企业信息化与知识工程-第09讲

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1、生产过程信息化第一部分企业信息化目录21生产过程信息化的内容现代产品开发的特点现代产品开发通常面向复杂产品复杂产品是这样一类产品：客户需求复杂系统组成复杂产品技术复杂制造过程复杂项目管理复杂涉及的子系统多学科技术种类多人员/工具多与外界环境的交互关系复杂典型复杂产品：航天器、飞机、汽车、复杂机电产品等复杂产品1.现代产品开发的特点强调系统的观点----强调在系统的层次上模拟产品的外观、功能和在特定环境下的行为。现代产品开发与传统产品开发相比，具有如下新的特点：1.现代产品开发的特点涉及产品全生命周期----可应用于产品开发的全生命周期，并随着产品生命周期的演进而不断丰富和完善；生产销

2、售使用维护/服务报废/回收规划设计/确认制造概念设计1.现代产品开发的特点强调不同领域的虚拟化的协同设计。1.现代产品开发的特点（1）系统组成复杂，往往是机械、控制、电子等多个不同学科领域子系统的综合组合体；（2）开发过程复杂，不仅包括时间纵轴上存在的先后设计活动，而且包括横轴上某一时刻并发的设计任务之间的互相影响；（3）系统行为复杂，对总体性能的要求往往高于对单个功能模块的要求，因而增加了产品开发的难度。现代产品开发与传统的产品开发比较具有以下特点：1.现代产品开发的特点现代产品开发是面向复杂产品，以并行工程思想为指导，以多学科协同设计为核心，以各领域CAx（如CAD、CAM、CAE

3、等）/DFx（如DFA、DFM等）为工具的全新的设计开发模式。其核心是强调系统层面上的优化，重视整体性能。旨在解决航空、航天、汽车、船舶和铁路机车车辆等型号的复杂产品开发，以实现机械、控制、动力学、材料学等多个领域的一体化并行协同设计。1.现代产品开发的特点1、计算机技术；2、网络技术。信息技术改变了传统的产品设计。1.现代产品开发的特点数字BOEING技术趋势虚拟设计制造全生命周期设计制造PLM并行工程CE全球化的协作平台EXSTAR美国B777的应用效果开发周期：9年－>4.5年成本降低：25％100％整机数字化设计世界垄断与霸主地位制造业发生的深刻变革数字化飞机实例1.现代产品开

4、发的特点技术趋势数字化设计制造虚拟样机全球采购和分销大规模定制通用公司应用状况开发周期（48月－>24月－>12月）碰撞试验（100次－>50次）个性化定单－>3小时通过在线采购降低成本10％产品概念设计产品详细设计制造业发生的深刻变革数字化轿车实例1.现代产品开发的特点大变形碰撞仿真摆式车空调通风仿真工业设计疲劳分析仿真动力学仿真气流噪声仿真气动压力仿真结构噪声仿真双层车模态仿真温度场仿真D38轻量化设计强度分析制动及冲击响应仿真1.现代产品开发的特点传统的产品开发1.现代产品开发的特点现代产品开发（第一阶段：计算机辅助设计）物理样机设计验证与测试概念控制设计师机械设计师设计设计1.

5、现代产品开发的特点现代产品开发（第二阶段：网络化协同设计）概念物理样机控制设计师机械设计师一致性建模与设计虚拟样机设计验证与测试建模设计仿真协同集成管理1.现代产品开发的特点KBE技术知识型制造企业整体优化知识管理企业3企业n企业1企业2……企业间合作现代产品开发（第三阶段：基于知识的设计）1.现代产品开发的特点2.生产过程信息化的内容生产过程的信息化建模设计仿真协同集成1、建模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。复杂产品的建模多学科协同建模机械产品的建模曲面建模（CATIA）实体建模（I-DEAS）参数化建模（Pro/ENGINEER

6、）……2.生产过程信息化的内容2.生产过程信息化的内容2、设计设计是对以前从未解决的问题建立和定义解决方法与相关结构，或者对以前已经解决的问题建立和定义新的解决方法。多学科设计优化智能优化方法鲁棒设计方法遗传算法（ＧＡ）禁忌搜索（ＴＳ）模拟退火（ＳＡ）……2.生产过程信息化的内容3、仿真仿真指在实际系统尚不存在的情况下对于系统或活动本质的实现。多学科并行协同仿真方法虚拟样机技术单学科的仿真方法有限元分析领域（ANSYS）多体动力学领域（ADAMS）控制分析领域（MATLAB）……2.生产过程信息化的内容2.生产过程信息化的内容机械系统与控制系统协同仿真MechanicalSystemS

7、imulation-CreateADAMSmodel-DefinecontrolinputsandsensoroutputsControlSystemDesign-Buildsystemblockdiagram-IncludeADAMSblockGivesaveryaccuratemodelofthesystemwithouthavingtodevelopequationsbyhand-Exportmodel-Createinfofile2.生