效途徑。反求工程是利用某些測量方法（如三坐標(biāo)測量、CT、核磁共振、自動斷層掃描法等），在實(shí)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，重構(gòu)產(chǎn)品三維數(shù)據(jù)模型的方法?？焖僭图夹g(shù)是20世紀(jì)末期制造領(lǐng)域的重大突破，它直接利用CAD的離散數(shù)據(jù)，簡單、快速、準(zhǔn)確地將人的思想轉(zhuǎn)化成功能原型或零件，淡化了設(shè)計(jì)與制造的界線。先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(2)數(shù)據(jù)的離散性----二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)ScanningPointcloudCAD

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Model先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)ScanningPointc二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(3)數(shù)據(jù)的共享性----異地協(xié)同設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的發(fā)展為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化信息的傳遞和共享提供了技術(shù)手段。不僅有利于顧客的參與，更有利于快速獲得合作伙伴和競爭對手的信息，從而打破了傳統(tǒng)的閉關(guān)自守的開發(fā)方法。開放的異地協(xié)同設(shè)計(jì)方法可以充分利用合作伙伴的技術(shù)和資源，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)、資源共享和雙贏方針。先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(3)數(shù)據(jù)的共享性----二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(4)數(shù)據(jù)的可視性----虛擬產(chǎn)品開發(fā)方法

虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)（VirtualProductDevelopment）是在信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)上出現(xiàn)的最新數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)。

虛擬產(chǎn)品開發(fā)是實(shí)際產(chǎn)品開發(fā)、制造、使用、維護(hù)在計(jì)算機(jī)上的本質(zhì)表現(xiàn)，虛擬產(chǎn)品開發(fā)要求全面的產(chǎn)品數(shù)據(jù)描述和各種可視化的仿真工具及人機(jī)交互操作工具。

虛擬產(chǎn)品即存儲在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型，亦稱數(shù)字化原型或數(shù)字化樣機(jī)（DigitalMock-up）。先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(4)數(shù)據(jù)的可視性----二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)

虛擬產(chǎn)品開發(fā)不是簡單的數(shù)字化建模和仿真，它更強(qiáng)調(diào)虛擬技術(shù)的應(yīng)用，通過虛擬現(xiàn)實(shí)的交互性，沉浸性和想象性達(dá)到虛擬產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境的高速逼真化，并可對虛擬原型直接進(jìn)行操作，產(chǎn)生身臨其境的感覺

數(shù)字化樣機(jī)是描述產(chǎn)品功能和行為特性的產(chǎn)品數(shù)字化模型，它支持產(chǎn)品的多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)及產(chǎn)品運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)和使用性能仿真，通過對模型的評估、測試和優(yōu)化，可以預(yù)先了解相應(yīng)物理樣機(jī)的特性

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)字化樣機(jī)的基礎(chǔ)上提出了虛擬樣機(jī)的概念，它更強(qiáng)調(diào)仿真技術(shù)和VR技術(shù)的應(yīng)用，通過VR環(huán)境中人對虛擬原型的操作，可有效地發(fā)揮人的創(chuàng)造性，提高了概念設(shè)計(jì)和總體設(shè)計(jì)中的分析、決策能力。先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)虛擬產(chǎn)品開發(fā)不是簡單二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)巨型挖土機(jī)先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)巨型挖土機(jī)先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)數(shù)字化車身空氣動力學(xué)數(shù)值風(fēng)洞人機(jī)工程學(xué)先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)數(shù)字化車身空氣動力學(xué)先進(jìn)制造二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)載重卡車的數(shù)字原型先進(jìn)制造技術(shù)二.數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)載重卡車的數(shù)字原型先進(jìn)制造技三.CAD技術(shù)及應(yīng)用三.CAD技術(shù)及應(yīng)用

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ComputerAidedDesign，CAD）是20世紀(jì)50年代末發(fā)展起來的綜合性計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。它是以計(jì)算機(jī)為工具，處理產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的圖形和數(shù)據(jù)信息，輔助完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的技術(shù)。

CAD技術(shù)包含的內(nèi)容有；①利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品的造型、裝配、工程圖繪制以及相關(guān)文檔的設(shè)計(jì)；②進(jìn)行產(chǎn)品渲染、動態(tài)顯示；③對產(chǎn)品進(jìn)行工程分析，如有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)仿真等。先進(jìn)制造技術(shù)三.CAD技術(shù)及應(yīng)用三.CAD技術(shù)及應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)三.CAD技術(shù)及應(yīng)用三.CAD技術(shù)及應(yīng)用CAD技術(shù)的主要功能

零件造型、產(chǎn)品裝配

產(chǎn)品渲染、動態(tài)顯示、運(yùn)動仿真

工程分析，如有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)

繪制工程圖樣、編制物料清單（BOM，BillofMaterial)先進(jìn)制造技術(shù)三.CAD技術(shù)及應(yīng)用三.CAD技術(shù)及應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)三.CAD技術(shù)及應(yīng)用1.CAD的關(guān)鍵技術(shù)(1)產(chǎn)品造型建模技術(shù)

線框模型：以頂點(diǎn)和棱邊描述三維形體，為兩表結(jié)構(gòu)；

表面模型：以表面描述形體方法，為三表結(jié)構(gòu)；

實(shí)體建模：能完整表示三維的幾何信息和拓?fù)湫畔?，有掃描表示法、邊界表示法、?gòu)造實(shí)體幾何法等結(jié)構(gòu)形式；

特征造型：以具有工程語義的各類特征來定義描述形體的方法，便于CAD/CAM技術(shù)的集成。先進(jìn)制造技術(shù)三.CAD技術(shù)及應(yīng)用1.CAD的關(guān)鍵技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)三.CAD技術(shù)及應(yīng)用(2)單一數(shù)據(jù)庫與相關(guān)性設(shè)計(jì)

單一數(shù)據(jù)庫：與設(shè)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)來自同一數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品相關(guān)性設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短開發(fā)周期。

相關(guān)性設(shè)計(jì)：任何設(shè)計(jì)改動，都將及時反映到其它相關(guān)環(huán)節(jié)上。如：零件圖-產(chǎn)品裝配圖-零件數(shù)控程序-二維工程圖；左視圖-主視圖-俯視圖-三維實(shí)體模型；先進(jìn)制造技術(shù)三.CAD技術(shù)及應(yīng)用(2)單一數(shù)據(jù)庫與相關(guān)性設(shè)計(jì)先進(jìn)制造三