完整1数字化技术与产品开发

1.1 产品开发过程
产品开发过程的主要问题
?产品开发是研发部门的事情 ?产品开发流程不是端到端的 ?产品开发流程结构化不足，孤岛现象 ?产品开发流程某些关键活动缺乏有效的定义 ?产品开发流程缺乏有效的分类管理 ?产品开发流程执行不到位，优化不足
1.2 数字化对产品开发的影响
并行设计
需求分析 产品设计 工艺设计 制造装配 服务
1 数字化技术与产品开发
产品开发过程 数字化对产品开发影响 数字化技术基础
1.1 产品开发过程
产品开发过程
?产品开发过程 是指从产品需求 分析到产品最终 定型的全过程。
设计需求分析 设计任务定义 概念设计与详细设计 工程分析和设计优化
样机制作 加工工艺开发
生产实施 销售、使用、维修、回收
1.1 产品开发过程
Powermill等，以及CAD软件自带的CAM
有限元分析
机构分析
数控编程
1.3 数字化设计制造技术基础
?基于模型的定义（ Model Based Define ）
三维标注（尺寸、公差等技术要求）。ASME Y14.41-2003， ISO16792， GB/T24734-2009 数字化产品定义数据通则
1.3 数字化设计制造技术基础
VR技术
虚拟装配
虚拟工厂（车间）
虚拟技术
1.3 数字化设计制造技术基础
Vຫໍສະໝຸດ Baidu技术
? 虚拟与现实的交互 ? Pokemon Go
1.3 数字化设计制造技术基础
AM增材制造， RP技术
增材制造（AM）是采用逐层添加材料的方法制造三维实体的技术，塑料、 金属和混凝土等，包括3D打印、快速成型（RP）、直接数字化制造 （DDM）、分层制造、添加式制造等诸多技术。
1.3 数字化设计制造技术基础
数字化技术基础
数字 设计 制造
宏观数字化 微观数字化
CAD、CAE、CAM、 CAPP、DFX、VM、
RP
?制造资源、环境、服务等数字化 ?生产系统布局设计与实际优化运作 ?产品营销、维修、使用等数字化 ?决策支持系统
最
终
NC、MC、CNC、FMC、FMS、 基于Web制造、无纸化制造、
串行设计时间
需求分析 产品设计 工艺设计 制造装配 服务
并行设计时间
节省的时间
串行设计和并行设计比较
现在：空中客车公司A350设计
“Digital Factory Planning Room”
Roundtable: Experts in all specialized areas meet in the “Digital Factory Planning Room” to view, discuss, and design future facilities at the Powerwall.
1.3 数字化设计制造技术基础
DFX技术
?DFx(Design For x) 系统：面向产品全生命周期
的设计。是指在产品设计阶段对零件或部件的可
制造性或可装配性等进行评价诊断的计算机辅助
应用工具。
拆卸 Disassembly
回收 Recycling
互换性 Interchangeability
功能 Fuction
3D打印
3D建模
3D打印
无限的复杂的产品
NASA测试3D打印火箭部件
? 这个发动机部件是一台复杂的氧化物喷射 器，为火箭起飞提供动力。 NASA与一家 定向制造公司合作，采用选择性激光熔化 工艺打印火箭部件。使用镍铬合金粉末逐 层打印出产品。之前，该发动机喷射器由 115个零件组成，用3D打印仅有2个部分了。 原来需半年，现仅需不到一个月。测试环 境恶劣，温度达摄氏3315度。
PDM ERP MES
PDM&PLM关系理解
调研
设计
生产
传统的PDM管理领域
包装
售后
销售
仓储
运输
理论的PLM管理领域
PDM是PLM系统中的一个子集
ERP&PLM关系
PDM、PLM软件：国外品牌如 PTC的WINDCHILL ， SIMENS的TEAMCENTER ，达索的ENOVIA
ERP软件： SAP、用友、金蝶
人机工程 Ergonomics
环境 Environment
维护 Maintenance
服务 Serviceability
DFX 之“ X”
美学 Aesthetics
成本 Cost
质量 Quality
测试 Test
装配 Assembly
制造 Manufacture
可靠性 Reliability
应力 Stress
Engine Injector （喷嘴）试验
NASA无疑将一系列地使用 3D打印机
德玛吉DMG lasertec 65
1.3 数字化设计制造技术基础
加工制造技术（硬件） 数控机床、加工中心、 FMS、机器人等
1.3 数字化设计制造技术基础
信息管理技术
PDM、PLM、ERP、MES、CIMS等信息管理软件 PDM（产品数据管理）是管理产品设计以及提供全 过程的 BOM基础信息的管理平台。是所有管理软件 的基础。 ERP（企业资源计划管理）是管理生产过程的，包 括计划、资源、成本等信息。 MES是生产线以及车间的具体操作的管理平台。
产 品
远程协同
数字化设计制造信息支持技术：IGES、STEP、ERP、MIS、PDM 、PLM ……
1.3 数字化设计制造技术基础
CAD/CAE/CAM 技术
CAD软件：AutoCAD,UG,Pro/E，CATIA，SolidWorks等 CAE软件：Ansys，Adams，Matlab以及Cad软件本身的集成 CAM软件： MasterCAM ， cimatron， Edgecam，
作业
? 学习中国制造2025，指出对你印象最深的部 分，说明原因。
? 用ug的PMI功能，标注三维模型的尺寸、偏 差、表面粗糙度、形位公差。
非几何信息的定义 UG NX 7.5以上 PMI
不必要把立体图转到工程图
三维模型可以直接用于生产和质检
云端版CAD Onshape
1.3 数字化设计制造技术基础
CAPP技术
二维工艺模型
三维工艺模型
自动将产品模型转换为三维工艺模型，以三维工艺模型为中心进行工艺加工 流程（工艺路线）设计，定义产品制造过程中的三维工序模型（中间物料状 态），确定每个关键工序模型的加工尺寸、加工余量、公差等，CAM无需重 复定义加工模型，MES/ERP等通过三维工艺模型组织产品生产和过程控制。