数字化技术与产品开发

数字化技术与产品开发复习题

1、数字化设计概念：将计算机设计用于产品设计领域，通过基于产品的数字化平台，建立数字化的模型等，在产品开发应用当中，达到减少或者是没有实物模型的一种开发技术。

优点：1、没有实物模型2、适用于并行设计

计算机在制造业中的作用：a、对生产过程进行监控b、用计算机进行产品研发2、各英文缩写所代表的含义：

DD:数字化设计DM：数字化制造DB:数据库CACD:计算机辅助概念设计CAGM:计算机辅助几何建模

CAPP：计算机辅助工艺规划CAP:计算机辅助规划

CATD:计算机辅助刀具设计CAE:计算机辅助工程

CAM:计算机辅助制造PDM:产品数据管理

FE：有限元FEM：有限元法

PLM、产品全生命周期管理AI:人工智能

3、考题知识点：

与传统新产品开发方式比较，计算机及其相关应用技术的引入使得整个制造业在“快交付、易变型、高质量”方面取得了显著的优势，同时也大大降低了除时间以外的其他制造成本。

计算机的主要作用可以大致划分为两大方面：一是监控各种硬件设备在生产过程中正常运行；二是辅助设计人员参与产品开发周期的各个阶段。

数字化的核心是离散化，其本质是将连续的物理现象、设计过程中出现的物理量、设计过程中的几何量、设计制造环境中的不确定现象、企业可获得的各种设计资源、设计师的个人只知识及经验加以离散化。

数字化设计（DD）：特指在通过数字化的手段来改造传统的产品设计方法，建立一套基于数值计算方法、计算机软硬件技术、网络传输技术、信息处理技术的专门支持产品开发和生产的全过程的设计方法和相关技术。

数字化制造（DM）：是指对制造过程和设备进行数字化定义和描述、通过网络环境下的计算机控制来实现产品加工制造的过程，包括CAM（计算机辅助制造）、CAPP(计算机辅助工艺规划)、CATD、(计算机辅助刀具设计)、CAP（计算机辅助规划）等。

产品全生命周期管理（PLM）：当设计师接到客户的产品订单时，客户首先是描述他们所需的产品的各种性能，想要实现什么样的功能，能够完成哪些事情。接下来就是设计师们针对客户对产品的要求、特性进行系统化的设计分析。一般情况下产品开发的过程包括以下几个阶段：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、加工工艺开发到生产实施、销售、使用、维修、回收等。

无分工时代：在知识不发达的年代，社会分工还不是很明确，没有设计师的概念，一个产品的设计到制造整个过程通常是一个人独立完成。既充当设计人员也充当制作人员。

抛过墙时代：到了20世纪中叶，产品变得越来越复杂，制造过程需要各种专业的知识人员去负责，一个人已经不再有能力应对整个生产制造过程。设计人员完成一项设计后“抛过墙”式的传递给制造人员，必要时附上几句说明，在制造人员发现问题后又“抛过墙”式的把设计资料传递给设计人员进行修改，由于

设计人员不是很了解制造过程，很多产品能够设计出来但却加工不出来，以致于不断的返工修改，浪费了大量时间有增加了成本。

并行设计概念：并行设计理念在于设计过程与制造过程保持同步，鼓励设计团队和制造团队进行充分的交流与沟通，通过增加设计中的“小循环”来减少整个制造中的“大循环”，从而达到节约成本、提高质量、缩短进度的效果。

设计：设计是把一种规划设想用视觉的方式表达出来，将这个过程称之为设计。

a、设计是创造

b、设计是具体化

产品设计：对生产制品的功能造型结构等环节进行综合的设计，从而设计出符合大众需求的产品。

产品设计分为工业设计和工程设计

工业设计：以审美观为主的设计

工程设计：以解决工程所需为主的一种设计

原创设计：按照一个系统任务书的要求，制定一个新的原理解，而不论此任务书与原有任务书相比是相同的、有变化的、还是新的；所设计的产品是过去从没有过的新产品。

改进设计：大部分设计的活动都是改进设计，或称为再设计，根据对产品需求的变化或已知的已有设计方案的欠缺，进行设计改进。这种改进的内容可以是较大的局部改进或重新设计，或者是尺寸、结构布置方面的变更。

改进设计又分为：a、适应性设计b、变型设计c、选择设计d、布局设计通用设计理论：将设计过程描述为从功能空间到属性空间的映射过程。功能空间是对设计要求参数的描述空间，而设计属性则是对设计方案、参数的描述空间。

上位设计：包含概念设计、基本设计、功能设计等一系列抽象化的设计。

下位设计：指的是产品的具体设计，制造设计等具体化的设计。

协同设计:产品的协同设计认为设计活动不是某一个独立的设计者的个人行为，而是一个设计团队中的多个设计人员在相互沟通、交流设计数据的基础上共同工作的结果。以通过团队的协同来实现低成本、快交付期的产品设计。

配置设计（模块化设计）:将零件（组件、部件）经过一定的修配后而组成的设计。

产品设计过程（发展方向）呈现出以下趋势：

1、数字化

2、并行化

3、智能化

4、集成化（具体解释看P17页）

知识工程：知识工程的概念和技术生于20世纪70年代中期，它是以知识本身为处理对象，研究如何使用人工智能（AI）的原理和方法来设计、构造和维护知识型系统的一门学科。

参数化变型设计：一般是指设计对象的结构形状比较定型，可以用一组参数来约定尺寸关系。参数的求解较简单，参数与设计对象的控制尺寸有显式的对应关系，设计结果的修改受到尺寸驱动。

完成零件装配有两种方法：一种是自底向上，一种是自顶向下。（去网络查有关解释）

数字化建模分为两部分：

二维建模：用点、线、面的方式描述模型。

三维建模：能够准确的表达出各结构的物理性能或空间架构，它可以提供产品制造及相关过程所需的全部信息。