产品概念设计方案生成模型
产品数字化建模概论
几何实体模型
Meshing
有限元模型
沿线均布的压力
沿单元边界均布的压力
实体模型 在关键点加集中力
在关键点处 约束
FEA 模型 在节点加集中力
在节点处约束
4、产品装配模型
装配模型需要表示产品的结构关系、装配的物料清单、装配的约束 关系、面向实际装配的顺序和路径规划等。 (1) 装配结构树：装配结构模型反映产品 总体结构，初始设计可以 不涉及具体的几何信息，而仅仅表示产品的功能结构、层次结构以 及设计的关键参数。
工艺信息。
工艺信息模型-加工工艺流程刀路
3、数控加工模型
数控加工模型是指数控加工涉及的模型和产生的相应NC程序。 一个复杂零件的数控加工程序生成， 按照加工方法，有数控车、数控铣等加工； 按照工艺要求，有粗加工、精加工、清根等各种操作； 其中程序内部蕴含了工艺信息和加工方法，如粗糙度、公差选择、加 工方式、加工路线、刀具等。程序最后计算得出加工刀具轨迹，并经 过后置处理产生机床代码。这些信息构成了加工模型。 复杂产品的上述各种信息模型是非常庞大的，相关关系也非常复杂， 通常在PDM平台上进行统一管理。
产品仿真模型表达了仿真分析阶段的信息，对产品性能进行校验， 阶段成果包括图形、表格、数据、文本说明等各种形式。仿真分析的 充分利用，可以减少实际物理试验的次数，从而大大降低研制成本。
仿真技术广泛应用在产品设计、制造阶段，如设计阶段的各种有限 元分析、运动机构分析等仿真系统，在制造阶段的铸造浇注仿真、锻 造磨具仿真、数控加工过程仿真、装配仿真等。
零件2
装配体
子装配体1
零件1
子装配体3
零件3
零件4
零件5
子装配体2
装配结构树
零件6
大模型赋能制造业发展相关方案
大模型赋能制造业发展相关方案一、前言。
制造业的小伙伴们！咱都知道现在制造业就像一辆正在升级的超级跑车，而大模型呢，就像是给这辆跑车装上了超级智能的导航和涡轮增压引擎。
这方案就是要告诉大家，怎么让大模型在制造业里大显身手，让咱们的制造更牛、更强、更赚钱！二、大模型在制造业中的应用场景。
1. 产品设计与研发。
咱做产品的时候，以前就像在黑暗里摸索，靠经验和大量的试验。
现在有了大模型，就好比有了个超级创意助手。
概念生成：大模型能分析海量的市场趋势、用户需求和竞品信息。
比如说，咱要设计一款新手机，大模型能快速告诉我们现在年轻人喜欢大屏幕、高像素相机，还想要炫酷的外观，像那种折叠屏可能会很受欢迎。
然后设计师就可以根据这些信息，脑洞大开，设计出超酷的概念产品。
模拟测试：在产品还没做出来之前，大模型可以进行虚拟的性能测试。
就像我们要制造一个新的飞机发动机，大模型能模拟发动机在各种极端条件下的运行情况，比如高温、高寒、高海拔等。
这样我们就能提前发现问题，修改设计，避免在实际制造出来后才发现毛病，那可就费钱又费时了。
2. 生产流程优化。
生产流程就像一场精心编排的舞蹈，每个环节都得配合得恰到好处。
大模型就是那个超级舞蹈教练。
供应链管理：大模型可以实时监控供应链上的每个环节。
比如说，原材料供应商那里有什么风吹草动，它能马上知道。
要是某个供应商的金属原料因为天气原因要延迟交货，大模型就能提前通知我们，然后我们可以赶紧找其他供应商，或者调整生产计划，不至于让生产线停工等料，就像有了一个提前预警的小管家。
质量控制：在生产线上，大模型可以通过分析大量的生产数据，识别出可能影响产品质量的因素。
比如生产汽车的时候，如果某个零部件的尺寸总是有微小的偏差，大模型就能发现是哪个生产设备或者哪个工人操作有问题，然后及时调整，保证每辆车都能高质量出厂，就像给每个产品都配上了一个超级质检员。
3. 设备维护与预测性维修。
那些昂贵的生产设备就像制造业的宝贝疙瘩，要是它们突然罢工，可就麻烦大了。
Creo介绍
Packages包
– 包是由一个或多个应用，和/或扩展，绑定在一起给客户提供价值. – 新的基于角色的包
Industrial Designer Package
Creo Advanced Rendering Extension
Extensions
Creo Interactive Surface Design Extension Creo Flexible Modeling Extension
© 2010 PTC
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Creo Parametric 关键能力
强健的曲面和更真实的图形展示
– 使用扫描、混合、延伸、偏置和一系列专 门特征工具开发复杂曲面几何形状 – 使用工具如拉伸、旋转、混合和扫描修剪/ 延伸曲面 – 执行曲面操作，如复制、合并、延伸和转 换 – 革命性扭曲技术能够让你对几何进行全局 变形，扭转、折弯和拉伸模型 – 即使对大型装配组件也能创建精确、真实 的产品效果图片. – 进行动态模型方位改变时保持特定效果， 如阴影、反射、.
