数字模拟制造及仿真技术

数字化仿真软件
UG入口 UG实体建模 UG特征建模 UG自由曲面建模 UG用户自定义特征 UG工程绘图 UG装配建模 UG高级装配 UG钣金设计 UG有限元前后置处理 UG有限元解算器 UG/ANSYS软件接口 UG加工基础 UG/Post Builder 加工后置处理 UG/Nurbs样条轨迹生成器 UG车削 UG型芯、型腔铣削 UG平面铣削 UG定轴铣削 UG自动清根 UG可变轴铣削 UG顺序铣 UG线切割 UG二次开发 UG产品级参数化设计 UG产品级参数化设计 UG管路设计 UG冲压模具工程 UG 电气布线
•数字化案例仿真
EDEM离散元仿真技术
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Introduction
伴随着信息时代的来临， 全球进入了数字化时代。
数字化时代是数字化技术在生产、 生活、 经济、 社会、科技、 文化、 教育和国防等各个领域不断扩 大应用并取得显著效益的时代。 数字化制造技术是一项融合数字化技术和制造技术， 且以制造工程科学为理论基础的重大制造技术革新， 具有广阔的应用前景
的企业开始重视并实施MRP/ERP ERP 是一种主要面向制造行业进行物质资源、资金资源 MRP:物资需求计划，以完工时期为时间基准倒排计划，按提前 期长短区别各个物品下达计划时间的先后顺序 和信息资源集成一体化管理的企业信息管理系统
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国外发展现状
(3) CIMS的推广应用。从1987年开始实施到今天，己经在我国的
主 要 模 块
数字化仿真软件
CATIA
CATIA是法国达索公司的产品开发旗舰解决方案。作
为PLM协同解决方案的一个重要组成部分，它可以帮
助制造厂商设计他们未来的产品，并支持从项目前阶
段、具体的设计、分析、模拟、组装到维护在内的全
部工业设计流程。
数字化仿真软件
焊接设计 WDG 零件设计 自由风格曲面造型 装配设计 自由风格曲面优化 交互式工程绘图 基于截面线的自由风格曲面造 创成式工程绘图 GDR 型FSP 结构设计 基于草图的自由风格曲面造型 线架和曲面设计 FSK 钣金设计 SMD 创成式外形设计 GSD 航空钣金设计 ASL 创成式曲面优化GS 钣金加工设计 SHP 汽车白车身接合 ABF 三维功能公差与标注设计 数字化外形编辑 DSE 模具设计 汽车A级曲面造型ACA 阴阳模设计 快速曲面重建 QSR 创成式零件结构分析 GPS
息系统进行基于Internet技术的改造或组建Intranet/Extranet平
台，企业间可以实现资源的共享，大大提高了生产
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国内发展现状
CIMS主要单项技术(CAD, CAPP, CAM)成功地被应用，而宏观 决策、资源优化、市场运作、资金运营等方面的应用却参差 不齐，且大多不甚理想
CIMS系统比较庞大,涉及企业的宏观决策、资源优化、 市场运作、资金运营等方面,国外相当部分的企业也 没有实现真正意义上的CIMS,但是在产品的设计到制
造过程中成功的应用了CAD、CAPP、CAM技术,取得了
不错的效果。
CIMS是通过计算机硬软件，并综合运用现代管理技术、制造技术、 信息技术、自动化技术、系统工程技术，将企业生产全部过程中 有关的人、技术、经营管理三要素及其信息与物流有机集成并优 化运行的复杂的大系统。
机械、电子、航天、航空、轻工、纺织、石油、化工、冶金等十 几个主要的制造行业，200多家不同规模、不同类型的企业实施了 CIMS工程，对行业和地区的制造企业的信息化、现代化起了重要 的牵引导向作用。 (4) Intranet/Extranet建设方面，我国企业Intranet/Extranet 应用在近年也表现出了良好的发展势头，许多企业正在对原有信
主 要 模 块
数字化仿真软件
有限元软件ANSYS
ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA） 软件，是世界范围内增长最快的计算机辅助工程（CAE）软件， 能与多数计算机辅助设计（CAD，computer Aided design） 软件接口，实现数据的共享和交换，如Creo, NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等。是融结构、流体、电场、磁 场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。在核工业、 铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、 国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、 水利、日用家电等领域有着广泛的应用。
信息化
信息科学技术
科学化
知识经济
服务化
以顾客为服务中心
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2 1 指的是在虚拟现实、 计算机网络、 快速原型、 3
数据库和多媒体等支撑技术的支持下，根据用
数字化制造的概念
数字化制造 对产品信息、 户的需求， 迅速收集资源信息，
工艺信息和资源信息进行分析、 规划和重组， 实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造，
数字化仿真技术的优势
1. 提高产品质量和生产效率 2. 减少损失
数字化仿真技术的优势
3. 缩短产品开发周期 4. 降低产品开发成本 5. 完成复杂产品的操作和使用训练
仿 真 在 整 个 产 品 生 命 周 期 中 的 应 用
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数字化仿真技术基本步骤
建立数据模型
出波音飞机,使开发周期由过去的一年缩短到年半,成
数字化制造发展现状
本降低了,实现了从产品的设计、工艺编排、产品制造、
检测、装配等整个过程的一体化“无纸加工”,显著的
缩短了产品开发周期,提高了质量,增强了企业的市场
竞争力,充分显示了的优越性
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国外发展现状
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Introduction
现代制造企业的变化
生产周期 交货期 市场 产品生命周期缩短
交货期成为主要竞争因素
大市场和大竞争 用户需求个性化, 多品种小批 量生产比例增大
用户需求
产量
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Introduction 制 造 技 术 发 展 趋 势
批量生产前，必须 是按照数据结构来 制出样品以表达设 组织、存储和管理 计构想，快速获取 数据的仓库 产品设计的反馈信 息，并对产品设计 的可行性作出评估、 论证
