产品数字化建模概论
产品建模概述
产品建模概述引言产品建模是指通过将现实世界的产品抽象成一个模型，从而更好地理解和描述产品的属性、功能和特点。
它是产品开发过程中的重要一环，能够帮助产品团队更好地沟通、规划和设计产品。
产品建模的意义1.理解产品需求：通过建模，可以深入了解用户需求，分析产品的核心价值和功能需求，为产品的设计和开发提供明确的方向。
2.产品设计与优化：建模可以帮助产品团队可视化产品的各个组成部分，有助于优化产品设计，提高产品的使用便捷性、可靠性和稳定性。
3.沟通与合作：产品建模可以促进团队内部的沟通与协作，减少沟通误差，确保每个成员对产品的理解一致。
4.降低风险：通过建模，可以在产品开发早期发现潜在问题，减少风险，提前做好各种预防和对策。
产品建模的过程产品建模的过程包括需求分析、概念设计、详细设计和验证测试四个阶段。
需求分析在需求分析阶段，产品团队与用户进行深入的交流与访谈，以收集用户需求并进行整理与分析。
需求分析的输出包括用户故事、用例场景等。
概念设计概念设计阶段主要是将需求转化为初步的产品概念与模型。
在这个阶段，产品团队将用户需求转化为功能、结构和交互等方面的设计，并通过绘制原型图、草图、流程图等工具，将产品的概念可视化。
详细设计阶段是在概念设计的基础上，进一步完善产品的细节和功能。
产品团队将产品的各个模块进行详细的设计，并制定产品开发的技术方案和开发计划。
验证测试验证测试阶段是对产品进行实际测试和验证，以确保产品能够满足用户需求和设计要求。
在这个阶段，产品团队需要对产品进行功能测试、性能测试、安全测试等各个方面的测试，并及时修复和改进产品的问题。
产品建模的方法和工具在产品建模过程中，常用的方法和工具包括用例图、活动图、状态图、类图、顺序图等。
用例图用例图是描述用户与产品之间交互关系的一种图形化表达方法。
通过用例图，可以清晰地展现产品的功能和用户需求之间的关系。
活动图活动图用于展示产品中的业务流程，通过图形化的方式描述产品的工作流程，帮助产品团队更好地理解和优化产品的业务逻辑。
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: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。
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、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。
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？二阶参数连续性，记作C2连续，是指两个曲线段在交点处有一阶和二阶导数的方向相同，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。
3、实体造型优缺点：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剖视图，可以消除隐藏线和面，直接进行数控加工编程。
缺点：不能适应形体的动态修改，缺乏产品在产品设计开发整个生产周期中所需的所有信息，难以实现CAD/CAM/CAPP集成。
4、参数化造型的含义和特点参数化造型使用约束来定义和修改几何模型。
约束反映了设计时要考虑的因素，包括尺寸约束、拓扑约束及工程约束(如应力、性能)等。
参数化设计中的参数与约束之间具有一定关系。
当输入一组新的参数数值，而保持各参数之间原有的约束关系时，就可以获得一个新的几何模型。
5、逆向工程有哪些关键技术及其主要内容实物逆向工程的关键技术:逆向对象的坐标数据测量、测量数据处理模型重构数据处理及模型重构技术等主要内容：1）根据实物模型的结构特点，做出可行的测量规划，选择合适的数据采集，设备，将实物模型数据化。
2）初步处理：剔除误差明显偏大的数据点，补测某些关键点，测量数据分块处理，产品功能结构分析以及数据曲率分布，定义曲面边界，提取边界线，对测量数据进行分块，对边界进行规则化处理，提高边界拟合曲线由于疏密不均的数据精度。
数字化产品设计概念
数字化产品设计概念数字化产品设计是指利用数字化技术和工具对产品进行整体设计和开发的过程。
数字化产品设计不仅仅是外观设计，更包括了功能设计、用户体验设计、交互设计等方面。
在数字化时代，数字化产品的设计概念变得越来越重要，其影响着产品的竞争力和用户体验。
本文将从数字化产品设计的角度探讨概念、方法和挑战。
一、概念数字化产品设计是将传统产品转化为数字化产品的过程。
传统产品是基于物理形态存在的，而数字化产品是通过数字技术呈现的。
数字化产品的设计强调数字技术的应用，包括软件开发、人机交互、数据分析等。
数字化产品设计的目的是提升产品的功能、性能和用户体验。
数字化产品设计的概念还包括了用户中心设计的理念。
即以用户为中心，设计产品满足用户需求和期望。
通过深入了解用户行为和需求，数字化产品设计师可以更好地理解用户的期望和痛点，从而更好地设计出满足用户需求的产品。
二、方法数字化产品设计需要综合运用多种方法和工具。