© 2010 PTC
17
Creo Parametric 关键能力
组件装配
– 享受稳健，快速的装配建模性 能 – 快速创建组件的轻量化、简化 表示 – 利用独特的的Shrinkwrap™ 工具创建轻量化且精确的模型 表示 – 通过AssemblySense™技术， 在装配指令中嵌入规则和逻辑， 使装配更为简单，精确
© 2010 PTC
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Creo Parametric 设定了数据互通性的新标准
数据互通性
– 新的SolidWorks 和 Autodesk Inventor接口 支持 – 非几何数据内容支持的行业领导者 – 支持ACIS,™ Parasolid,™和Granite®内核 – 直接转换格式：CADDS、AutoCAD® DWG 和 DXF – 行业标准转换格式: Autodesk® DXF, IGES, STEP, SET, VDA, ECAD, CGM, COSMOS/M, PATRAN®, 和SUPERTAB™ 几何文件, SLA, JPEG, TIFF, RENDER, VRML
中国传统设计思维方式探索
中国传统设计思维方式探索设计往往是需要一些独创的思维方法、方式，观察是设计思维的第一步，不会观察就根本无法去进行思维，因为你连”问题”都发现不了，那又将“思维”什么呢？这就好比一名技术娴熟的枪手，却不知道自己需要瞄准的对象在哪里一样。
在这里，涟漪工业设计整理出一系列设计思维方法，与大家分享。
设计思维方法之一：样本资料法作为一种概念生成的方法，也是传统的辅助方法，样本资料法必须搜集很多关于技术、物理原理或者工业设计的资料。
通常来说，它搜寻个对产品功能具有形态解决方案意义的书面的主意，它也搜寻生产、分析或者测试产品构思的概念。
样本资料法，根据其在过程中所处的高度开始研究．正如一句名言所说：“我之所以能够站得这么高，因为我站在巨人的肩膀上。
”这句话启示我们不应该从真空中产生概念。
当然，首先应该避免受到他人偏见的影响．直觉地生成概念。
不应该迷恋于对产品功能和系统的单一解决方法，这很难产生进一步的概念。
但是，我们应该充分利用前人的无数好主意，只有基于这样的考虑，才能够期待有所进步。
事实上，“概念生成”的同义词就是“综台”——搜集众多个人的想法和贡献，融合成新颖独特的概念。
让我们首先成为个“综合者”。
非常少的隋况下(如果有的话)概念是完全自发形成的。
在今天巨大的信息海洋中，信息搜集的工作常会被淹没因而，一个信息源的分类是需要的。
图2—1显示了一种分类的方法，在这个分类之中，个最主要的类别就是文献资料。
公开发表的媒体就是个巨大的源泉。
这种媒介的例子包括专利、学报、政府报告、型录、教科书、消费品期刊或产品信息。
在产品的领域．为了了解当前的技术水平，进行专利的搜索是十分必要的。
这也会有助于搜集到解决类似问题的产品，虽然它们可能在完全不同的领域。
除了出版物，信息也可以从类似的地方搜集到因特网、试验测试和其他人。
类似物包括在不同领域操作的、相似的产品或人造物。
因为它们在结构或者功能上与将要设计的产品相同。
例如．对咖啡豆研磨机的一个要求是要在研磨过程中“减少噪声”。
数字化设计制造技术基础
第一章数字化设计制造是现代产品研制的基本手段。
先进制造技术的特征：(1)先进制造技术是制造技术的最新发展阶段；(2)先进制造技术贯穿了制造全过程以至产品的整个生命周期；(3)先进制造技术注重技术与管理的结合；(4)先进制造技术是面向工业应用的技术。
设计制造技术主要表现在全球化、网络化、虚拟化、智能化和绿色化等几个方面。
任何一种产品的研制过程从大的方面可以划分为设计与制造两部分。
可以将产品的制造过程的基本要素抽象为产品（product）、工艺过程（process）、制造资源（resource），即PPR模型，实际的过程是三个要素相互耦合作用的结果。
串行设计与并行设计：(1)串行设计的组织模式是递阶结构，各个阶段的活动是按时间顺序进行的，一个阶段的活动完成后，下一个阶段的活动才开始，各个阶段依次排列，都有自己的输入和输出。
(2)并行设计的工作模式是在产品设计的同时就考虑后续阶段的相关工作，包括加工工艺、装配、检验等，在并行设计中产品开发过程各个阶段的工作是交叉进行的。
数字化设计制造基本概念：(1)数字化是利用数字技术对传统的技术内容和体系进行改造的进程。
(2)数字化设计就是通过数字化的手段来改造传统的产品设计方法，旨在建立一套基于计算机技术、网络信息技术，支持产品开发与生产全过程的设计方法。
数字化设计制造的内涵是支持产品开发全过程、支持产品创新设计、支持产品相关数据管理、支持产品开发流程的控制与优化等，归纳起来就是产品建模是基础，优化设计是主体，数据管理是核心。
(3)数字化制造是指对制造过程进行数字化描述而在数字空间中完成产品的制造过程是计算机数字技术、网络信息技术与制造技术不断融合、发展和应用的结果，也使制造企业、制造系统和生产系统不断实现数字化的必然。
(4)数字化设计制造本质上是产品设计制造信息的数字化，它将产品的结构特征、材料特征、制造特征和功能特征统一起来。
典型的CAD模型标准交换格式，DXF、DWG、JGES、STEP。
