数字样机分类
数字产品的分类
数字产品的分类数字产品是指以数字技术为基础，利用计算机、网络和软件等工具开发、生产和销售的各种产品。
在现代社会中，数字产品已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
根据其功能和用途的不同，数字产品可以分为以下几类。
一、通信类产品通信类产品是指利用数字技术实现信息传递和交流的产品。
其中包括手机、电话、对讲机等移动通信设备，以及路由器、交换机等网络通信设备。
这些产品通过数字信号的传输和处理，使得人们可以随时随地进行语音通话、短信传送、网络浏览等活动，带来了极大的便利。
二、娱乐类产品娱乐类产品是指以数字技术为基础，用于娱乐和休闲的产品。
其中包括电视、音响、游戏机等家庭娱乐设备，以及MP3、MP4等便携式音乐和视频播放器。
这些产品通过数字化的音视频信号，为人们提供了丰富多样的娱乐内容，使得人们可以在家中或外出时享受高质量的视听体验。
三、办公类产品办公类产品是指用于办公工作的数字化产品。
其中包括电脑、平板电脑、打印机等办公设备，以及各种办公软件和应用程序。
这些产品通过数字化的数据处理和存储，为人们提供了高效、便捷的办公工具，使得办公工作可以更加快速和准确地完成。
四、家居类产品家居类产品是指用于家庭生活的数字化产品。
其中包括智能电视、智能音箱、智能家电等智能家居设备，以及智能家居控制系统和应用程序。
这些产品通过数字技术的应用，实现了家庭设备的互联互通和智能化控制，使得家庭生活更加便捷和舒适。
五、健康类产品健康类产品是指利用数字技术监测和管理人体健康的产品。
其中包括智能手环、智能手表、智能体重秤等可穿戴设备，以及健康管理软件和应用程序。
这些产品通过传感器和算法的应用，可以实时监测人体的各项健康指标，提醒和引导人们进行健康管理和运动锻炼。
六、教育类产品教育类产品是指用于教育和学习的数字化产品。
其中包括电子白板、电子教室、在线教育平台等教育设备和平台，以及教育软件和应用程序。
这些产品通过数字化的教学资源和互动功能，为学生提供了更加丰富和灵活的学习方式，促进了教育的创新和进步。
虚拟设计与数字化样机
第五章虚拟设计与数字化样机第一节虚拟设计的概念与特点一、虚拟设计是以“虚拟现实”技术 ( Virtual Reality)为基础，以机械产品为对象的设计手段。
虚拟现实技术是基于自然方式的人机交互系统，利用计算机生成一个虚拟环境，并通过多种传感设备，使用户有身临其境的感觉。
本质上讲，虚拟设计是将产品从概念设计直到投入生产的全过程（即产品的生命周期）在计算机构造的虚拟环境中虚拟地实现，虚拟设计不单单是对产品的物质形态和制造过程进行模拟和可视化，它包含了对产品的性能、行为、功能以及对产品实现的各个阶段中进行预测、评价和优化。
数字化样机（virtual prototyping，VP）是一个完整的基于计算机的产品研制的集中信息载体, 是根据产品设计或概念描述产生的在功能、行为以及感官(视觉、听觉、触觉等) 特性方面与实际产品尽可能相似的可仿真数字模型，并对该模型进行评估和测试，从而获取关于候选的物理模型设计方案的特性。
虚拟设计技术包括：工程分析、虚拟制样、网络化协同设计、虚拟装配及设计参数的交互式可视化等。
虚拟设计的主要特征：1. 沉浸性：集成三维图像、声音等多媒体技术，使用户身临其境感受产品的设计过程和性能，变成虚拟环境的一部分。
2. 简便性：自然的人机交互方式，所见即所得，用逼真的临场感，支持不同的用户背景支持并行工程，丰富设计理念，提供设计新方法和激发设计灵感。
3. 多信息通道：用户感受视觉、听觉、触觉和嗅觉等多种信息，发挥人的多种潜能，增加设计的成功性。
4. 多交互手段：摆脱传统的鼠标键盘输入方式，运用多种交互手段（数据手套、声音命令等），支持更多的设计行为（建模、仿真、评估、预测等）。
5. 实时性：实时的参与、交互和显示，把人在CAD环境下的活动提升到人机融为一体的积极参与的活动构成融入性的智能开发系统。
166二、数字化样机数字化样机技术涉及多体系统运动学与动力学建模理论及技术实现, 基于先进的建模技术、多领域仿真技术、信息管理技术、交互式用户界面技术和虚拟现实技术的综合应用技术。
数字样机与数字仿真
数字样机流程图
概念设计 工程设计
数字仿真
工艺设计
生产制造
使用维护
1.3 西门子讲的数字样机
