现代设计方法总结
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实际工作中，经常出现某些车辆冲压件成形困难不不返回 设计部门更改设计现象，不不牺牲总体性能来解决局部设 计问题。解决该问题最好办法是对车辆件设计后立刻进行 成形性校核，发现问题及早解决。由此产生了一步逆成形 （One-Step Forming）软件，如瑞士AutoForm. Eng.公司 AutoForm/One-Step、加拿大FTI公司Fast3D、法国 SIMTECH公司SIMEX 以及我们自主开发KMAS/One-Step软件 等。
以模、夹具的开发为例，运用并行工程，其与车 身工程设计几乎同时进行，从整个计划第4个月开 始介入，在整个开发周期的第22个月完成。而运 用串行工程，其在车身工程设计完成后进行，从 整个计划第15个月才介入，在整个开发周期的第 34个月才完成。运用并行工程开发时间上节约近
36%，整个产品开发周期可以缩短40%～50%。
并行设计作为现代设计理论及方法的范畴，目前 已形成的并行设计方法基本上可以分为两大类:
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基于人员协同和集成的并行 化。
基于信息、知识协同和集成 的并行化。
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实例
并行工程应用于整车项目开发案例研究
图1 并行工程所需的体系结构
图2 围绕并行开发组成大循环体 的相关部门
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一般地，汽车整车产品开发共有4个大的阶段，即 策划阶段、设计阶段、样品试制阶段和小批试制 阶段。
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三、绿色设计
绿色设计是指以环境资源保护为核心概
念的设计过程，其基本思想就是在设计阶 段就将环境因素和预防污染的措施纳人产 品设计之中，将环境性能作为产品的设计 目标和出发点，力求使产品对环境的影响 为最小。 产品的绿色设计主要包括以下内容:
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产品材料的选择和管理。 产品可拆卸性和可回收性设计。 绿色产品成本分析和设计数据库 的建立。 产品的绿色包装设计。
在具体的产品设计流程中，将通过市场研究所得来 的绿色机遇，通过草图设计-方案筛选-方案设计流程，把 功能、造型、色彩、人机等诸因素融入到产品设计中去。
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3、方案确定
对概念设计方案进行评估，得到最终确立方案。对方 案的评估有两个方面，一是在设计、制造、包装、运输、 消费、报废和回收过程中，废弃物的量作为衡量标准，尽 可能的减少该过程中废弃物的量，二是看产品的在使用过 程中，是否能够很好的让消费者感受到产品的绿色因素， 可着重于考察产品的人机、形态和色彩。
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产品设计的基本流程为：市场调研--草图 构思--方案设计。具体到绿色设计在产品 设计中的应用，其过程可分为四个阶段：
1、 市场调研
在市场调研阶段，将产品的绿色因素作为调研时的 一项重点内容。在此阶段，对产品在人、资源与环境等方 面存在的绿色缺陷做出调查研究，并进行分析，形成理性
的调研报告。 2、概念设计
指导老师：李刚炎 小组成员： 工学2班（钮嘉颖 张岩）工学3班（ 王冠 ） 工学4班（江丽 袁腾飞） 工程2班（谈小龙）
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概述
现代设计方法是随着当代科学技术的飞速
发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展 起来的一门新兴的多元交叉学科。以满足市场产 品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最 优为目的,以计算机辅助设计技术为主体,以知识 为依托,以多种科学方法及技术为手段,研究、改 进、创造产品和工艺等活动过程所用到的技术和 知识群体的总称。
-Biblioteka Baidu
内容
并行设计 虚拟设计 绿色设计 可靠性设计 智能优化设计 计算机辅助设计 动态设计 模块化设计
计算机仿真设计 人机学设计 摩擦学设计 疲劳设计 反求设计 无障碍设计 共用性设计
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一、并行设计
并行设计是一种对产品及其相关过程(包括设
计制造过程和相关的支持过程)进行并行和集成设 计的系统化工作模式。强调产品开发人员一开始 就考虑产品从概念设计到消亡的整个生命周期里 的所有相关因素的影响，把一切可能产生的错误、 矛盾和冲突尽可能及早地发现和解决，以缩短产 品开发周期、降低产品成本、提高产品质量。