MBD介绍
应用MBD的生产制造
基于三维模型进行数控编程，针对具体工程特征，包含有装配信息、 工艺信息和制造信息，在产品加工模式下，可以将这些信息直接抽取 出来，实现该工程特征的数控编程。
更改流程
设计 批准 添加权限
会签
校对 协作工艺会签
审核
材料定额 会签
自动签字
移除权限
发放归档
其他审批流程
业务要求无明显变化 主要功能：
1、审批工艺集合时，优化自动添加对象到目标的功能； 2、PDF格式卡片签字，先单个工序的PDF签字，然后再将签字后的问题合并成整本工 艺。 3、手动和自动生成整本PDF格式工艺
填写工时、工艺内容、工艺资源 关键工艺技术要求等 投影工序图及工序模型
产品信息，自动映射
工艺资源
更新结构化工艺
结合MBD快速填写工具
工艺内容
Tc集成的内容：刀量辅具、工装、工艺资源库的内容 NX中增加自定义装配导航器，激活选中对象后，导航器仍然显示整个结构+页码和顺号显示出来。
基于MBD三维工艺设计过程
完成工艺编制； 在TC中生成XLS格式 的汇总卡片并修改 工序目录、工艺装备清单
1、不同的工艺类型是不一样的 2、同一种工艺也存在多种汇总模版 3、工序号和页码改了重新生成XLS。
基于MBD三维工艺设计过程
完成工艺编制； 生成汇总卡片（xls），并允许编辑 将TC中PDF格式的工艺卡片合并成册 发起审签流程
应用MBD的设计审批
UGNX8.5中文版基础教程第一章UGNX8.5基础入门
U G N X 8.5基础入门UG NX 8.5产品概述UG NX 8.5的功能模块认识UG NX 8.5工作环境系统参数设置 视图布局本章主要介绍UG NX 8.5产品概述、UG NX 8.5功能模块和UG NX 8.5工作环境方面的相关知识，同时还介绍了系统参数设置和视图布局的相关知识与操作技巧，在本章的最后针对实际的工作需求，介绍了鼠标和键盘操作、工具栏的定制以及对象显示和隐藏的方法。
通过本章的学习，读者可以掌握UG NX8.5基础入门方面的知识，为深入学习UG NX 8.5中文版知识奠定基础。
第 章1UG NX 8.5中文版基础教程1.1 UG NX 8.5产品概述UG是集CAD/CAE/CAM于一体的三维机械设计平台，也是当今世界上应用广泛的计算机辅助设计、分析与制造软件之一，在汽车、交通、航空航天、通用机械及电子工业等工程设计领域都有大规模的应用。
本节将介绍UG NX 8.5产品概述的相关知识。
1.1.1 UG NX 8.5简介UG提供了一个基于过程的产品设计环境，使产品开发从设计到加工真正实现了数据的无缝集成，从而优化了企业的产品设计与制造。
UG NX 8.5是NX系列的最新版本，NX 8.5 软件在现有功能的基础上增加了一些新功能，并提供了许多客户驱动的增强功能。
这些改进有助于缩短创建、分析、交换和标注数据所需的时间。
NX 8.5引入了一些新的仿真功能，增加了新的优化和多物理场解算方式，有助于更快速地制作和更新精度更高的分析模型，并大幅缩短结构分析、热分析和流体分析的解算时间(幅度高达 25%)。
新的功能不仅能够加快 NC 编程和加工速度、形成质量检测闭环、管理工装库，而且可以将 NC 工作数据包直接连接至车间，从而提升用户的零件制造生产效率。
1.1.2UG NX 8.5的应用领域UG是目前市场上功能最极致的工业产品设计工具，它不但拥有现今CAD/CAM软件中功能最强大的Parasolid实体建模核心技术，还提供高效能的曲面构建能力，能够完成复杂的造型设计。
BIM案例解析选择题
选择题1.与传统方式相比，BIM在实施应用过程中是以（各专业BIM模型）为基础，来进行工程信息的分析处理。
2.BIM结构设计模型内容按设计阶段包含（1.结构方案设计模型2.结构初步设计模型3.结构施工图设计模型）3.三维视角能体现室内装修细节，在项目还没开始，就能让业主理解设计意图，以结合业主的建议来优化设计方案，以上描述体现的是（建筑信息模型的可视化优势）。
4.在BIM模型调整完毕后，布置支吊架并进行校核计算，这是属于（机电深化）。
5.混凝土运料单打印载有运输信息的二维码，包含信息（方量、强度等级、塌落度、使用位置、浇筑时间、生产单位等）6.BIM的5D是在三维模型的基础上，融入（时间信息和成本信息）7.工作集协同方式的优点（a.多专业可对同一模型进行编辑b.各专业可随时了解整个模型构建情况和细节c.可通过提出修改申请方式，允许其他专业人员提出调整模型方案）8.多专业协同是属于BIM技术在（初步设计）阶段的应用。
9.（碰撞检测）属于BIM技术在施工中的基本应用。
10.（定制统一的标准）是BIM深化设计协调管理流程的首要步骤。
11.（场地日照分析）属于初步设计阶段中BIM应用。