• Siemens PLM，即原来的UGS公司在NX5软件中推出 了主动数字样机技术。该技术将轻量化三维模型 内置于数字样机之中，实现轻量化三维模型和实 体模型的混合应用。该技术的最大优点是，设计 师需要编辑的部分采用实体模型，确保精度，而 其它部分采用轻量化三维模型，大大提高显示速 度。使得数字样机的显示和编辑对计算机硬件的 要求大大降低。
1 何谓数字样机和技术
• 数字样机技术是以CAX/DFX技术为基础，以机械系 统运动学、动力学和控制理论为核心，融合虚拟 现实、仿真技术、三维计算机图形技术，将分散 的产品设计开发和分析过程集成在一起，使产品 的设计者、制造者和使用者在产品的早期可以直 观形象地对数字化的虚拟产品原型进行设计优化、 性能测试、制造仿真和使用仿真，为产品的研发 提供全新的数字化设计方法。
1.2 欧特克讲的数字样机 和数字化样机
• 数字样机是相对于物理样机的概念，是一 个能够考察产品的外型、装配性、可加工 性以及功能特性的三维数字模型，而数字 化样机是开发和应用数字样机的过程，是 在产品开发的数字阶段，使用数字样机进 行设计、优化、分析、模拟、数据管理乃 至市场宣传的技术解决方案。
1.7 数字样机的技术特点
• 无论是狭义的还是广义的数字样机，都具有如下技术特点： • ⒈真实性。 • ⒉面向产品全生命周期。 • ⒊多学科交叉性。 • ⒋全面实现数字化。强调将产品整个生命周期的各个研发
环节实现数字化。 • ⒌不需要制造成本，不仅能一直保持最新版本的设计方案，
而且所有数据都可以进行保存、回溯和跟踪。 • ⒍绿色环保。
数字样机在我国飞机设计中的应用与发展思路
数字样机在我国飞机设计中的应用与发展思路飞机数字化设计已在国内某些飞机的局部设计中开始应用，但飞机全机采用三维全数字设计则尚无先例。
中国航空工业第一集团公司所属的西安飞机设计研究所用1年多的时间，解决了飞机全机三维数字化设计的重大技术关键，成功地攻克了飞机全机三维外形建模的难关，建立了三维外形数模，实现了结构、管路、系统的三维设计、三维协调、三维预装配生成全机数字样机的历史性突破。
我国首架飞机数字样机的问世，标志着西安飞机设计研究所的设计水平已基本进入数字化设计阶段，该成果为“十五”期间的以“全机、全过程、全数字化”为技术特征的飞机设计应用，实现飞机研制生产从以模拟量传递为主转变到以数字量传递为主，从采用物理样机协调为主转变到采用数字样机协调为主作了一定的技术准备；为我国航空行业由传统的飞机研制模式向数字化设计制造的现代化研制模式的转变奠定了基础。
1、实现三维外形建模和全机数字化样机设计多年来，由于坚持数字化技术的基础设施建设和应用技术研究，全所的数字化设计环境有了很大改善，数字化技术的应用水平也有很大提高。
1999年，在某型飞机研制正式批准立项后，经过认真细致的调研，全面分析了国内外数字化技术的应用状况和水平，最终决策在型号研制中全面采用三维数字化飞机设计技术。
通过1年的艰苦攻关,我所率先在国内的飞机研制中采用并行工程和无纸设计技术，实现了三维外形建模、三维结构设计、结构件和主要飞机系统件的预装配，最终建成了5万多个零组件、43万多个标准件、可全面应用于生产的全机数字样机。
经过制造的全面检验,证明采用数字样机可缩短60%的设计周期,提高了设计质量,减少了40%的设计反复。
原设计周期为2年6个月，现仅用了1年的时间就全面完成了发图任务。
全数字化设计的飞机首飞成功后，经统计，原有同等规模的飞机在制造过程中约有工程更改单7000张左右，在采用了数字化设计手段后，工程更改单减少到了1082张。
结构件和机加件的生产，由于在数字样机阶段就作了全面协调，在生产中都是一次制造成功，装配到位，没有出现大的返工。
数字样机
虚拟样机 技术VP
数字物理 样机 （DMU）
功能虚拟 样机 （FVP）
虚拟工厂仿真 （VFS）
工业设计阶段：工业设计师，借用草图把数字化信息表达出来，并转变成三维模型继承 应用，保证其徒手勾勒的各种创意不会丢失。 工程设计阶段，机械设计师会将各种零件模型建造出来，确定都能正确地装配与安装； 电气工程师将设计电气系统与机械系统紧密结合，以保证其正常工作。 未来的数字样机将提供功能导向性技术，可以让工程师自动创立他们的模型和图纸，通 过数字样机技术提供的虚拟设计方式解决工程的设计问题。