以下是几种常见的数字化产品设计方法：1. 用户研究：通过观察用户行为、访谈和问卷调查等方法了解用户需求和行为模式。
通过用户研究，设计师可以获得对用户的深入了解，从而指导产品的设计。
2. 敏捷开发：敏捷开发是一种灵活的开发方式，通过迭代和快速反馈不断优化产品。
在数字化产品设计中，敏捷开发可以提高开发效率和产品质量。
3. 原型设计：原型设计是通过制作产品的简化版本，帮助设计师和用户更好地理解产品的功能和交互方式。
通过原型设计，可以及早发现和解决问题，提高产品的可用性。
4. 用户测试：用户测试是通过让真实用户使用原型或产品，从而了解用户对产品的反馈和意见。
通过用户测试，设计师可以了解用户的真实体验和使用情况，为产品的优化提供指导。
三、挑战数字化产品设计也面临着一些挑战。
1. 复杂性：数字化产品涉及到多个领域的知识，例如软件开发、用户体验设计、数据分析等。
设计师需要跨领域协作，将各个方面的要求整合到产品设计中。
2. 快速迭代：数字化产品的发展速度非常快，市场上涌现了大量的新产品和技术。
产品建模知识点总结
产品建模知识点总结产品建模知识点包括但不限于以下内容：1. 产品建模的概念产品建模是以数字化的方式对产品进行描述和建模，包括产品的几何形状、结构、材料属性、性能参数、工艺过程等方面的信息。
通过建模可以实现对产品的全面描述和仿真分析，为产品的设计、制造、销售和维护提供技术支持。
2. 产品建模的目的和意义产品建模的主要目的是提供一个一致的、可共享的、可重用的产品信息模型，为产品的各个环节提供统一的数据支持。
通过产品建模，可以实现产品的虚拟设计、数字化制造、虚拟仿真、数字化营销与服务等，从而提高生产效率，降低成本，提升产品的市场竞争力。
3. 产品建模的基本原则产品建模的基本原则包括：完整性原则、一致性原则、信息共享原则和可重用性原则。
在建模过程中，需要确保产品模型的完整性，即对产品的所有方面进行全面描述；同时要求不同环节间信息的一致性，以确保数据的准确性与可靠性；并且需要实现信息的共享和可重用，以提高数据的利用率。
4. 产品建模的方法与技术产品建模的方法与技术包括：几何建模、特征建模、参数化建模、装配建模、虚拟样机建模、多学科仿真建模等。
不同的建模方法和技术可以用于对产品的不同方面进行描述和分析，从而满足不同阶段对产品信息的需求。
5. 产品建模的软件工具产品建模的软件工具包括：CATIA、SolidWorks、Pro/E、UG、AutoCAD等。
这些工具提供了丰富的建模功能，可以用于对产品的几何形状、结构、材料属性、性能参数等方面进行全面建模。
6. 产品建模的标准与规范产品建模的标准与规范包括：ISO 10303（STEP）、ISO 14306（PLCS）、ISO 15531（JT）等。
这些标准和规范提供了统一的产品描述语言和数据格式，为产品建模的数据交换和共享提供了标准化的支持。
7. 产品建模的应用领域产品建模的应用领域包括：汽车制造、航空航天、机械制造、电子设备、建筑工程等。
通过产品建模，可以实现对不同领域的产品进行虚拟设计、数字化制造、虚拟仿真等，从而提高产品的质量和效率。
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
产品模型概念
产品模型概念一、什么是产品模型1.1 定义产品模型是指描述产品的一种形式化表示或表达，它包括产品的结构、功能、性能、属性等方面的描述。
产品模型可以是物理的、数学的或计算机生成的，其目的是帮助人们更好地理解和设计产品。
1.2 作用产品模型在产品开发过程中起到了至关重要的作用。
它可以用来进行产品设计、分析和优化，帮助设计师更好地理解产品的特性和问题。
同时，产品模型也是生产制造和质量控制的基础，可以帮助制造工艺和质量控制人员更好地理解产品的要求和限制。
二、产品模型的种类2.1 几何模型几何模型是描述产品形状和尺寸的数学表示，通常包括点、线、面和体等几何要素。
几何模型可以采用不同的表示方法，例如曲面网格模型、B样条曲线和曲面模型等。
几何模型可以用来进行产品设计、形状优化和模具制造等。
2.2 功能模型功能模型是描述产品功能和行为的模型，它通常采用数学方程或逻辑表达式表示。
功能模型可以用来进行产品功能分析和优化，帮助设计师理解产品的功能要求和性能限制。
2.3 物理模型物理模型是一种实物的、可触摸的表示方式，通常由原材料或代表产品形状和结构的材料构建而成。
物理模型可以用来进行产品外观设计和展示，帮助人们更好地理解产品的外观和结构。
2.4 数学模型数学模型是用数学语言描述产品特性的模型，它可以采用数学方程、统计方法或优化算法等表示。
数学模型可以用来进行产品分析、优化和决策，为产品设计和制造提供科学的依据。
三、产品模型的建立方法3.1 手工建模手工建模是最传统的建模方法，通常使用纸笔或绘图软件进行。
手工建模的优点是简单易行，可以快速地表达设计想法。
然而，手工建模往往难以满足精确性和复杂性的要求，不能进行大规模的建模工作。
3.2 计算机辅助设计（CAD）计算机辅助设计是目前最常用的产品建模方法之一，它利用计算机软件辅助进行产品设计和建模。