12.属于BIM在施工企业应用的内容是（a.建立5D施工模型b.施工过程模拟c.施工深化设计）13.BIM技术在项目（a.决策阶段b.设计阶段c.施工阶段d.竣工阶段）成本控制中发挥作用14.管线排布的基本原则（大管、高低温、附件少、重力、无压、施工复杂的优先）15.基于B IM技术的成本管理说法正确的是（）16.在BIM团队中专业负责人的职责是（）P86页17.钢结构深化图纸包括（a.节点构造b.特殊构件c.施工详图设计）18.BIM深化设计协调管理流程的步骤（）19.项目管理者在设置完成工作集后，将工作权限释放，即设置所有的工作集（不可编辑）20.结构专业常用的明细表为（a.构件尺寸明细表 b.结构层高表c.楼梯表d.材料表明细）21.在机房管线综合排布中最优先排布的是（空调水管道）22.一般BIM模型拆分要求，根据电脑配置，单专业（不大于10000），多专业（不大于6000），单个文件（不大于100MB）23.Revit族分类是（系统族、可载入族、内建族）24.建造师为满足环境规划要求需基于环境分析数据设计多个建筑型体，概念设计阶段结合BIM建立的模型为（概念模型）25.冲突检测是指通过建立BIM三维空间（几何模型），在数字模型中提前预警不同专业在空间上的冲突、碰撞问题26.结构方案设计模型的模型信息包括（1.项目结构基本信息2.结构材质信息3.结构荷载信息）27.结构初步设计模型的模型信息包括（1.构件配筋信息2.扰度裂缝的控制信息，配筋率信息3.采用新技术、新材料的做法说明及构造要求4.结构整体控制指标完成情况）28.结构施工图设计模型的模型信息包括（1.抗震构造措施说明2.结构设计说明）29.精细化桩基施工过程的BIM应用（）30.BIM结构设计基本流程为（可提取结构构件工程量、可绘制局部三维节点图）应用BIM技术进行安全管理包含的内容（1.施工准备阶段安全控制2.深化设计 3.施工过程仿真模拟 4.施工动态监测 5.防坠落管理 6.施工风险预控7.塔吊安全管理8.灾害应急管理）31.Catia参数化设计的特点或作用（1.实现参数驱动模型变更2.变更更快捷3.便于后期基于参数统计工程量）32.Revit施工图设计主要工作按工作类型分为两个阶段（模型设计+标注出图）33.BIM在投标过程中的应用有（基于BIM的方案设计、施工方案模拟、4D进度模拟）34.在招标控制中使用的BIM模型获取途径（1.按照施工图纸建模2.将CAD电子图纸识图转图为BIM模型3.复用或导入设计提供的BIM模型生成算量模型）35.建筑工程招标按承发包模式分类有（1.工程咨询承包模式2.设计管理承包模式3.设计施工承包模式4.交钥匙承包模式5.CM模式6.BOT模式）36.在设备建族的过程中，在右键快捷菜单中可以对设备族进行哪些操作（）37.工作集协同绘图方式是将所有人的修改成果通过（网络共享文件夹）的方式保存在（中央服务器中）38.钢结构的主要缺点是（造价高），同种类的钢板，厚度越大（强度越低），结构用钢材按含碳量属于（低碳钢），在钢材力学性能指标中（冷弯强度）即能反应钢材塑性又能反应冶金缺陷。
I-DEAS软件三维设计中文指南
第一章 概述1.1 CAD技术的发展及I-DEAS工程软件简介CAD(Computer Aided Design)就是设计者利用以计算机为主的一整套系统在产品的全生命周期内帮助设计者进行产品的概念设计、方案设计、结构设计、工程分析、模拟仿真、工程绘图、文档整理等方面的工作。
CAD既是一门多学科的交叉学科，它涉及计算机学科、数学学科、信息学科、工程技术等；CAD也是一项高新技术，它对企业产品质量的提高、产品设计及制造周期的缩短、提高企业对动态多变市场的响应能力及企业竞争能力都具有重要的作用。
因而，CAD技术在各行各业都得到了广泛的推广应用。
本节就CAD技术的发展及I-DEAS软件予以简介。
1.1.1 CAD技术的产生与发展CAD指使用计算机系统进行设计的全过程，包括资料检索、方案构思、零件造型、工程分析、工程制图、文档编制、模拟仿真等。
在设计的各个阶段设计者充分发挥计算机的辅助作用，充分发挥“人机协同效应”。
因此CAD概念一提出，就引起了工程界的关注和支持。
随着CAD技术应用的不断深入、计算机硬件技术和计算机软件技术的快速发展，CAD概念发生了较大的变化和拓宽，CAD的内涵也得到了充实，CAD系统得到了迅速地发展和完善。
20世纪60年代初，美国麻省理工学院MIT开发了名为Sketchpad的计算机交互处理系统，并描述了人机对话设计和制造的全过程，这就是CAD/CAM的雏形，形成了最初的CAD概念：科学计算、绘图。
计算机在设计过程中的应用，形成了CAD系统。
从20世纪60年代初到70年代中期，CAD从封闭的专用系统走向开放式的商品化软件系统，主要技术特点是二维、三维线框造型，其软件系统只能表达基本的几何信息，不能有效表达几何数据间的拓扑关系；且系统需配备大型计算机系统，价格昂贵。
此时期有代表性的产品是：美国通用汽车公司的DAC-1，洛克希德公司的CADAM系统。
在此时期CAD开始进入应用阶段。
20世纪70年代后期，CAD系统进入发展时期。
设计流程是什么
设计流程是什么设计流程是指在进行设计任务时，按照一定的步骤和方法进行的一系列操作和过程。
设计流程对于设计项目的顺利进行和高效完成起着重要的指导作用。
下面将介绍一个常用的设计流程，包括以下七个步骤。
第一步：需求分析需求分析是指对设计任务的目标、要求和约束进行深入的调研和分析。
包括与客户或团队成员的沟通，确定设计目标、主题、风格、用途、受众等方面的要求和期望。
通过需求分析，可以明确设计方向和范围，为后续的设计工作奠定基础。
第二步：概念设计概念设计是指在需求分析的基础上，进行创意和构思的过程。
设计师需要通过头脑风暴、素材收集和灵感激发等方式，生成多种可能的设计方案和概念。