数字样机（DMU） 对机械产品整机或具有独立功能的子系统的数字化描述： 1、反映了几何属性； 2、至少在某一领域反映了产品对象的功能和性能。 形成于产品的设计阶段，可应用于产品全生命周期，包括 ：工程设计、制造、装配、 检验、销售、使用、售后、回收能环节。
数字样机在功能上可实现产品干涉检查、运动分析、性能模拟、加工制造模拟、培训 宣传和维修规
数字化功能样机技术及MSC.ADAMS的使用
数字化功能样机技术及MSC.ADAMS的使用
1.2、虚拟样机技术的内容
• 功能虚拟样机（狭义的虚拟样机技术）
对应于产品分析过程，用于评价已装配系统整体上的功 能和操作性能；
该解决方案充分利用三维零件的多体模型和零件有限元
模型的模态表示，在虚拟实验室或虚拟试验场的试验中精确地 预测产品的操作性能，如运动/操纵性、振动/噪声、耐久性/
想，在这个设想中，以网络方式组织在一起的人们将协同工作， 以完成对产品的设计、分析、制造及技术支持。他们的工作将
以数字化的方式确定和分配，从而使得他们能够在任何时间、
任何地点协同或独立地工作。这种开发网络除了生产公司外， 还将包括供应商、合作伙伴及客户。”
6
数字化功能样机技术及MSC.ADAMS的使用
发技术将产品的模型定义在计算机上，利用计算机网络通讯的技术，
使处于异地的产品设计人员也可方便地进行交流，协同进行产品的开 发。除了包含设计、制造、装配、试验等专业人员外，还有可以有合
作开发伙伴以及具体的用户参加，这样便可以使产品的开发者与需求
者能共同进行产品的设计。由于这一切都是在对计算机中的产品数据 模型进行操作，使得产品的开发过程中发现的问题可以通过对产品模 型的调整得到迅速的解决。
• 虚拟产品开发具备的三个主要特点： （3）网络协同 虚拟产品开发是开发网络协同工作的结果，产品本身及其开发
过程的复杂性，使得单一公司或部门难以胜任全部的工作，往
往是由相关的部门和公司共同组成一个开发网络，协同开发。 虚拟产品开发的数字化特性以及现代网络技术的发展使得网络
协同成为现实，基于网络的协同开发和并行工程成为VPD的重要
传统的CAE技术主要指应用有限元软件，完成产品零部件
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。
数字样机与数字仿真
请看冲压仿真视频
请看哈尔滨工程大学仿真视频
CATIA数字仿真1
数字样机流程图
概念设计 工程设计 数字仿真 工艺设计 生产制造 使用维护
1.3 西门子讲的数字样机
• Siemens PLM，即原来的UGS公司在NX5软件中推出 了主动数字样机技术。该技术将轻量化三维模型 内置于数字样机之中，实现轻量化三维模型和实 体模型的混合应用。该技术的最大优点是，设计 师需要编辑的部分采用实体模型，确保精度，而 其它部分采用轻量化三维模型，大大提高显示速 度。使得数字样机的显示和编辑对计算机硬件的 要求大大降低。
• Autodesk Vault系列：是管理整个数字样 机流程的工作组级数据管理系统，现推出 全新视觉体验，用户可将Vault信息以图形 方式直接映射到Autodesk Inventor模型中， 从而简化工作流程，从根本上改进报告和 决策过程，加快模型选择及互动的速度。
请看数字样机装配视频
请看“虚拟数控机床实训系统”视频
请看宇龙数控仿真软件界面介绍
2 何谓数字仿真
• 2.1 仿真概念：利用模型复 现实际系统中发生的本质过 程，并通过对系统模型的实 验来研究存在的或设计中的 系统，又称模拟。
2 何谓数字仿真
• 2.2 仿真分类：模拟计算机仿真（简称模 拟仿真）、数字计算机仿真（简称数字仿 真）、混合计算机仿真（简称混合仿真）； 实物模型仿真（简称物理仿真）、数学模 型仿真（简称数学仿真）；连续系统仿真、 离散系统仿真；机电系统仿真、化工系统 仿真…
数字样机定义(一)
数字样机定义(一)数字样机定义什么是数字样机？数字样机是一种使用计算机技术模拟物理样机的工具。
它可以通过软件模拟出产品的外观和性能，并提供实时的视觉效果和交互功能。
数字样机的定义1.基本定义：数字样机是利用计算机软件和硬件模拟出产品实体形态和性能的虚拟样机。
–理由：数字样机通过快速、准确地模拟产品样机，在产品设计和开发过程中起到了重要的作用。
它可以减少开发成本和时间，在设计阶段排除潜在问题，并提供更真实的用户体验。
2.CAD定义：数字样机是基于计算机辅助设计（CAD）技术创建的虚拟产品模型。
–理由：数字样机是由CAD软件生成的，通过对模型进行几何学和物理学建模，可以准确地预测产品的性能和行为。
