王栋MicrosoftPowerPoint演示文稿（精品课件）.ppt

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1、数字化设计技术产品设计虽然只占产品整个成本的5％，但它却影响产品整个成本的70％。数字化设计技术数字化设计的概念：数字化设计是指将计算机技术应用于产品设计域，通过基于产品描述的数字化平台，建立数字化产品模型并在产品开发过程应用，达到减少或避免使用实物模型的一种产品开发技术。数字化设计技术的发展历程:第一阶段：CAx工具应用阶段。各种CAx工具（CAD/CAE/CAM/CAT等）开始出现并逐步得到应用，标志着数字化设计的开始。CADCAECAPPCAQCAFDCATDCATCAX/设计工具/信息集成

2、第二阶段：并行工程应用阶段。具体体现在PDM（产品数据管理）技术及DFx（如DFM、DFA等）技术在产品设计阶段的应用。并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技术的支持下，将原来分别依次进行的工作在时间和空间上交叉、重叠，利用原有技术，吸收了计算机技术、信息技术的成果，成为产品数字化设计的重要手段和先进制造技术的基础。并行工程使能技术与工具产品数字化建模、信息集成CAx、DFx、PDM开发过程重组过程建模、分析、改进、监控等集成产品开发团队计算机网络数据库CSCW协调与冲突仲裁组织环境协同工作环境

3、第三阶段：虚拟样机技术应用阶段。虚拟样机技术是一种基于虚拟样机的数字化设计方法，是CAx/DFx建模/仿真技术、现代信息技术、先进设计制造技术和现代管理技术，将这些技术应用于复杂产品全生命周期、全系统，并对它们进行综合管理。虚拟样机技术强调系统的观点，涉及产品全生命周期，支持对产品的全方位测试、分析与评估，强调不同领域的虚拟化的协同设计。虚拟样机Time=$概念产品基于虚拟样机的设计的开发时间无虚拟样机的设计的开发时间1.虚拟样机虚拟样机是由分布的、不同工具开发的、甚至异构的子模型组成的模型联合体

4、：产品的CAD模型产品的外观表示模型产品的功能和性能仿真模型产品的各种分析模型（可制造性、可装配性等）产品的使用和维护模型以及环境模型等；虚拟样机支持产品开发制造的全生命周期需求分析和定义概念设计详细设计生产制造测试评估使用维护训练直至销毁等不同阶段概念设计详细设计测试评估使用维护训练需求分析和定义销毁在产品全生命周期中的虚拟样机需求样机概念样机工程样机最终样机1.虚拟样机需求论证概念设计详细设计生产、装配维护1.1需求样机需求样机是根据用户需求建立的未来产品的可视化和数字化描述，描述产品功能和外

5、部行为的结构模型进行未来产品的功能仿真，给设计部门演示和说明产品功能的具体要求和使用环境给出未来产品的性能要求及其粗略框架，框架由有待填充、细化和完善的功能模块组成1.2概念样机概念样机是根据需求样机的要求，对所提出未来产品的方案设想的可视化和数字化描述细化了功能模块和模块间的信息流动关系为产品的性能和外部行为提供物理细节和更详细的可视化描述对产品的可制造性、可装配性及其可维护性进行概略评估1.3工程样机工程样机是概念样机的进一步细化，主要由产品的各种物理性能模型、CAD模型以及其他模型（成本、维

6、护等）组成开展产品的各种仿真试验工作，评估详细设计方案的优缺点，以及可制造性、可装配性、可维护性等根据评估结果，对产品的开发和生产进度、成本、质量提出更为全面的要求1.4最终样机在产品生产、装配和使用前，虚拟样机在工程上基本定型。原型样机是将原有样机与实际使用环境相结合，检验产品的实际使用效果，评估进一步改进设计方案的可能性加入可靠性模型、维护模型和可用性模型，支持产品的虚拟维护加入虚拟仿真模型和操作模型，支持产品的使用训练模拟并行工程是虚拟样机技术指导思想，建模/仿真是虚拟样机技术的核心协同仿真

7、是虚拟样机技术的关键CAx/DFx/仿真虚拟样机技术的工具传统设计：设计对象：物理样机设计环境：真实环境，以图纸上的线条、线框表述设计对象特点：步骤清晰、责任明确，但反复的过程中消耗较大的人力物力和时间虚拟设计：设计对象：虚拟样机设计环境：虚拟环境，在计算机上方便进行交互、实时、可视化的修改，并能马上看到结果。特点：并行工程，协同工作、异地设计、资源共享、优势互补，缩短周期虚拟设计与传统设计数字化仿真的优势：提高产品质量缩短产品开发周期降低产品开发成本完成复杂产品的操作和使用训练数字化仿真技术已经

8、被人们广泛用于汽车、铁路车辆、航空航天飞行器、机器人等复杂产品的设计中。戴维·陈是GMR&D虚拟样机（VP）的首席科学家，他的观点值得考虑：虚拟样机是一个方向，同时也是一个渐进过程；产品设计的所有要求，用数学模型创建后，一定要验证，用试验验证；关键是建模（CreatingModel），且应在专家指导下进行；一个CAE虚拟仿真过程，是一个“无烟工业”。目前，其虚拟仿真效果已经为GM公司每年节省4亿美元资金投入。谢谢观赏