在此过程中，设计师可以以手绘草图、数字原型或3D模型等方式表达自己的设计理念。
第三步：方案评审方案评审是对概念设计的各种方案进行综合评估和选择的过程。
评审主要从设计目标的实现性、操作流程的合理性、创意性和可行性等方面进行考量，并结合实际情况和商业价值，选出最佳的设计方案。
评审过程通常需要与美术、工程、市场等相关人员进行充分的讨论和确认。
第四步：详细设计详细设计是将选定的设计方案进一步细化和完善的过程。
涉及到设计构图、色彩搭配、材质选择、排版规范、可视化效果等具体细节的处理。
详细设计需要结合设计软件和工具，进行设计图纸、样品制作、模型建立等操作，使设计方案具备明确的实施性。
第五步：制作生产制作生产是将详细设计方案转化为实际产品或作品的过程。
根据设计方案的不同要求和特点，可能涉及到不同领域的专业制作，如平面印刷、网页开发、产品制造等。
制作生产阶段需要设计师与制作人员保持沟通和协调，确保设计方案的准确实现。
第六步：测试与修改测试与修改是指对设计产品进行质量检验和改进的过程。
通过对设计产品进行真实环境下的测试和反馈收集，发现问题和不足之处，并及时进行修改和优化。
测试与修改的过程可能需要多次迭代，直至最终的设计产品满足客户需求和质量要求。
第七步：交付与反馈交付与反馈是将设计产品交给客户并接受客户的意见、评价和建议的过程。
概念产品与产品概念设计
概念产品与产品概念设计1.概念产品1.1产品定义1.1.1广义产品广义产品是指为了满足人们某方面的需求而设计生产的具有一定用途和形态的物质产品和非物质形态的服务的总和。
所以广义的产品应包括具有功能效应和利益的实质产品；具有一定的质量、品类、款式、规格、商标和包装的形式产品；以及提供上门安装、维修保养等服务的延伸产品等三部分。
1.1.2狭义产品狭义产品仅指具有物质功效的使用价值和交换价值的物质产品。
1.2概念产品概念产品是关于产品总体性能、结构、形状、尺寸和系统性特征参数的描述。
是根据市场需求和产品定位而对产品进行的规划和定位。
是形式产品设计的依据，并用以验证和评价对市场需求的满足程度，以便制定企业所期望的商业目标。
概念产品是对设计目标的第一次结构化的、基本的、粗略的，但却是全面的构想，它描绘了设计目标的基本方向和主要内容。
概念产品不是直接用于生产、营销、服务的终端产品。
是制造企业开拓市场、赢得竞争的工具。
根据用户要求，通过总体性能、结构、规格、尺寸、形状和技术参数等来表述可预见或可以实现的市场可竞争性、可生产性、经济性、可维护性的产品概念。
2.产品概念设计2.1产品概念设计的定义和概念以概念产品为目标的设计称作产品概念设计。
“概念设计是由分析用户需求到生成概念产品的一系列有序的、可组织的、有目标的设计活动，它表现为一个由粗到精、由模糊到清晰、由具体到抽象的不断进化的过程。
”概念产品设计是家具设计过程中最重要、最复杂、最不确定的设计阶段，也的产品形成价值过程中最有决定意义的阶段，它是设计理论中研究的热点。
它需要将市场运作、工程技术、造型艺术、设计理论等多学科的知识相互融合综合运用，而对产品做出概念性的规划。
2.2产品设计概念过程2.2.1一般产品设计过程一般产品设计可分为三个阶段，即社会调查与需求分析阶段、概念设计过程、造型设计过程和施工设计过程。
需求分析总是根据市场调查的信息对产品进行细分市场定位，并对概念产品提出要求，也可以把需求分析看成是概念设计的一个组成部分。
TRIZ创新设计图解
方案选择(TRIZ) ◇方案选择 对策矩阵 风险管理 ◇方案实施 防错技术 目标管理 ◇控制计划 培训 记录 监控 系统与结构 ◇控制图 假设检验(TRIZ) ◇假设检验 ◇过程能力评价 ◇最佳实践共享 转化
23
过程FMEA ◇基本统计学 ◇决策 ◇XY矩阵 ◇过程 矩阵 ◇非正态数据的图形数据分析 时间序列图 控制图 排列图 直方图 散点图 盒形图 边缘图 ◇测量系统分析 (TRIZ) ◇过程能力评价
TRIZ典型解决发明问题图片 典型解决发明问题图片
TRIZ理论体系 理论体系
技 术 系 统 进 化 法则 物场模型分析 最终理想解
40个发明原理 个发明原理
.
产品创新
发明问题解决算法
发明问题 标准解法
科学效应 知识库
矛盾巨阵 创新原理
物理矛盾 分离方法
2
发明问题
最终解决 方案
技术系统进化法则 理想化 需求功能/资源分析及矛盾定义 需求功能 资源分析及矛盾定义 发明问题解决程序 (ARIZ)
技术预见 情景分析 技术预测
TRIZ理 理 创新技法
DFM / DFMA
TPS / LP 技术创新 计法
化 技术创新评
22
TRIZ理论与六西格玛在各阶段的融合 理论与六西格玛在各阶段的融合
定义 测量 分析 改进 控制
◇业务个案 ◇项目期望矩阵 问题/目标陈述 ◇问题 目标陈述 TRIZ(理想化） 理想化） 理想化 主要/次要指标 ◇主要 次要指标 ◇变革管理 ◇VOC/QFD ◇SIPOC ◇过程图
研发评审与质量控制 市场需求 现有技术 用户需求 分析 专利检索分析 竞争性分析 检索预测分析 产品研发决策 系统分析 问题定义 产品改进方向 方案生成 功能分析 资源分享 因果分析 知识库检索 专利库检索 矛盾定义与求解 被 选 方 案 IP战略 战略 专利生成专利规划