图4 在车型各系统详细设计阶段，相关部门提前渗入
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二、虚拟设计
在达到产品并行的目的以后，为了使产品一次设计成功，减少反复， 往往会采用仿真技术，而对机电产品模型的建立和仿真又属于是虚拟 设计的范畴。虚拟设计能实现在产品加工制造之前，建立产品的功能、 结构模型，并能对其进行修改和评审，以满足不同客户的要求。它不 仅继承了传统CAD设计的优点也具备了仿真技术可视化的特点，更能 支持协同工作和并行设计，从而缩短了产品开发周期并通过各先进技 术的利用和补充，使产品保持技术上的优势。 机电产品的虚拟设计要以计算机技术(尤其是计算机网络、通信技术) 为基础。对机电产品虚拟设计平台的建立应该包括三个层次的内容: 一是产品模型的建立以及产品设计的优化;二是对产品(包括各部件)的 评价和验证，比如产品性能评价、可制造性的评价;三是产品模型以及 相关信息的传输。要实现虚拟设计过程中产品信息的共享，一般采用 了STEP(产品模型数据交换标准)的格式。 在这些基础上可以建立机电产品虚拟设计系统，该系统集成了 CAD/CAM系统、PDM系统、专家系统以及网络、通讯等系统。
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汽车车辆虚拟设计与制造技术应用实例
汽车研发典型流程中，首先利用虚拟产品开发技 术和结构分析CAE软件确定产品设计方案，然后进 行零部件详细设计、设计文档发放并实施加工过 程。
（1）车身设计阶段使用One-Step仿真软件进行快速冲压成 形性校核，可大大减少设计返回带来巨大损失。
（2）模具设计阶段采用Increment仿真软件进行冲压仿真 分析，可大大减少模具调试时间。
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设计部门不断预发布、 评审、输出，相关部门 评审、验证意见和建议 不断反馈，然后设计不 断更改，通过预发布和 设计评审、修改若干个 循环，这样可以把不必 要的失误和不足消灭在 设计阶段，同时优化设 计。在各系统设计输出 评审的时候，相关部门 的意见至关重要。在产 品开发的早期阶段解决 设计问题，所冒的风险 和损失最小。
汽车制造中瓶颈问题之一是车辆模具设计与制造，特别是 拉延模设计。为解决这一问题，近十年来国内外汽车模具 行业广泛采用了虚拟设计技术，即采用增量分析软件进行 冲压过程仿真。这类软件如法国ESIPAM-STAMP、美国LSDYNA、瑞士AutoForm. Eng. 公司AutoForm /Increment和 我们自行开发KMAS/Increment软件等。
实际工作中，经常出现某些车辆冲压件成形困难不不返回 设计部门更改设计现象，不不牺牲总体性能来解决局部设 计问题。解决该问题最好办法是对车辆件设计后立刻进行 成形性校核，发现问题及早解决。由此产生了一步逆成形 （One-Step Forming）软件，如瑞士AutoForm. Eng.公司 AutoForm/One-Step、加拿大FTI公司Fast3D、法国 SIMTECH公司SIMEX 以及我们自主开发KMAS/One-Step软件 等。
以模、夹具的开发为例，运用并行工程，其与车 身工程设计几乎同时进行，从整个计划第4个月开 始介入，在整个开发周期的第22个月完成。而运 用串行工程，其在车身工程设计完成后进行，从 整个计划第15个月才介入，在整个开发周期的第 34个月才完成。运用并行工程开发时间上节约近
36%，整个产品开发周期可以缩短40%～50%。
并行设计作为现代设计理论及方法的范畴，目前 已形成的并行设计方法基本上可以分为两大类:
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基于人员协同和集成的并行 化。
基于信息、知识协同和集成 的并行化。
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实例
并行工程应用于整车项目开发案例研究
图1 并行工程所需的体系结构
图2 围绕并行开发组成大循环体 的相关部门
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一般地，汽车整车产品开发共有4个大的阶段，即 策划阶段、设计阶段、样品试制阶段和小批试制 阶段。
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三、绿色设计
绿色设计是指以环境资源保护为核心概
念的设计过程，其基本思想就是在设计阶 段就将环境因素和预防污染的措施纳人产 品设计之中，将环境性能作为产品的设计 目标和出发点，力求使产品对环境的影响 为最小。 产品的绿色设计主要包括以下内容:
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产品材料的选择和管理。 产品可拆卸性和可回收性设计。 绿色产品成本分析和设计数据库 的建立。 产品的绿色包装设计。
在具体的产品设计流程中，将通过市场研究所得来 的绿色机遇，通过草图设计-方案筛选-方案设计流程，把 功能、造型、色彩、人机等诸因素融入到产品设计中去。
