先进制造技术之现代设计技术(PPT 65页)

2006-4-26
18
产品分析
2006-4-26
19
以下图零件的模具设计为例
2006-4-26
Байду номын сангаас
14
最引人注目的设计技术
• 现代设计技术中最受设计 工作者关心的是并行设计 技术和虚拟设计技术。
2006-4-26
15
并行设计技术
• 并行设计是并行工程、协同设计、敏捷制造、 虚拟制造等先进技术的基础，它涉及到计算机 技术、通讯技术、机械设计方法等领域。而并 行工程是把CAD、制造、管理和质量保证等有 机地集成在一起，实现信息集成、信息共享、 过程集成。设计者一开始就考虑到产品全生命 周期中所有因素，包括质量、进度、成本和用 户需求。
2006-4-26
11
竞争优势创建技术包括：
•创新设计技术 •降低成本设计技术 •快速设计技术 •仿真与虚拟设计技术 •智能设计技术 •广义优化技术 •工业产品造型设计技术
采用新原理、新方法的全新产品设计 设计是一种创造性思维活动，随科技和 经济的发展对创新设计提出新的挑战，计算 机的应用为设计创新带来新希望，智能化是 重要方向。
2006-4-26
17
并行设计的内容（2）
• 产品开发队伍重构：将传统的以功能部门 为主线的产品设计，改变以产品为主线， 组织多功能集成产品开发团队，进行产品 并行开发。
• 协同工作环境：利用多煤体、网络等技术， 组建协调工作环境，支持并行设计。
• 并行设计技术实际上是一门涉及多个领域 的交叉学科，内容极为丰富。
2006-4-26
6
绿色产品设计技术包括:
•面向环境的设计技术 •面向能源的设计技术 •面向材料的设计技术 •人机工程设计技术
2006-4-26
7
绿色产品设计技术举例 — 零件结构的拓扑 优化 减少材料利用
2006-4-26
8
优良性能设计基础技术
• 优良性能设计基础技术是一项以提高机械产品综合性 能为目标的设计技术，是各种创新技术发展的基础， 是全寿命周期设计技术的必要条件，世界各发达国家 和企业都十分重视此技术的研究开发和应用。
以缩短产品开发周期为主要目的设计技 术，包括模块化设计、并行设计、基于实例 设计、反求设计、虚拟设计等，一切有助于 加快产品开发速度的理论和方法都是快速设 计的组成部分，涉及多学科的交叉、多方向 发展。
并联机床设计
2006-4-26
12
全寿命周期设计技术
• 全寿命周期设计改变了制造业的企业结构和工作 方式，能对产品生产周期、质量和成本进行有效 控制，形成生产、销售、用户服务一条龙。主要 体现在缩短产品投放市场时间、提高质量、降低 生产成本、增强市场竞争力。其特点是全寿命全 系统管理、全寿命周期费用分析，达到“优生、 优育、优管”。
1
传统设计技术
• 传统的产品制造模式是一个开环系 统，即原料 工业生产 产品使用 报废 弃入环境。它是靠大量消耗 资源和破坏环境为代价的工业发展 模式。所以设计技术主要考虑产品 的功能、质量和成本。
2006-4-26
2
现代设计技术
• 现代设计技术是根据产品在整个生命周期中功 能和市场竞争（时间、质量、价格）的需要， 考虑生态环境和资源效率，应用科学知识和现 化技术，经过设计人员创造性的思维、规划和 决策，制定先进的产品设计方案，通过CAD等 先进方法，并使方案付褚实施的技术。
• 体现在静态到动态、单项到综合、个体到系统、无限 寿命到有限寿命、设计对象向太空、深水、微观、生 命等领域发展，设计的基础理论要求更高。
2006-4-26
9
优良性能设计基础技术包括：
•可靠性设计 •试验技术 •防疲劳断裂设计技术 •系统动态设计和稳定性设计技术 •摩擦学设计技术 •防腐蚀设计技术 •表面工程设计技术 •状态监测 •补偿控制技术
2006-4-26
4
现代设计技术的内涵
现代设计技术包含了： • 绿色产品设计技术 • 优良性能设计基础技术 • 竞争优势创建技术 • 全寿命周期设计技术
2006-4-26
5
绿色产品设计技术
• 绿色产品设计技术是在保证产品的功能、质 量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资 源效率，使产品在整个生命周期（设计、制 造、使用到报废）中，符合环境保护和人类 健康的需要，对生态环境无害或危害极少， 资源利用率最高，能源消耗最低的设计技术。
成本沉淀理论—设计的重要性
现代设计技术100 %
是先进制造技术
的第一个环节，
根据成本沉淀理 50 论，设计成本占
产品成本5-7%，
但却决定产品成
本的70％!
0
18% 70%
5%
3%
设计开发 生产准备
5%
7%
54%
28% 对成本的影响 所需成本
加工 材料消耗 销售管理
2006-4-26
企业中成本的确定
2006-4-26
16
并行设计的内容（1）
• 过程重构：由传统的串行产品开发模式转 变成集成的、并行的产品开发模式，使下 游设计过程中的需求及早地反馈给相应过 程中。
• 数字化产品定义：包括数字化产品模型定 义和管理、数字化过程定义和管理、数字 化工具定义和信息集成，如DFQ、DFA、 DFM、CAD/CAE/CAM集成等。
2006-4-26
10
竞争优势创建技术
• 竞争优势创建技术是从产品的工作特性和功能 目标出发，在特定技术、经济和社会等具体条 件下，根据相邻学科的原理，创造性地设计产 品，并使它在技术及经济上达到最佳水平。
• 重点研究设计思维、功能目标评价、设计决策 技术、新的设计理论与方法、CAD和集成化、 智能化。
• 它包括并行设计技术、面向制造的设计技术、全 寿命周期设计数据管理技术、全寿命周期管理及 费用分析技术。
2006-4-26
13
全寿命周期设计过程框图
5
6
4 7
3 Product Lifecycle 8
Transformation for the
Digital Economy
2
9
10 1
2006-4-26
2006-4-26
3
现代设计技术的特点
• 现代设计从单纯的产品功能设计扩展到生 命周期设计（包括考虑环境因素的绿色设 计）;
• 从传统的经验设计转向应用现代计算机技 术的数字化设计技术;
• 从传统的顺序设计方式过渡到并行设计和 网络协调设计等。
现代设计技术的发展方向是不断吸收现 代科学技术，使其实现数字化、智能化和 网络化。