数字化设计技术总结
1、广义的数字化设计技术涵盖以下内容:6、数字化仿真的基本步骤:系统建模，仿真实验，仿真结果分析1)产品的概念化设计、几何造型、虚拟装配、工程图生成及相关文档编写。
1）在计算机上将描述实际系统几何、数学模型转化为能被计算机求解的仿真模型2)进行产品外形、结构、材质、颜色的优选及匹配，满足顾客的个性化需求，实2）运行仿真过程，进行仿真研究过程，对所建立的仿真模型进行试验求解的过程现最佳的产品设计效果。
3)分析产品公差、计算质量、计算体积和表面积、3）仿真结果分析：从试验中提取有价值的信息以指导实际系统的开发分析干涉现象等。
4)对产品进行有限元分析、优化设计、可靠性设7、有限元分析方法的基本原理计、运动学及动力学仿真验证等，以实现产品拓扑结构和性能特征的优化。
将形状复杂的连续体离散化为有限个单元组成的等效组合体，单元之间通过有限个2、曲线二阶参数连续性，二阶几何连续性含义及其之间的关系？2二阶参数连续性，记作C连续，是指两个曲线段在交点处有一阶和二阶导数的节点相互连接;根据精度要求，用有限个参数来描述单元的力学或其他特性，连续体的特性就是全部单元体特性的叠加;根据单元之间的协调条件，可以建立方程组，方向相同，大小相等。
二阶几何连续性，记为G2连续，指两个曲线段在交点处2连续，指两个曲线段在交点处联立求解就可以得到所求的参数特征。
其一阶、二阶导数方向相同，但大小不等。
关系：1）曲线面造型中，一般只5/数字化开发技术：以计算机辅助设计CAD、计算机辅助工程分析CAE为基础的用到一阶和二阶连续性；2）同级参数连续必能保证同级几何连续，同级几何连数字化设计DD和计算机辅助制造CAM为基础的数字化制造DM技术，是产品数续不能保证同级参数连续；3）二者形成的曲线面形状有差别。
字化开发技术的核心内容。
3、实体造型优缺点：4/数字化开发技术的意义：优点：完整定义三维形体，确定物体的物性参数，方便的生成三维物体的多视图和产品的数字化开发技术深刻地改变了产品设计、制造和生产组织模式，成为加剖视图，可以消除隐藏线和面，直接进行数控加工编程。
产品设计过程模型、策略与方法
设计过程 产品定义
设计方法
文献及专利检索
n
趋势分析
n
市场分析
n
需求分析
n
质量功能布置
n
性能规格说明
n
规格说明条目
n
目标树及功能分解
功能结构
功能方法树
设计目录
形态学矩阵
公理设计
可行性预测
评价矩阵
性能评价
产品生成
价值工程
o
稳键设计
可靠性分析
快速原型与试验
注：n首选 o次选 p偶尔选择
1 前言
为了生存与发展，现代企业必需响应产品时间(T, Time to market)、成本(C, Cost)、质量(Q, Quality)、售后服务(S, Service)的竞争压力[1]，为此，在新产品开发过程中采用适合于本企业的 设计过程模型、设计策略与方法已成为新产品开发的关键环节之一。
产品设计是包含创新活动的复杂过程，为了使该过程容易实现，一般把其分解为产品定义、概 念设计、技术设计、详细设计四个阶段，又可进一步将其分解为更为详细的阶段[2]，或将技术设计 作为概念设计的一部分而将设计过程分为三个阶段[3]。产品的设计过程模型不仅要研究设计过程的 主要阶段及各主要阶段的内容，而且要研究各主要阶段的工作顺序。近年来由于市场竞争，产品的 生命周期越来越短，新产品不断涌现并代替老产品，为了适应这种要求，在设计过程各主要阶段工 作顺序研究的基础上，出现了并行设计[4]等新模型。
构，要有产品开发的下游人员参加，为了共同的目的——尽快开发出新产品而共同努力。 该类模型不仅适用于具备网络环境的大中型企业，也适用于不具备网络环境的小企业。
概念设计 技术设计 详细设计与分析 原型试制与实验
产品开发方案优化的模糊机会约束规划模型及求解
产品开发方案优化的模糊机会约束规划模型及求解一、绪论1.1 研究背景和意义1.2 国内外研究现状及局限性1.3 研究内容和目标1.4 论文结构二、模糊机会约束规划模型2.1 机会约束规划模型简介2.2 模糊机会约束规划模型的建立2.3 优化目标的确定三、模糊机会约束规划模型求解算法3.1 遗传算法简介3.2 改进的遗传算法3.3 灰色关联度分析四、产品开发方案的优化4.1 优化方案的制定4.2 实例分析4.3 优化结果的分析和评价五、结论和展望5.1 研究结论5.2 研究展望参考文献一、绪论1.1 研究背景和意义随着市场竞争的日益激烈，产品开发方案的制定已成为企业成功的关键之一。
一个好的产品开发方案不仅能够提高产品的竞争力和市场占有率，还能为企业带来巨大的经济利益。
然而，在产品开发过程中，由于市场需求的不确定性和技术开发的限制，制定一种符合市场需求的最优化方案变得尤为困难。
为了解决这个问题，许多学者提出了机会约束规划模型来帮助企业制定更好的产品开发方案。
该模型通过对不同机会条件的约束建立了一个有约束的优化问题，从而解决了市场需求的不确定性和技术开发的限制问题，帮助企业制定更好的产品开发方案。
然而，由于传统机会约束规划模型在等式或不等式约束的表示上通常是精确的，不能完全描述市场需求不确定性和模糊性。
因此，面对市场竞争的新形势，寻求一种适用于模糊不确定性的机会约束规划模型及求解算法已经成为业界的迫切需求和研究热点。