CAD软件具有丰富的功能和工具，可以高效地进行产品建模和分析。
同时，CAD软件还可以生成几何和功能模型，并与其他工具进行数据交换和共享。
第三章 产品的数字化设计与仿真_精典
第三章产品的数字化设计与仿真第一节产品的数字化建模一、基本概念1．建模技术建模技术是CAD／CAM系统的核心技术，也是计算机能够辅助人类从事设计、制造活动的根本原因。
在传统的机械设计与制造中，技术人员是通过工程图样来表达和传递设计思想及工程信息的。
在使用计算机后，这些设计思想和工程信息是以具有一定结构的数字化模型方式存储在计算机内，并经过适当转换可提供给生产过程各个环节，从而构成统一的产品数据模型。
模型一般有数据、结构、算法三部分组成。
所以CAD／CAM建模技术就是研究产品数据模型在计算机内部的建模方法、过程及采用的数据结构和算法。
对于现实世界中的物体，从人们的想象出发，到完成它的计算机内部表示的这一过程称之为建模。
建模的步骤如图3-1所示：图3-1建模过程即首先研究物体的抽象描述方法，得到一种想象模型 (亦称外部模型)，如图3-1a中的零件，它可以想象成以二维的方式或以三维的方式描述的。
它表示了用户所理解的客观事物及事物之间的关系。
然后将这种想象模型以一定格式转换成符号或算法表示的形式，形成信息模型，它表示了信息类型和逻辑关系，最后形成计算机内部存储模型，这是一种数字模型。
因此，建模过程实质就是一个描述、处理、存储、表达现实世界的过程。
这一过程可抽象为图3—1b所示的框图。
2.建模的方法及其发展由于对客观事物的描述方法、存储内容、存储结构的不同而有不同的建模和不同的产品数据模型。
目前主要的建模方法有几何建模和特征建模两种；主要的产品数据模型有二维模型、三维线框模型、曲面模型、实体模型、特征模型、集成产品模型以及最新的生物模型等。
二、几何建模（一）几何建模的定义就机械产品的CAD／CAM系统而言，最终产品的描述信息包括形状信息、物理信息、功能信息及工艺信息等，其中形状信息是最基本的。
因此自70年代以来，首先对产品形状信息的处理进行了大量的研究工作，这一工作就是现在所称的几何建模(Geometric Modeling)。
技术产品文件 数字化产品定义数据通则 第4部分：设计模型要求(
件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于 本部 分，然 而，鼓 励 根 据 本 部 分 达 成 协议的各方研究是否 可 使 用 这 些 文 件 的 最 新 版 本。 凡 是 不 注 日 期 的 引 用 文 件，其 最 新 版 本 适 用 于 本 部分。
４．２ 的 内 容 。
６ 模 型 完 整 性 为了保证完整的零部件定义，模型应包括几何、属性和标 注 信 息。应 当 建 立 完 整 的 模 型，以 形 成 包
括 几 何 、属 性 和 注 释 在 内 的 完 整 产 品 定 义 。 以 下 列 出 了 模 型 不 完 整 定 义 时 应 满 足 的 要 求 ： ——— 非 完 全 表 示 的 模 型 应 当 被 标 明 ，如 ：模 型 的 对 称 部 分 。
ＧＢ／Ｔ４４５８．４—２００３ 机 械 制 图 尺 寸 注 法 ＧＢ／Ｔ２４７３４．１—２００９ 技 术 产 品 文 件 数 字 化 产 品 定 义 数 据 通 则 第 １ 部 分：术 语 和 定 义 （ＩＳＯ１６７９２：２００６，Ｔｅｃｈｎｉｃａｌｐｒｏｄｕｃｔｄｏｃｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ—Ｄｉｇｉｔａｌｐｒｏｄｕｃｔｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｄａｔａｐｒａｃｔｉｃｅｓ，ＮＥＱ） ＧＢ／Ｔ２４７３４．８—２００９ 技术产品文件 数字化产品定义数据通则 第８部分：模型数 值与 尺寸 要 求 （ＩＳＯ １６７９２：２００６，Ｔｅｃｈｎｉｃａｌｐｒｏｄｕｃｔｄｏｃｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ—Ｄｉｇｉｔａｌｐｒｏｄｕｃｔｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ｄａｔａ ｐｒａｃｔｉｃｅｓ， ＮＥＱ）
本 部 分 由 全 国 技 术 产 品 文 件 标 准 化 技 术 委 员 会 （ＳＡＣ／ＴＣ１４６）提 出 并 归 口 。 本部分起草单位：中机生产力促进中心、中国电子科技集团公 司 第 三 十 八 研 究 所、北 京 清 软 英 泰 信 息技术有限公司、北京数码大方科技有限公司、北京艾克斯特信 息技 术 有 限 公 司、广 西 玉 柴 机 器 集 团 有 限公司。 本部分主 要 起 草 人：丁 红 宇、张 红 旗、肖 承 翔、陈 景 玉、尚 凤 武、雍 俊 海、陈 卫 东、阎 光 荣、温 秋 生、 韩 琳 琳 、王 云 峰 、谢 正 良 。
数字化模型构建-概述说明以及解释
数字化模型构建-概述说明以及解释1.引言1.1 概述数字化模型是将实体、现象或系统转化为数字形式的表达方式。
