现代设计方法总结.ppt

图4 在车型各系统详细设计阶段，相关部门提前渗入
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。
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）
概述
现代设计方法是随着当代科学技术的飞速
发展和计Байду номын сангаас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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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:
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。
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
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。
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
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。
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%。
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:
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。