1.2 国内外研究现状及局限性针对优化问题，国外学者主要采用了基于差分进化算法、遗传算法、禁忌搜索等优化算法来解决。
而在国内，由于优化问题计算量大，设计的约束条件复杂，仍然存在一些问题。
首先，国内机会约束规划模型仍然侧重于传统的等式或不等式的约束表示，不能完全描述市场需求的模糊不确定性。
其次，许多国内学者关注于如何确定优化目标和改进求解算法，忽视了在优化问题建模方面的重要性。
1.3 研究内容和目标本文旨在提出一种适用于模糊不确定性的机会约束规划模型以及一种改进的遗传算法和灰色关联度分析的求解算法，以有效解决产品开发过程中如何制定最优化方案的问题，并通过实例分析进行应用验证。
产品概念设计
第1章绪论1.1 产品创新的核心——产品概念设计中国已经成为工业生产的大国，但还不是工业生产的强国。
我国的产品大多以OEM贴牌加工的方式变成了外国的货品，而即使是我们自有品牌的出口，也因为设计的粗陋使得中国制造的产品成了低质低价的代名词，过于注重模仿与引进，不注重自主知识产权和产品创新设计是我国多数产品的通病。
一个非常著名的提法是，中国要成为世界产品的“生产车间”，但与那些跨国企业生产的造型新颖、工艺考究的产品赚取的成倍利润相比，这个生产车间为自己创造的利润只有1%~2%。
惟有创新，才能令中国企业走上自强之路；惟有重视设计，才能令中国由“制造大国”走向“制造强国”。
中国工程院院士、##大学校长潘云鹤教授在谈到产品创新时说，创新有两类：第一类是原理上的改变，如从无到有的创新，比如科技发明；第二类创新是在第一类的基础上进行改进，这类改进更符合使用者的行为习惯和个性需求。
在产品设计过程中，能集中体现这两类创新的工作就是产品概念设计。
产品概念设计作为设计过程的早期阶段，其核心就在于产品创新。
一旦概念设计被确定，产品设计的60%~70%也就确定了，而概念设计阶段所花费的成本和时间在总的开发成本和设计周期中占的比例通常都在60%以下，并且很难或不能在详细设计阶段纠正产品设计的缺陷。
因此产品概念设计质量与效率不仅对产品的创新性、功能的合理性、使用的宜人性和外观造型的美观性等起着决定性的作用，同时也直接影响到整个产品的开发周期、上市时间、生产成本等重要因素。
1.1.1 产品设计发展历程与趋势纵观产品设计过程的发展历程和趋势，大致可分成如图1-1所示的4个发展时期。
1．第一时期（20世纪六七十年代）这一阶段把设计过程划分为功能设计（阐明任务书）、原理设计（方案设计）和技术设计（结构设计）三大阶段。
在这个阶段，计算机辅助技术主要局限于工程设计绘图的层次，并没有打破传统的设计过程划分。
制造过程也主要是基于传统的“制造装配→实样试验→批量生产”的流程。
复杂机电产品概念设计原理方案博弈决策与优化的
确定约束条件
在决策过程中，需要考虑各 种限制条件，如资源、时间 等。
博弈决策分析方法
静态博弈分析方法
对于同时进行决策的博弈，可以使用静 态博弈分析方法，如纳什均衡。
多阶段博弈分析方法
对于多个阶段相互关联的博弈，可以 使用多阶段博弈分析方法，如重复博
弈。
动态博弈分析方法
对于不同时间点进行决策的博弈，可 以使用动态博弈分析方法，如微分博 弈。
02
提出了一种新的博弈决策模型 ，能够更准确地模拟实际决策 过程
03
通过实验验证，新模型能够有 效地提高概念设计的质量和效 率
研究不足与展望
虽然新模型在实验中表现出色，但还需要在实际应用中进一步验证 需要进一步研究如何将博弈决策与其他优化方法相结合，以更好地解决复杂机电产品概念设计中的问题 对于不同类型和复杂度的机电产品，需要研究针对性的博弈决策方法，以提高决策的针对性和准确性
功能性
概念设计阶段是创新最为集中的阶段，需 要充分发挥设计人员的创造力和想象力， 提出新颖、实用、可行的设计方案。
可制造性
复杂机电产品概念设计需要以满足用户需 求为目标，确保产品具备所需的功能和性 能。
概念设计需要考虑产品的可制造性，合理 选择制造工艺和材料，降低制造成本和风 险。
复杂机电产品概念设计的一般步骤
复杂机电产品的定义与特点
定义
复杂机电产品通常是指由机械、电子、信息、控制等多个子系统组成，具有复 杂功能和形态的大型装备。
特点
复杂机电产品具有多学科交叉、技术密集度高、系统复杂度高、研制周期长、 投入成本高、风险大等特点。
复杂机电产品概念设计的基本原理
系统论
创新性
复杂机电产品概念设计需要遵循系统论的 原理，将产品视为一个有机整体，强调各 组成部分之间的协调与优化。
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市 场竞 争 力及 企业获 利 的关 键 因素一 。其 本 质 是产
品刨新 。为加 速产 品创 新 ， 念 设 计 自动 化 技 术 逐 概 渐成 为设 计领 域 的研 究 热点 之一口 。 一 建 立 概念设 计方 案 生成模 型 的根本 目的是使 产 品概念 设 计规 范化 、 式 化 ， 形 以便对 概念 设计 自动 化 提供有 效 的支 持 。在 现 有 的 概 念设 计 模 型 中 ， 案 方
扑结 构设 计 ， 结构设 计 中既考 虑其 功 能需 求 ， 在 也考 虑 其行 为特 性 ， 得在 设计 描述 中蕴 涵浅 层 知识 （ 使 元