通过数字化模型构建，可以将真实世界的事物、过程或系统转化为计算机可以处理的数据和算法，从而实现对其进行分析、模拟和预测等操作。
数字化模型构建是指根据某种规则和方法将实体、现象或系统转化为数字形式。
在构建数字化模型的过程中，需要获取并处理相关的数据、参数和变量，并基于这些数据和变量构建相应的模型。
这些模型可以是数学模型、物理模型、统计模型、图像模型等不同形式的表达方式。
通过数字化模型构建，可以将复杂的实际问题简化为可计算的数学模型，从而更好地理解和解决问题。
数字化模型构建的步骤通常包括问题定义、数据获取、数据预处理、模型选择与构建、参数与变量的确定、模型验证与调整等过程。
在这些步骤中，需要充分理解问题背景和目标，选择合适的模型类型和方法，并进行数据处理和模型验证，以确保构建出的数字化模型能够准确地反映实际情况并具有较高的预测能力。
总之，数字化模型构建是一种将实体、现象或系统转化为数字形式的表达方式。
通过构建数字化模型，可以更好地理解和解决实际问题，提高决策效率和预测准确性。
在数字化时代中，数字化模型构建具有重要的意义和应用价值，并且面临着前景广阔和挑战艰巨的发展前景。
1.2 文章结构本文将围绕数字化模型构建展开详细讨论。
文章主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分（Chapter 1）首先对数字化模型构建进行概述，介绍数字化模型在现代社会中的作用和重要性。
接着，对本文的结构进行说明，阐明各章节的内容和目的。
最后，明确本文的目的是为了探讨数字化模型构建的方法、应用与前景，并对其中的挑战进行分析。
正文部分（Chapter 2）重点探讨了数字化模型的定义与作用，并详细介绍了数字化模型构建的方法与步骤。
在2.1节中，我们将解释数字化模型的概念和其在不同领域中的应用。
同时，我们将剖析数字化模型的作用，如提升效率、优化决策、模拟实验等。
数字化产品设计的理念与实践
数字化产品设计的理念与实践随着技术的不断发展，数字化产品设计成为了各行各业不可或缺的一部分。
数字化产品设计不仅仅是外观和用户体验的美化，更是要考虑如何让产品更好地服务于用户，更好地满足他们的需求。
数字化产品设计所面临的挑战和机遇比以往更为复杂，因此数字化产品设计的理念和实践也应该得到更多人的重视和探究。
数字化产品设计的理念数字化产品设计的理念是指在如何建立产品的前提下，富有创造力的集思广益的方式。
数字化产品设计要深刻理解用户的需求，考虑到他们的心理特征和使用环境，这是数字化产品设计理念的重要一环。
一个好的产品设计，必须要考虑到用户的使用习惯和使用场景，提供方便的操作接口和智能的系统。
同时，数字化产品设计还要关注可持续发展的概念，在创新性与实用性之间要有良好的平衡。
因此，数字化产品设计需要关注几个方面：1、用户体验数字化产品设计要着重关注用户体验，让用户有更好、更舒适的使用感受。
比如，移动设备的使用方式完全不同于电脑，因此移动产品的界面和操作事件应该设计得更加人性化，方便用户在小屏幕上进行操作。
2、功能性数字化产品设计不仅要考虑到用户的体验，同时还需要关注其功能，要搭配合理的功能设计让用户能够更好地完成操作。
此外，数字化产品设计还要注重产品界面的可读性和易用性，通过设计清晰、简洁的交互界面来提高用户的使用体验。
3、美学数字化产品设计不仅仅是功能性的设计，更要注意设计的美学。
通过色彩搭配、字体选择等多种手段来使其外观更加美观，自然而又有活力。
4、商业模式数字化产品设计还需要考虑其商业模式。
数字化产品不如传统产品只满足物质需求，还包括社交、情感等方面，因此在数字化产品设计时要注意其商业模式，确保能够产生稳定的收益，并满足用户的不同需求。
数字化产品设计的实践数字化产品设计的实践更多地体现在实际操作中。
数字化产品设计不仅仅是视觉设计，而是一种技术，需要与开发、测试等多项工作相结合。
一个好的数字化产品设计师还需要考虑到以下方面。
数字化产品设计与开发
数字化产品设计与开发近年来，数字化产品在各个领域蓬勃发展。
人们的生活已经与数字产品如手机、电脑、平板等密不可分。
这些产品的设计与开发已经成为科技领域的热点话题。
本文将详细介绍数字化产品设计与开发的相关知识和重要性。
一、数字化产品设计的基础理论数字化产品设计是一门综合性的学科，它不仅涉及到产品的功能设计，还要考虑视觉效果、人机交互等方面。
而其中最重要的理论基础，就是人机工程学。
人机工程学指的是以人为中心，将人体工学、认知心理学、计算机科学等相关领域的知识应用于产品设计中，以提高产品的易用性和用户满意度。
因此，数字化产品设计师不能只注重产品的外观，还应该注重用户对产品的感受和反馈。
只有在了解用户需求的基础上，才能设计出更优秀的数字化产品。
二、数字化产品设计的流程数字化产品设计的流程分为五个步骤：1.用户需求分析：了解用户需求是数字化产品设计的第一步。
在此过程中，需要采用市场调研、用户访谈等方式，搜集用户对产品的需求和意见，以作为设计的指导。
2.概念设计：在对用户需求的分析的基础上，设计师需要进行初步的概念设计。
此阶段的目的是将用户需求转化为具体的产品概念。