它可以帮助设计师快速迭代设计，提高产品质量和市场竞争力。
3.交互性定义：数字样机是具备交互功能的虚拟产品模拟器。
–理由：数字样机可以通过用户界面和交互操作，模拟产品的使用场景和操作方式。
它可以帮助设计师、工程师和用户更好地理解和评估产品的功能和性能，在产品设计和用户体验优化方面发挥重要作用。
4.三维可视化定义：数字样机是实现产品三维可视化的虚拟模型。
–理由：数字样机通过在计算机上呈现产品的三维模型，帮助设计师和用户更好地理解产品的外观、结构和构造。
它可以帮助设计师进行产品外观设计和风格表达，并提供更直观的产品展示和推广的手段。
相关书籍简介以下是几本与数字样机定义相关的书籍，它们深入阐述了数字样机的概念、应用和技术。
1.《Digital Prototyping and Manufacturing: VirtualPrototyping Using CAD/CAE Software》–作者：Yong Chen, David Zhang–简介：本书介绍了数字样机在产品设计和制造中的应用。
它详细讲解了CAD/CAE软件的使用技巧，介绍了数字样机的概念和工作原理，并提供了实际案例和实践指南。
本书适合从事产品设计和制造的工程师和研究人员阅读。
数字产品的分类
数字产品的分类数字产品是指利用数字技术和电子设备开发和生产的各种产品。
它们广泛应用于我们的日常生活和工作中，带来了便利和效率的提升。
本文将对数字产品进行分类，并介绍它们的特点和应用。
一、智能手机智能手机是现代人生活中必不可少的数字产品之一。
它集通信、娱乐、互联网等多种功能于一身。
智能手机具有便携性强、操作简单、功能丰富等特点。
它不仅可以随时随地与他人沟通，还可以浏览网页、观看视频、玩游戏等。
智能手机还可以安装各种应用程序，满足用户的个性化需求。
二、平板电脑平板电脑是介于智能手机和笔记本电脑之间的数字产品。
它比智能手机更大，比笔记本电脑更轻薄。
平板电脑通常具有触摸屏、多媒体播放、上网等功能。
它适合于阅读电子书、观看电影、玩游戏等娱乐活动。
平板电脑还可以连接外部键盘和鼠标，实现办公和学习的需求。
三、电子阅读器电子阅读器是专门用于阅读电子书籍的数字产品。
它采用电子墨水技术，具有阅读舒适、电池续航时间长等特点。
电子阅读器支持多种电子书格式，用户可以通过下载和购买电子书来进行阅读。
电子阅读器还具有书签、亮度调节、字体调整等功能，使阅读更加便捷和舒适。
四、智能手表智能手表是一种集合了手表和智能手机功能的数字产品。
它可以显示时间、计步、监测心率等传统手表功能，同时还可以接收手机通知、拍照、导航等。
智能手表通过与手机的连接，实现了信息的即时推送和数据的同步。
它不仅方便了人们的日常生活，还提升了工作效率。
五、智能家居设备智能家居设备是利用数字技术和物联网技术实现家居自动化的数字产品。
它包括智能音箱、智能灯泡、智能摄像头等。
智能家居设备可以通过手机或语音控制，实现家居设备的智能化操作。
例如，可以通过智能音箱控制音乐播放和家居设备的开关，通过智能摄像头实时监控家里的安全状况。
智能家居设备提高了生活的舒适度和便利性。
六、智能穿戴设备智能穿戴设备是指可以佩戴在身上的数字产品，如智能手环、智能眼镜等。
智能穿戴设备通常具有健康监测、运动追踪等功能。
民用飞机数字样机通用要求
民用飞机数字样机通用要求
1. 准确性和真实性：数字样机应该能够准确地模拟民用飞机的各种特性和行为，包括几何形状、材料属性、气动特性、结构强度等。
2. 可视化和交互性：数字样机应该具有良好的可视化和交互性，能够让工程师直观地了解飞机的设计和性能，并进行各种操作和分析。
3. 可扩展性和可维护性：数字样机应该具有良好的可扩展性和可维护性，能够适应不同的设计需求和变更，并方便进行更新和维护。
4. 兼容性和集成性：数字样机应该与其他设计工具和系统兼容，并能够与其他系统进行集成，以实现协同设计和开发。
5. 安全性和保密性：数字样机应该具有良好的安全性和保密性，能够保护设计数据和知识产权，防止未经授权的访问和使用。
6. 验证和确认：数字样机应该经过验证和确认，以确保其准确性和可靠性，满足相关的标准和规范。
7. 培训和支持：数字样机应该提供充分的培训和支持，以帮助工程师和用户掌握其使用方法和技巧，提高工作效率和质量。