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国外发展现状
在机械制造领域,国外各大企业都投入大量人力和物力 进行计算机集成制造系统工的研究,己经出现了不少成 功的应用案例,比如美国波音公司应用工技术成功开发
数字化仿真技术基本步骤
数据模型的程序化
仿真实验
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数字化仿真技术基本步骤
建立数学模型
•建立数据模型主要是通过演绎法、归纳法、综合集成法等分
析方法，建立一个特定对象的有限边界的数学模型。
•要建立好数学模型，通常要考虑到特定对象仿真研究的预定 目标和边界、先验知识(包括己被验证的定理、定律、理论和
SolidWorks为达索系统（Dassault Systemes S.A） 下的子公司，专门负责研发与销售机械设计软件的 数字化仿真软件 视窗产品
数字化仿真软件
主要模块
1. 零件的建模 2. 曲面的建模 3. 钣金设计 4. 数据转换 6.运动仿真 7.应力分析 8.流体分析 9.模态分析
5. 特征识别
数字化仿真软件
机械系统动力学自动分析ADAMS
是美国机械动力公司(Mechanical Dynamics Inc.)(现已并入美国MSC 公司)开发的虚拟样机分析 软件
数学软件Matlab
美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算 法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的 高级技术计算语言和交互式环境，主要包括 MATLAB和Simulink两大部分
数字化仿真软件
电子:proteus、Pspice、Psim、protel dxp 单片机的有keil、quarters ii。 通用的有simulink
流体力学的有fluent、ANSYS 、CFD(FLUENT)，
CFX、flow-3d、STAR-CD、ADINA
虚拟仪器的有labview。。。。。
化， 使产品向无图纸制造方向发展。 2） 通过局域网实现企业内部并行工程， 通过因特网建立跨 地区的虚拟企业， 实现资源共享优化配置， 使制造业向互联 网辅助制造方向发展 3） 将数字化技术注入传统产品，开发新产品， 在我国利用 适用先进制造技术改造传统制造业， 重点应是扩大利用数字
化制造技术改造传统制造业， 继续大力开展数字化制造技术
统(工程的、非工程的)进行分析、设计、试验、评估的
必不可少的手段。它是以数学理论为基础, 以计算机和
各种物理设施为设备工具, 利用系统模型对实际的或设
想的系统进行试验仿真研究的一门综合技术。
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数字化仿真技术的分类
物理仿真：对实际存在的模型进行试验，研 究系统的性能
模型)、观测数据、特定领域专家的经验等因素。
数字化仿真技术基本步骤
数据模型的程序化
数学模型的实现包括两个方面的内容，即设计仿真算
法及编制仿真程序。
仿真实验
仿真实验(包括分析)是系统仿真另一个十分重要的 活动，它主要是按照预先设置的实验方案来运行仿
真模型，得到一系列的仿真结果。
数字化仿真软件
SolidWorks
的研究开发。
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数字化仿真技术
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数字化仿真技术的内涵
计算机仿真技术是一门利用计算机软件模拟实际环境进
行科学实验的技术。它具有经济、可靠、实用、安全、
数字化仿真技术的内涵 灵活、可多次重复使用的优点, 已经成为对许多复杂系
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数字化制造的发展趋势
生 产 产 品 集 成 化 和 管 理 网 络 化
智 虚 绿 数字化制造的发展趋势 能 化 拟 化
色 化
柔 性 化
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数字化制造的发展趋势
1） 制造信息的数字化 ， 将实现 CAD/CAPP/CAM/CAE 的一体
数字化制造及数字化仿真技术
Digital manufacturing and digital simulation technology
汇报人： 2015.04.18
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Contents
• 数字化制造技术
1.概念 2.发展趋势 3.国内外发展现状
• 数字化仿真技术
1.简介 2.国内外发展现状3. 基本步骤.
数字化仿真软件
Pro/ENGINEER
Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司（PTC) 旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件
数字化仿真软件
主 要 模 块
数字化仿真软件
UG
UG（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公 司出品的一个产品工程解决方案，它为用户的产品 设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段
操作系统的有虚拟机VM。。。。。
基于离散元法的均匀供种装置数 数字化模拟仿真案例 值模拟与分析
仿真模型的不同
数学仿真：用数学模型代替实际系统进行试
验研究 物理-数学仿真
Leabharlann Baidu
数字化仿真技术的分类
连续系统：系统状态随时间发生连续变化，
系统状态变化
离散系统：只在离散的时间点上发生“事件”
时，系统状态才发生变化的系统 系统研制：用于系统分析、设计、制造、装
应用性质不同
配、检测及优化
系统应用：用于系统操作及管理人员培训
进而快速生产出达到用户要求性能的产品整个
制造过程。
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相关概念 The related concepts
虚拟现实
快速原型
数据库
利用电脑模拟产生 一个三维空间的虚 拟世界，提供使用 者关于视觉、听觉 、触觉等感官的模 拟，可以及时、没 有限制地观察三度 空间内的事物。
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国内发展现状
(1)CAD/CAPP/CAE/CAM的推广应用:从根本上改变了 传统的设计生产、制作模式，已经成为当前制造业 发展的重要技术特征。 (2) MRP/ERP的推广应用:随着市场经济体制的完善， 在政府、企业和科研院所等多方努力下，越来越多