在此过程中，设计师需要考虑产品功能、外观以及与人机交互的各个方面。
3.详细设计：在完成概念设计后，设计师需要进一步进行详细设计。
在此过程中，需要对产品进行细致的设计和构思，确定产品的具体功能、外观、交互界面等。
4.产品开发：在完成详细设计后，需要将产品进行开发。
在产品开发中，需要同时考虑产品的功能和外观，以保证产品能够满足用户需求和市场需求。
5.产品测试和上市：完成产品开发后，需要进行产品测试，并根据测试结果对产品进行优化。
在产品完成优化后，就可以投放市场进行销售。
三、数字化产品的开发流程数字化产品的开发流程分为以下几个步骤：1.需求规划：在产品开发的初期，需要进行需求规划。
在此过程中，需要明确产品的目标市场、用户需求、产品功能等方面的需求。
2.产品规划：在需求规划完成后，需要进一步进行产品规划。
产品数字化设计内容
产品数字化设计内容：
产品数字化设计是指利用计算机辅助设计（CAD）软件，将产品设计过程数字化，实现产品设计的可视化、可交互化和可优化化。
数字化设计的内容包括以下几个方面：
1.三维建模：利用CAD软件进行三维建模，将产品形状、尺寸、结构等参数转化为三维模型，以便进行后续的仿真、
优化和制造。
2.参数化设计：通过参数化设计方法，将产品的主要设计参数（如尺寸、形状、位置等）进行定义和关联，实现设计参
数的自动调整和优化，提高设计的灵活性和可维护性。
3.仿真分析：利用仿真软件对产品进行性能分析、结构分析、流体分析、热分析等，预测产品的性能和可靠性，优化设
计方案。
4.可视化设计：通过渲染技术将产品模型渲染成逼真的效果图，以便进行产品外观和美学的评估和优化。
5.智能优化：利用优化算法和计算机技术对设计方案进行智能优化，通过迭代计算和自动调整设计方案，寻求最优的设
计方案。
智能制造控制技术概论
智能制造控制技术概论
智能制造控制技术是指利用先进的计算机控制技术、自动化技术和信息技术，对制造系统中的各个环节进行智能化管理和控制，实现制造过程的高度自动化、智能化和灵活化。
其主要包括以下几个方面：
1. 数字化设计技术：利用计算机辅助设计技术，将产品设计过程数字化，实现产品可视化、虚拟化和模拟化。
2. 智能化制造技术：利用计算机控制技术、传感器技术、机器人技术等先进技术，实现制造过程的自动化、智能化和柔性化。
3. 工艺优化技术：通过数学模型和优化算法，对制造过程进行优化，提高产品质量和生产效率。
4. 全面质量控制技术：采用全面质量控制（TQC）进行质量控制，在生产过程中实现质量控制的全面化和智能化。
5. 智能化物流技术：利用物联网技术和人工智能技术，实现物流过程的自动化、智能化和柔性化。
总之，智能制造控制技术是实现制造业智能化转型的重要手段之一，能够提高制造业的生产效率和竞争力，促进制造业的可持续发展。
《智能制造概论》智能工厂和智能生产
服
EtherCAT
EtherCAT
驱
动
器
电缆 伺 服 电 机
239
3 ) 执行层级(Operation Level)
ISA 95 Level2 定 义 了 监 视 和 控 制 物 理 过 程 的 活 动 ，其 任 务 是 实 现 对 生 产 过 程 进 行 监 测 (Monitoring)、监控(Supervisory Control)和自动控制(Automatic Control)。
221
第4章 智能工厂和智能生产
【导读】本章阐述了从数字化工厂到智能化工厂的发展过程， 总结了智能 工厂的基本特征，从工厂自动化的标准化层级结构出发，介绍了智能工厂 的架构、赛博物理融合生产系统的构成，特别是从技术集成和应用功能实 现的角度，讨论了在智能工厂中的横向、纵向和端到端的3大集成的技术实 现，以及在智能生产系统中动态感知、实时分析、自主决策和精准执行4项 功能应用技术，介绍了多个智能工厂、智能生产具体场景和智能制造过程 实现过程的实例。
厂能够以最少的干预来适应 计划和产品的变化。
【图例】智能工厂的主要特性[来源：德勤咨询]
229
4.2 智能工厂的核心与构成
4.2.1 数字化工厂
1．数字化工厂的概念 数字化工厂主要涉及产品设计、生产规划与生产执行3大环节
基于3维建模的产品设计
工艺仿真使能的生产规划
实时数据联通的生产执行
230
2．数字化工厂的构成
4.2.3 工业4.0三大集成的技术实现
1. 纵向集成和网络化制造系统的技术实现
纵向集成和网络化制造系统将工厂或设备的 所有要素，依据“ANSI ISA-95企业控制 系统集成”标准的5层级结构，从现场层级 的底层感知和执行设备开始，通过控制层级 的PLC和操作层级的SCADA/HMI/DCS等， 连接到企业顶层管理层级的MES和ERP，构 建成一个网络化制造系统，从而实现各个资 源要素的纵向贯通和集成。
1数字化设计与制造(概述)PPT课件
模
➢ 人力资源的适应能力
式
➢ 对全球市场的响应力
➢ 团队组成作为核心价值
➢ 对企业文化的响应
2020/7/18
数字化设计与制造技术
22
3. 数字化设计与制造概述
AHUT
数 3.1 前言
字 化
3.2 制造领域过去20年的回顾
设 计
3.3 新世纪制造业面临的挑战