总之，民用飞机数字样机的通用要求包括准确性、可视化、交互性、可扩展性、兼容性、安全性等方面，以满足民用飞机设计和开发的需要。
飞机设计中的数字样机技术
飞机设计中的数字样机技术郑党党;张志国;刘俊堂【摘要】从CAX工具的单点应用发展到数字样机是数字化技术的飞跃.介绍了数字样机技术的产生和发展历程,对比分析了数字样机技术对飞机设计流程的影响,给出了飞机设计中几何样机和性能样机的概念及其用途.【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】4页(P83-86)【关键词】虚拟样机;数字样机;几何样机;性能样机【作者】郑党党;张志国;刘俊堂【作者单位】中航工业第一飞机设计研究院,西安 710089;中国国际工程咨询公司,西安 710089;中航工业第一飞机设计研究院,西安 710089【正文语种】中文随着计算机技术的发展，数字化技术的应用越来越广泛，各类计算机辅助技术（CAX）在产品设计中发挥着越来越重要的作用。
随着数字化技术应用的不断深入，产品设计正在由以CAX工具单点应用为核心的“设计数字化”向以数字样机（Digital Mock-Up，DMU）为核心的“数字化设计”转变，数字样机技术成为当前国内外研究的热点[1]。
数字样机技术的产生与发展1 虚拟产品开发与数字样机20世纪80年代到90年代，计算机技术的飞速发展推动了数字化技术在飞机等复杂产品研制中的快速应用。
波音公司在波音777研制中引入虚拟产品开发技术（Virtual Product Development，VPD），采用数字化手段研制出世界上第一架“无纸客机”，其中设计、装配、性能评价与分析大量采用了数字化技术，使得研发周期大大缩短、研发成本显著降低，确保了最终产品一次接装成功[2]。
虚拟产品开发过程的核心技术是虚拟样机技术（Virtual Prototyping Technology，VPT），即利用构建在计算机上、具有相当功能真实度的原型系统代替物理样机，对其候选设计的各种特性进行测试和评价的一种综合性技术。
按照美国国防部建模和仿真办公室（DMSO）的定义，虚拟样机技术包括数字样机、虚拟功能样机（Functional Virtual Prototyping，FVP）和虚拟工厂（Virtual Factory，VF）3个方面[3]。
数字样机在汽车电器系统上的应用
数字样机在汽车电器系统上的应用伍昆;陈晶【摘要】介绍数字样机的概念以及在汽车电器系统上的应用,结合其技术特点和优势,总结对车型开发的经济优势以及对整个车型开发周期的贡献.【期刊名称】《汽车电器》【年(卷),期】2013(000)008【总页数】2页(P1-2)【关键词】数字样机(DMU);电器系统;三维数据运动校核【作者】伍昆;陈晶【作者单位】奇瑞汽车股份有限公司,安徽芜湖241009;奇瑞汽车股份有限公司,安徽芜湖241009【正文语种】中文【中图分类】U463.6761 数字样机的概念数字样机（DMU： Digital Mock-Up）技术被很多人片面地理解为就是通过三维模型将零部件装配在一起，其实，实现三维装配是实现数字样机最基本的一步。
根据欧洲高级信息化技术组织的定义：“数字样机DMU是对产品的真实化计算机模拟，满足各种各样的功能，提供用于工程设计、加工制造、产品拆装维护的模拟环境；是支持产品和流程、信息传递、决策制定的公共平台；覆盖产品从概念设计到维护服务的整个生命周期。
” 由此可见，数字样机技术主要是指在计算机平台上，通过三维CAD／CAE／CAM软件，建立完整的产品数字化样机，组成电子化样机的每个部件除了准确定义三维几何图形外，还赋有相互间的装配关系、技术关联、工艺、公差、人力资源、材料、制造资源、成本等信息。
2 数字样机的特点和功能数字样机应具有从产品设计、制造到产品维护各阶段所需的所有功能，为产品和流程开发以及从产品概念设计到产品维护整个产品生命周期的信息交流和决策提供一个平台。
数字样机技术，不只是单纯的3D装配，具有以下的功能和特点。
1）协同设计中提供的大量工具（如添加注释、超级链接、制作动画、发布及网络会议功能），使得所有涉及数字样机检查的团队成员可以很容易地进行协同工作。
2）优化设计能够生成零部件或装配件的几何描述替代体，以减少模型数据量，或更好地满足特定应用的特殊要求。
基于MBD技术的数字化样机的建立
基于MBD技术的数字化样机的建立1前言数字化样机(DMU)飞机整机或系统等数字化描述。