素 、 素属性 和元 素之 间 的关 系 ） 元 和深 层 知 识 （ 功能
和 行 为 ） 。
以上两种 Ｆ Ｓ模 型 主 要 是 为 了更 加 符 合 人 的 Ｂ 设 计思 维 规律而 提 出的认 知框 架 模 型 ， 没有 涉 及功
能 、 为 和载体 问 映 射 的具 体 实 现 方 法 。本 文 将行 行
为域 （ ｅａ ｉｒ ｏ ｉ） ｂ ｈ ｖｏ ｍａｎ 引人公 理 化设 计 （ ｉｍａｉ ｄ Ａｘ ｏ ｔ ｃ Ｄｅｉｎ ＡＤ 的域 结构 中 ， ｓｇ ， ） 建立 了具 有 顾 客 需求 域 的 概 念设 计方 案生成 模 型 （ 为 ＣＦ Ｓ模 型 ） 称 Ｂ 。模 型 中
中圈分类号 ： ＴＨ１２ Ｔ ３ １ ７ ２ ；Ｐ ９．２
文献标识鸦 ： 是 在 全 面 考 虑 各 种 设 计 约 束 的 条 件 下， 以设 计 目标 为输 人 ， 以产 品概念 设计 方案 为输 出 的系统 所 包含 的工作 流程 ， 是决定 产 品最终 质 量 、 它
空 间被 划 分 为 依 次 相 邻 的 四个 域 ： 客 需 求 域 顾
（ｕ ｔｍｅ ｏ ｉ） 功能域 （ｕ ｃｉｎ ｌ ｏ ｉ） 载 ｃ ｓｏ ｒ ｍａｎ 、 ｄ ｆｎ ｔ ａ ｍａｎ 、 ｏ ｄ 体域 （ ｈ ｓ ａ ｄ ｍａ ） ｐ ｙ ｉ ｌ ｏ ｉ 和过 程域 （ ｒ ｃｓ ｏ ｉ） ｃ ｎ ｐ ｏｅ ｓｄ ｍａｎ 。
ｌ 基 于公 理 化 设 计 的 方 案 生 成 模 型
１ １ 公 理 化 设 计 简 介 ．
公 理 化 设 计 （ ｉｍａｉ Ｄｅｉｎ ＡＤ）中， 计 Ａｘｏ ｔ ｓ ， ｃ ｇ 设
该模 型 给 出了行 为变量 的 不同变 化方 式对 功能 实现
的影 响 （ Ｂ） 以及 结 构 和 行 为 问 的依 赖 关 系 （ Ｆ— ， Ｂ
基 金 项 目 ： 家 自然 科 学基 金资 助 项 目（ ９７ ０ ３ ｝ 育 部 科 技 重 点 资 助 项 目（ ９ ０ ） 国 ５７５８）教 ９ ］ ９ 作 者 俺 介 ： 慧 军 （９ ５ ． ， 林 抚 橙 ＾ ｒ 安 交 通 大 学 Ｃ Ｍ 研 究 所 博 士 研究 生 ． 宋 １ ７ 一） 男 吉 西 Ｉ 主要 从 事 产 品 概 念 设 计 理 论 、 法 及计 算 机 辅 助 支 撑 技 术 方
中不 足之 处主 要有 两个 方 面 ； 缺 乏对 用 户 需 求 的 ① 处理 ｝ 缺乏 实现 功 能 和 载 体 间 映 射 的 具 体 方 法 ②
关 于功能 和载体 间的关 系 ， Ｕｍｅａ等 提 出 了功 能 ｄ
一
行 为 一状 态 （ ｕ ｃｉｎ Ｆ ｎ ｔ —Ｂ ｈ ｖｏ —Ｓ ａｅ 模 型 。 ｏ ｅ ａ ｉｒ ｔｔ）
设 计 方 案 生成 模 型 ｝ 功 艟 域 、 为域 和 载体 域 之 间 的 映射 视 为 整 体 。采 用 质 量 功 能 配 置 方 法 建 立 了顾 客 需 求 域 将 行 与该 映 射 整 体 之 间 的关 系 ； 对 映射 整体 定 义 了 一 种 域 映 射 规 则 ， 出 了域 映 射 过 程 的 数 学 语 言 形 式 化 描 述 。以 针 给 高 速链 式 平 缝 机 方 案设 计 为 例 ， 所 提 出 的模 型 和 方 法 进 行 了 说 明 。 对 美 蕾 词 ： 理 化 设 计 ； 念 设 计 ； 案 生 成 ； 型 公 概 方 模
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第 ８卷 第 ５期 ２０ ２年 ５月 ０
计 算机 集成 制造 系统
ｃ Ｍｓ １
Ｖｏ ． ． １８ Ｎｏ ５
Ｍ ａ ｙ２００２
Ｃ ｍｐ ｔ ｒＩ ｔ ｇ ａ ｅ ａ ｕ ａ ｔ ｒｎ ｙ ｔ ｍｓ ｏ ｕ ｅ ｎｅ ｒｔｄ Ｍ ｎ ｆｃｕ ｉｇＳ ｓｅ
文 章 编 号 ：０ ６ ５ １ （０ ２ ０ 一 Ｏ ４ 一 Ｏ １０ — ９ ｌ２０ ）５ ３ ２ ５
产 品概 念 设 计 方 案 生 成 模 型
宋 慧 军 ， 志 航 林
（ 安交通大学 ＣＭ 研究所 ， 西 西 Ｉ 陕 西安 ７０４） １０ ９
摘
要 ： 公 理 化 设 计 中引 人 行 为 域 ， 出 了具 有 客 需 求 域 一 功 艏 域 一 行 为 域 一 载 体 城 映 射 模 式 的 概 念 在 提 顾
采用 质量 功能 配 置 （ Ｄ） 法 对 顾 客 需 求 进行 处 ＱＦ 方 理， 建立 了顾 客 需求域 与 其他域 之 间的关 系 ， 并将 功
能域 、 行为 域 和载体 域 之 间 的 映 射视 为 相 互 联 系 的 整体 ， 定义 了一 种映射 规则 。
生 成 主要 包 括功 能 分 析 和载 体 生成 两个 阶 段【 ， ３ 其 ］
—ｓ ， 明 了结 构或 子 结构 通 过行 为 达 到设 计 功能 ）说 的方 法 。Ｑｉｎ 等一 提 出 了 功 能 一 行 为 一 结 构 ａ （ ｕ ｃｉｎ Ｒ ｈ ｖｏ —Ｓｒ ｃｕ ｅ 模 型 进 行 产 品拓 Ｆ ｎ ｔ － ｅ ａ ｉｒ ｔｕ ｔｒ ） ｏ
收 藕 日期 ：０ １ ７ １ ‘Ｉ订 日 期 ：０ １ Ｏ Ｉ ２ ０ —０ — ６ ． ２ ０ 一ｌ —ｌ