与 制 造
3.4 数字化设计与制造技术和我国制 造业的振兴
数字化设计与制造技术
9
1.2 制造系统的特点
AHUT
❖ 整体性
制 造
❖ 关联性
系 统
❖ 有界性
概 论
❖ 目的性
❖ 环境适应性
❖ 学科综合性
2020/7/18
数字化设计与制造技术
10
1.3 制造系统的基本组成及属性
AHUT
制造系统的基本组成要素是：场
制 造 系
地、设备、人员、技术、组织、管理、 资金、原材料。
❖ 产品更新换代加快、交货期已成为
先 进
主要的竞争因素
生 产
❖ 用户需求的多样化和个性化逐渐成
模 式
为世界的潮流
❖ 多品种小批量生产比例增大
❖ 大市场和大竞争
2020/7/18
数字化设计与制造技术
17
2.2 先进生产模式的内涵和特性
AHUT
生产模式是指企业的劳务、
先 进
资源（包括能源、物料、装备、
AHUT
制 ❖ 对市场需求的柔性化、快速响应
造
系 ❖ 更好的产品质量（顾客满意程度）
统
概 ❖ 更低的成本
论
❖ 更好的性能（先进性、实用性）
数字化设计与制造苏春版课后答案
《数字化设计与制造》第一章数字化设计与制造技术引论1、数字化开发技术包含哪些核心技术。
以CAD、CAE、CAPP、CAM 为基础、为核心2.产品数字化开发的主要环节。
3.数字化设计、数字化制造、数字化仿真的内涵。
数字化设计与制造涵盖：数字化设计（DD）CAD ：概念化设计、几何造形、工程图生成及相关文档CAE ：有限元分析（FEM ）、优化设计DS :虚拟装配、运动学仿真、外观效果渲染等等数字化制造（DM）CAPP ：毛坏设计、加工方法选择、工艺路线制定、工序设计、刀夹具设计CAM : NC图形辅助编程（GNC）、加工仿真检验数字化制造资源管理（MPR、ERP）数字化设计与制造数字信息集成管理「0乂、CIMS、PLM）4.产品的数字化开发技术与传统的产品开发技术相比，有哪些区别，有哪些优点？产品的市场竞争：产品的的复杂性不断增加（功能综合）产品的生命周期不断缩短,开发周期短产品的设计风险增加社会环境对产品的影响现代好产品的标志：TQCSE（T时间更短Q质量更好C成本更低S服务质量更好E更环保） 5、与传统的产品设计与制造方法相比，数字化设计与制造方法有哪些优点？提高设计效率，改进设计质量，降低产品的开发成本、缩短开发周期，改善信息管理，提高企业的竞争力第三章数字化设计与制造系统的组成1.数字化设计与数字化制造技术大致经历了哪些发展阶段？有哪些发展趋势准备及酝酿阶段（20世纪50年代）：出现数控机床；为数控机床开发自动编程工具语言APT2D时代（20世纪60年代）：计算机辅助绘图，提高绘图质量和效率；方便图纸管理；平面分析计算CAD/CAM 一体化（20世纪70-80年代）：3D建模统一数字模型；CAE广泛应用；CAD、CAM通过；无图纸生产；数字信息交换接口数字信息集成管理（90年代开始）：产品信息、数据集成管理PDM，智能化，分布式网络化工叫$，PLM数字化设计与制造技术的发展趋势：利用基于网络的CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM 集成技术,以实现全数字化设计与制造CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM 技术与ERP、SCM、CRM结合，形成企业信息化的总体构架通过InternetIntraneS £乂仃@联将企业的各种业务流程集成管理虚拟工厂、虚拟制造、动态企业联盟、敏捷制造、网络制造以及制造全球化 2、数字化设计与制造系统的支撑软件组成。
产品数据分析建模方案
产品数据分析建模方案一、概述建设背景对于企业在人才管理上的问题：不能有效的发现自己的人才储备落后于行业的发展，在职员工可能存在上面异常的方面，更好的规划薪酬范围，让员工在个人岗位上获得满足感。
依据能力制定合理的薪酬范围。
依据行业画像，个人能力画像，提供分层数据，做决策展示。
项目经理对人才的选拔。
建设目标通过建立大数据体系下的数据挖掘平台，分析业务数据，为我们的客户提供更好的决策，并开发可视化模块，将结果展示给我们的客户，并且确定经营方向，做好推广工作。
二、需求分析数据来源主要的数据来源之一是现有的数据库数据，接通到大数据平台进行分析，还有一部分外部数据，使用爬虫爬的数据，实时更新每日的趋势展示，另外一部分从业者的信息，能否通过购买其它合作企业的信息，满足分析需求。
数据提取整体思路，算法需求设计行业信息展示的数据提取，主要是为了展示某职位在行业的各个特征维度下的占比，比方说以地域来划分行业对当前职业的需求饼图。
某职位在每个行业的每日需求趋势。
每个行业对某主要需求的职位的技能词云统计。
洞悉趋势薪酬预测的数据，需要职位的分类信息，以及每个分类下的每日整体数据，包括最大值，最小值，平均值。
以预测这一部分数据为指导，通过数据分析是手段，找到相关的特征信息，比方说，每日上线的从业者，每日简历的更新次数，发布新需求的企业个数等等作为特征，由数据挖掘工程师进行抽取。