主要是基于CATIA创建的产品部件/整机的三维实体模型以及相关的数据集(如属性)，反映产品实际特征。
目前在基于MBD技术的数字化设计制造时代，DMU作为唯一的权威的数据源，贯穿整个飞机产品的生命周期，包括产品设计、生产计划、生产准备、产品运输以及售后服务等各个环节。
2数据输入DMU工作启动基于一系列的飞机设计要求。
飞机设计要求的起点是客户需求，这些需求通过顾客、市场部门、制造部门、产品研发部、工作包团队自上而下金字塔式的沟通交流，最终形成技术文件，包括综合设计要求文件、技术要求文件、质量要求文件、制造要求文件、维护要求文件等。
从概念定义阶段开始进行评估、认证、优化，该项活动持续循环进行，直到在初步定义出口阶段达到成熟度要求并最终定稿。
完整的数字样机包含产品部件/全机零部件及其设备的完整数字信息模型，包括结构件、机构件、系统件(含管路、电子部件等)、标准组件、成品件等，满足产品结构和功能要求，可进行工程分析、优化以及数据管理。
数字样机演变贯穿飞机整个生命周期，其设计进展情况按项目设计阶段计划要求进行。
3概念设计3.1DMU的目标概念定义阶段是飞机研发过程中的第一个且非常重要的阶段，是早期的顶层的潜在生命周期活动，预先确定飞机的功能、形式、成本和研发进度。
其主要任务是选择理想的飞机构型方案，以满足设计要求。
此阶段DMU目标是：(1)能够通过可视化和示意图对设计准则和概念演变进行管理；(2)成为连接几何图形与产品结构纽带。
为此，产品结构必须使用最优的产品顶层节点进行初始定义，以便于产品研发过程中不同阶段的平滑过渡。
3.2DMU的成熟度DMU环境中，成熟度评估基于工程数据集定义的完善程度，成熟度低意味着几个设计概念尚未形成一个解决方案，仍可能发生更改；成熟度高意味着已形成一个解决方案，数据可靠且可能不会发生更改。
当DMU达到成熟度最高时意味着数据集已准备发放。
数字产品的分类
数字产品的分类数字产品分类数字产品是指使用数字技术开发和制造的各种产品。
随着科技的发展，数字产品在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。
它们可以帮助我们提高效率，丰富娱乐生活，改变人们的生活方式。
本文将对数字产品进行分类，以便更好地了解它们的功能和特点。
一、智能手机和平板电脑智能手机和平板电脑是最常见的数字产品之一。
它们集合了通信、娱乐、办公等功能于一体，成为人们生活和工作中必不可少的工具。
智能手机和平板电脑通过移动网络连接，可以实现随时随地的信息获取和交流。
它们还具有强大的处理能力和多样化的应用程序，使得用户可以轻松完成各种任务，如查看电子邮件、浏览网页、观看视频、玩游戏等。
二、智能家居产品智能家居产品是指通过连接和控制家庭中的各种设备和系统来实现自动化和智能化的家居管理。
智能家居产品可以通过手机应用或语音控制来操作，例如智能灯泡、智能插座、智能门锁等。
它们能够提高家居的舒适度和安全性，实现节能环保的目标，使生活更加便捷和智能。
三、智能穿戴设备智能穿戴设备是一类可以佩戴在身上的数字产品，如智能手表、智能眼镜、智能手环等。
这些设备可以追踪用户的健康状况、运动数据和睡眠质量，提供个人健康管理和运动监测的功能。
智能穿戴设备还可以与其他数字设备进行连接，如手机或电脑，以实现更多的功能和交互体验。
四、智能家电智能家电是指具备智能化功能的家用电器产品。
它们可以通过手机应用或语音控制来操作，实现远程控制和智能化管理。
例如智能冰箱可以根据用户的购物清单自动订购食物，智能洗衣机可以根据衣物种类和污渍程度自动调节洗涤程序等。
智能家电的出现使得家庭生活更加便捷和舒适，同时也能够实现能源的有效利用。
五、虚拟现实设备虚拟现实设备是一种通过模拟真实环境和提供沉浸式体验的数字产品。
它们通常由头戴式显示器、手柄或控制器组成，用户可以通过这些设备进入虚拟世界，并与其中的物体和场景进行互动。
虚拟现实设备广泛应用于游戏、教育、医疗等领域，为用户带来全新的视觉和体验。
数字样机的概念
数字样机的概念
数字样机（Digital Prototype）是一种基于计算机技术的虚拟模型，用于模拟和测试产品的设计、功能和性能。
它是一种数字化的产品表示，能够在计算机上进行模拟、分析和验证，以帮助设计师和工程师更好地理解和优化产品的设计。
数字样机的主要作用是在产品开发的早期阶段，通过计算机模拟来预测和验证产品的性能和功能，从而减少物理样机的制作和测试次数，降低产品开发成本和周期。