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3、方案确定
对概念设计方案进行评估，得到最终确立方案。对方 案的评估有两个方面，一是在设计、制造、包装、运输、 消费、报废和回收过程中，废弃物的量作为衡量标准，尽 可能的减少该过程中废弃物的量，二是看产品的在使用过 程中，是否能够很好的让消费者感受到产品的绿色因素， 可着重于考察产品的人机、形态和色彩。
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产品设计的基本流程为：市场调研--草图 构思--方案设计。具体到绿色设计在产品 设计中的应用，其过程可分为四个阶段：
1、 市场调研
在市场调研阶段，将产品的绿色因素作为调研时的 一项重点内容。在此阶段，对产品在人、资源与环境等方 面存在的绿色缺陷做出调查研究，并进行分析，形成理性
的调研报告。 2、概念设计
指导老师：李刚炎 小组成员： 工学2班（钮嘉颖 张岩）工学3班（ 王冠 ） 工学4班（江丽 袁腾飞） 工程2班（谈小龙）
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概述
现代设计方法是随着当代科学技术的飞速
发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展 起来的一门新兴的多元交叉学科。以满足市场产 品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最 优为目的,以计算机辅助设计技术为主体,以知识 为依托,以多种科学方法及技术为手段,研究、改 进、创造产品和工艺等活动过程所用到的技术和 知识群体的总称。
-Biblioteka Baidu
内容
并行设计 虚拟设计 绿色设计 可靠性设计 智能优化设计 计算机辅助设计 动态设计 模块化设计
计算机仿真设计 人机学设计 摩擦学设计 疲劳设计 反求设计 无障碍设计 共用性设计
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一、并行设计
并行设计是一种对产品及其相关过程(包括设
计制造过程和相关的支持过程)进行并行和集成设 计的系统化工作模式。强调产品开发人员一开始 就考虑产品从概念设计到消亡的整个生命周期里 的所有相关因素的影响，把一切可能产生的错误、 矛盾和冲突尽可能及早地发现和解决，以缩短产 品开发周期、降低产品成本、提高产品质量。
图4 在车型各系统详细设计阶段，相关部门提前渗入
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二、虚拟设计
在达到产品并行的目的以后，为了使产品一次设计成功，减少反复， 往往会采用仿真技术，而对机电产品模型的建立和仿真又属于是虚拟 设计的范畴。虚拟设计能实现在产品加工制造之前，建立产品的功能、 结构模型，并能对其进行修改和评审，以满足不同客户的要求。它不 仅继承了传统CAD设计的优点也具备了仿真技术可视化的特点，更能 支持协同工作和并行设计，从而缩短了产品开发周期并通过各先进技 术的利用和补充，使产品保持技术上的优势。 机电产品的虚拟设计要以计算机技术(尤其是计算机网络、通信技术) 为基础。对机电产品虚拟设计平台的建立应该包括三个层次的内容: 一是产品模型的建立以及产品设计的优化;二是对产品(包括各部件)的 评价和验证，比如产品性能评价、可制造性的评价;三是产品模型以及 相关信息的传输。要实现虚拟设计过程中产品信息的共享，一般采用 了STEP(产品模型数据交换标准)的格式。 在这些基础上可以建立机电产品虚拟设计系统，该系统集成了 CAD/CAM系统、PDM系统、专家系统以及网络、通讯等系统。
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汽车车辆虚拟设计与制造技术应用实例
汽车研发典型流程中，首先利用虚拟产品开发技 术和结构分析CAE软件确定产品设计方案，然后进 行零部件详细设计、设计文档发放并实施加工过 程。
（1）车身设计阶段使用One-Step仿真软件进行快速冲压成 形性校核，可大大减少设计返回带来巨大损失。
（2）模具设计阶段采用Increment仿真软件进行冲压仿真 分析，可大大减少模具调试时间。
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设计部门不断预发布、 评审、输出，相关部门 评审、验证意见和建议 不断反馈，然后设计不 断更改，通过预发布和 设计评审、修改若干个 循环，这样可以把不必 要的失误和不足消灭在 设计阶段，同时优化设 计。在各系统设计输出 评审的时候，相关部门 的意见至关重要。在产 品开发的早期阶段解决 设计问题，所冒的风险 和损失最小。
汽车制造中瓶颈问题之一是车辆模具设计与制造，特别是 拉延模设计。为解决这一问题，近十年来国内外汽车模具 行业广泛采用了虚拟设计技术，即采用增量分析软件进行 冲压过程仿真。这类软件如法国ESIPAM-STAMP、美国LSDYNA、瑞士AutoForm. Eng. 公司AutoForm /Increment和 我们自行开发KMAS/Increment软件等。