人才倾斜，造成竞争力处于行业底层客户画像展示将从业者对当前行业投递的简历信息聚合，进行多维度的展示，并对聚集的数据，进行算法分层，提供一个标签输入栏，输入标签数据，获得从业者在分层系统。
客户当前的行业画像展示，由人才构成图，工资趋势，行业的趋势，每年发布招聘的行业个数的变化，新公司名称的个数。
行业招的岗位分布情况。
三、建设方案数据挖掘算法系统框架图参考产品的可视化原型展示大数据算法模型平台架构数据采集实时数据处理数据存储离线数据处理JAVA,SCALA,PYTHON,R业务系统数据（数据接入）实时类数据（爬取，内部数据）互联网数据（数据爬取）其它离线数据（购买数据等..）StromSparkMySQL 集群MongoDB 集群HDFS HbaseMLLIB HiveSpark集群服务节点规划机器1 机器2 机器3 机器4 机器5 机器6 机器7 HDFS NameNode NameNode DataNode DataNode DataNode DataNode YARN Resource ResourceNodeNodeNodeNodeZOOKEPER Zookeeper Zookeeper Zookeeper Zookeeper Zookeeper Zookeeper KAFKAKafkaKafkaKafka另外提供爬虫提取互联网数据方案。
产品建模概述
产品建模概述产品建模概述随着科技的不断发展和消费者需求的不断变化，现代企业需要不断地推出新产品来满足市场需求。
然而，产品开发是一项复杂的过程，需要考虑到诸多因素。
在这个过程中，产品建模是一个至关重要的步骤。
什么是产品建模？产品建模是将一个新产品的设计和功能转化为数字模型的过程。
它可以帮助企业更好地了解新产品，并在开发和生产过程中进行优化和改进。
为什么需要产品建模？1. 提高效率：通过数字化设计，可以更快、更准确地进行设计和改进，并减少制造成本。
2. 降低风险：通过预测和测试新产品的性能，可以在实际制造前识别并纠正问题。
3. 提高质量：通过数字化设计和测试，可以确保新产品符合规格，并提高其性能、可靠性和耐久性。
4. 促进创新：数字化设计使得企业可以更容易地尝试各种方案，并快速评估其可行性。
5. 促进合作：数字化设计使得团队成员之间更容易共享信息并协作。
如何进行产品建模？1. 确定目标：首先，需要明确新产品的目标和规格。
这包括产品的功能、性能、外观等方面。
2. 收集数据：在进行数字化建模之前，需要收集有关新产品的所有数据。
这包括设计图纸、材料规格、制造工艺等。
3. 进行数字化建模：将收集到的数据输入到建模软件中，进行数字化建模。
这个过程可以通过手动绘图或使用CAD软件完成。
4. 进行测试和优化：完成数字化建模后，需要对新产品进行测试和优化。
这包括对其性能、可靠性和耐久性进行测试，并根据测试结果进行优化。
5. 生产新产品：最后，生产团队可以使用数字化模型来制造新产品，并根据需要进行调整和改进。
常用的产品建模软件1. SolidWorks：SolidWorks是一款功能强大的三维CAD软件，被广泛应用于工程设计和制造领域。
它可以帮助用户快速创建复杂的三维模型，并提供丰富的分析工具来评估其性能和可靠性。
2. CATIA：CATIA是一款由达索系统公司开发的三维CAD软件，被广泛应用于航空、汽车等领域。
它提供了丰富的功能来支持复杂产品设计和制造。
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➢产品模型的显示
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1
➢产品模型数据的交换
第一节 产品模型的描述与表示
产
昨天
产品规划 概念设计 详细设计 生产准备
品
过程序列
形
成
过
今天
产品规划 概念设计 详细设计 生产准备
程
过程链
PDM
昨
天
—--
过程管理
今 天
明天 过程流
产品规划
概念设计 详细设计
PDM 数字模型
生产准备
明 天
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3
采用一个单一的零件模型贯穿始终是不可能的 设计过程的零件模型为主模型 产品模型是一组有相互关系、反映不同阶段操作的模型组。
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一、产品设计阶段的模型描述与表示
概念设计
结构设计
产品设计
几何设计
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分析仿真
5
产品设计的基本过程
概念设计阶段的模型
零件几何模型
产品设计模型
产品仿真模型
（4）装配规划模型：装配规划模型用于装配顺序规划和路径规 划，前者给出一个实际可行的零件装配顺序，后者给出零件装配的 可行路径，并对装配设计进行分析和评价。
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12
二、产品制造阶段的模型描述与表示
工艺信息模型
工装模型
产品制造阶段模型