数字样机可以包括产品的三维模型、材料属性、力学模型、运动学模型、热力学模型等信息，可以进行静态分析、动态分析、疲劳分析、振动分析、热力学分析等多种类型的分析。
数字样机的制作过程通常包括以下步骤：
1. 产品设计：根据产品的需求和设计要求，创建产品的三维模型和相关的工程数据。
2. 模型构建：将三维模型和工程数据导入到数字样机软件中，构建数字样机模型。
3. 模型验证：对数字样机模型进行验证，确保模型的准确性和可靠性。
4. 模型分析：对数字样机模型进行各种类型的分析，如静态分析、动态分析、疲劳分析等，以预测和验证产品的性能和功能。
5. 模型优化：根据分析结果对数字样机模型进行优化，以提高产
品的性能和功能。
6. 结果输出：将分析结果输出为报告、图表、动画等形式，以便
设计师和工程师更好地理解和优化产品的设计。
数字样机技术已经广泛应用于航空航天、汽车、机械制造、电子、医疗器械等领域，在产品设计和开发中发挥着重要的作用。
基于平行理论的产品数字样机标准体系研究
基于平行理论的产品数字样机标准体系研究李 清 张鹏飞 费卓鑫 林 娜 陈 彦 赵成森 陈京生（中国兵器工业标准化研究所）摘 要：随着技术的进步，数字样机相关特性越来越能够描述真实的物理样机。
产品标准体系既包含物理样机标准，也包括数字样机标准。
基于平行理论，通过分析物理样机标准中数字样机能够继承、转化的标准，探讨专属数字样机标准需求，构建了与物理样机标准体系平行的数字样机标准体系。
可通过数据搜集、模型定义、仿真建模等方法，转化和新建属于数字样机专属标准。
关键词：物理样机，数字样机，平行理论，产品标准体系Research on the Standards System of Product Digital Prototype Based onParallel TheoryLI Qing ZHANG Peng-fei FEI Zhuo-xin LIN Na CHEN YanZHAO Cheng-sen CHEN Jing-sheng（China Ordnance Industrial Standardization Research Institute）Abstract:With the advancement of technology, the characteristics related to digital prototypes are increasingly able to describe real physical prototypes. The product standards system includes both physical prototype standards and digital prototype standards. Based on the parallel theory, this paper analyzes the standards that digital prototypes can inherit and transform in physical prototype standards, explores the requirements for exclusive digital prototype standards, and constructs the digital prototype standards system parallel to the physical prototype standards system. Conversion and creation of digital prototype specific standards can be achieved through methods such as data collection, model definition, and simulation modeling.Keywords: physical prototype, digital prototype, parallel theory, product standards system作者简介：李清，博士，研究员，主要从事标准化研究。
产品样机的选取规则
产品样机的选取规则产品样机是产品开发过程中非常重要的一环，它可以用于验证设计方案的可行性，提供给客户进行体验和反馈，以及进行市场推广。