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数控加工模型
产品制造阶段模型
13
1、工艺信息模型
零件几何模型是详细设计阶段生产的信息模型，是其他各阶段设计 的信息载体，通常作为主模型。
所谓主模型是指以该模型为唯一数据源，其他模型以它为基础，派 生出其他各种模型。派生的过程实现了模型的演变。
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8
3、产品仿真模型
功能与性能仿真是利用计算机的计算能力，采用数值计算的方法模 拟产品的功能或者性能，一般不能直接在详细设计阶段产生的零件几 何模型上进行，必须进行一定的转换或者处理，建立符合仿真分析的 模型。例如，有限元分析必须对CAD实体模型进行前置处理，将其进 行简化，网格划分，再赋予材料和施加载荷，然后才能进行求解计算， 结果则通过后置处理显示。
基础上，还需要设备资源、工装资源等来实现工序的编制。
2、工装模型
工装设计包括刀具、夹具、模具、量具的设计以及产品零件在制造过程中 的不断演化产生的中间状态模型。在工装设计过程中，依据零件在加工过程
中的变化，需要建立相应的模型之间的关系。工装模型包含了两大部分：
工装设备模型：刀具、夹具、模具、量具的设计和制造模型。
工艺信息模型为CAPP提供基本信息，涉及工艺过程、数据繁杂、种类
多，不同企业的工艺信息模型差别大，具有不同的模型结构和内容。根据零件 加工要求和尺寸、粗糙度、公差、基准、加工方法等信息，建立工艺信息模型。 这些基本模型信息构成了编制工艺规划的基础数据。
工艺设计的数据来源于详细设计阶段产生的几何模型、装Hale Waihona Puke 模型，在此2020/5/3
产品装配模型
产品设计阶段模型
6
1、概念设计阶段的模型
在产品概念设计阶段，主要从功能需求分析出发，初步提出产品 的设计方案，此时并不涉及产品的精确形状和几何参数设计。
概念设计模型包括产品的方案构图、创新设计等。
从数字化角度看，概念设计是在一定的设计规范下，以方案报告、 草图等形式完成设计的。这个阶段产生的方案视不同的产品对象 而不同。
2020/5/3产品过程模型：零件在制造过程演变的模型。包括几何形状和其他相关的 14
工艺信息。
工艺信息模型-加工工艺流程刀路
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15
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
第二章 产品数字化建模
内容简介
产品数字化模型－产品信息的载体，包含了产品功 能信息、性能信息、结构信息、零件几何信息、装配信 息、工艺和加工信息等。
数字化产品模型中，产品生命周期中不同阶段的人 员都可以获得所需的内容。
本章主要介绍了如下方面内容：
➢ 产品模型的描述与表示
➢ 数字样机
➢ 产品建模的基本方法
2
几何信息
产品 数字化 模型
非几何信息
IDM
图号、零件号
APL
产品的设计结果体现在两个方面，一方面是产品的几何信息，
它存储在IDM系统中的数据集中；另一方面是产品的非几何
信息，包括产品结构树和工艺信息，它存储于APL系统中。
这两部分信息密切相关、不可分割，其相关性是通过产品图
20号20/或5/3 零件号来实现的，由统一的系统来管理。
造磨具仿真、数控加工过程仿真、装配仿真等。
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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 2020/5/3 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 10
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。
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Guidelines
2、零件几何模型
几何模型是产品详细设计的核心，是将概要设计进行详细化的关键 内容，是所有后续工作的基础，也是最适合计算机表示的产品模型。
几何模型用二维或三维模型表示。
在集成化CAD系统中，二维模型可以从三维模型投影得到，以便 与三维模型保持一致性。除此之外，几何模型的非几何信息以属性表 示。属性信息的定义以文本说明，并具有一定的结构。
零件2
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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
零件7
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（2）属性信息表：属性信息用来表示产品的非几何信息。
例如，产品名称、规格、零件材料、加工方法、重量、模型设计 者等。
（3）装配约束模型：装配约束模型包括装配特征描述、装配关 系描述、装配操作描述以及装配约束参数。