在选择产品样机时，需要考虑以下几个规则。
一、样机类型规则1. 原型样机：原型样机是产品开发过程中最常见的样机类型之一，它可以帮助设计师和工程师验证产品的外观、功能和性能。
原型样机通常采用3D打印、手工制作等方式制作，成本相对较低，适合用于早期的概念验证和设计迭代。
2. 工程样机：工程样机是为了验证产品的工程性能和可制造性而制作的样机。
它通常采用与最终产品相同的材料和工艺进行制造，能够更真实地模拟最终产品的性能和制造过程。
工程样机适合用于产品开发的中后期，用于进行功能测试、工艺优化等。
二、样机用途规则1. 外观展示：如果样机的主要目的是用于外观展示和市场推广，那么样机的外观设计、材料选择和工艺要求就显得尤为重要。
样机需要具有吸引力，能够吸引目标用户的注意力，同时要能够准确地展示产品的特点和优势。
2. 功能验证：如果样机的主要目的是用于功能验证，那么样机的功能要求和性能指标就成为重中之重。
样机需要能够准确地模拟最终产品的功能，确保各项功能能够正常运行，满足用户的需求和期望。
三、制作成本规则1. 低成本样机：如果样机的主要目的是用于早期的概念验证和设计迭代，那么制作成本就显得尤为重要。
低成本样机通常采用简单的材料和工艺，成本相对较低，适合在早期的产品开发阶段进行快速迭代。
2. 高成本样机：如果样机的主要目的是用于外观展示或工程验证，那么制作成本就可以适当提高。
高成本样机通常采用与最终产品相同的材料和工艺，能够更准确地模拟最终产品的外观和性能。
四、制作周期规则1. 快速样机：如果时间紧迫，需要尽快获得样机进行验证和推广，那么选择快速样机制作方式是一个不错的选择。
快速样机通常采用3D打印、手工制作等方式，制作周期较短，能够在较短的时间内提供样机。
2. 正常样机：如果时间允许，可以选择正常样机制作方式。
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数字样机分类
数字样机是科技发展的结果，根据数字化设计的数学模型逐层逼近并精准加工而成，该技术被广泛应用于工业设计领域。
数字化设计为工业设计带来了革命性的变化，减少了传统手工技艺的繁琐过程，提高了工业设计的效率和精度，创造出了更多卓越的设计作品。
数字样机是数字化设计的成果之一，是从设计文件中产生的物理模型。
数字样机通常是由3D打印机制造而成，可以呈现出精确的模型的多个方面、形状和比例。
数字样机主要有以下几个分类：
第一类：快速成型数字样机
快速成型数字样机是最先生产的数字样机类型之一。
它采用增材制造技术，利用CAD （Computer-Aided Design）图形文件进行3D打印。
快速成型数字样机是通过添加材料而制造的物理模型。
通常使用的3D打印技术包括: FDM（熔丝沉积建模）、SLA（光固化建模）、SLS（选择性激光烧结）、DLP（数字光刻）和PolyJet等。
第二类：激光切割数字样机
激光切割数字样机又称为二维数字样机。
它是一种基于纸板或其他类似材料的切形状的数字样机。
该数字样机可通过简单的板材设计制造，并可通过带有激光割线的计算机控制器进行切割。
第三类：数字雕塑版
数字雕塑版是一种沉积式制造数字样机，利用石膏型来制造物理模型。
该数字样机一般是为雕刻、纹理和表面质量等复杂形状的设计提供的。
数字雕塑版可使用先进的CAD软件进行设计，同时可以使用高速摄影机来捕捉物理模型的动作。
第四类：数字模具
数字模具是一种采用CAD图形作为计算机程序的数字样机，应用于模具的开发。
数字模具可以大大缩短模具的开发周期，并提高模具的精度和质量。
数字模具的制造通常使用FDM制造。
由于数字模具具有高精度、高稳定性和可靠性，因此成为现代制造业的一个重要组成部分。
第五类：表面样机
表面样机主要应用于为工业产品制造表面材料，例如模拟汽车内饰、家具和电子产品外壳等。
表面样机可以为设计者提供非常精细的细节，并且可以与零部件进行特定设计以
确保紧密接合。
表面样机可以快速制造出高质量的表面样板，以便评估设计的效果和质
量。
总之，数字样机是工业设计领域中非常重要的一项技术。
通过数字化设计，数字样机
可以帮助设计者更准确、高效地制造物理模型，以便更好地展示和评估设计的效果和质量。
了解数字样机的不同分类和制造方法，有助于设计者更好地选择适合自己需求的样机类型，并更好地利用数字样机的优势和特点。