产品创新数字化峰会有奖征文：cad技术与产品设计技术的融合_产品创新数字化(plm)_cad_1299

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1、产品创新数字化峰会有奖征文：CAD技术与产品设计技术的融合_产品创新数字化(PLM)_CAD1CAD技术与产品设计技术的融合的重要性   众所周知,企业以产品为己任，产品功能、性能、交货期、质量与成本是用户最大需求，而产品功能、性能、是有产品设计所决定，产品成本85%决定于产品设计阶段，产品设计与工艺设计周期是整个生产周期70%，产品质量的50~60也决定于产品设计，因此产品设计是一个企业的生存与发展的关键，也是企业实现信息化的首要部分，我国制造业信息化的实践也証实了这点。为此从制造业发展几百年过程中人们在不断研究产品设计的方法与技术，从产品设计技术的发展过程及

2、产品设计与创新、产品设计方法学研究中已形成了一系列原理与方法，图1是机械产品设计技术发展过程，其中看出从1950以来已开始应用一系列适应市场经济设计方法，并也开始计算机及信息技术的应用，应用计算机及信息技术实现代设计方法的改进已成为现代设计方法发展方向，如何利用计算机及信息技术的特点发展CAD技术，使CAD技术与产品设计技术的融合，必须使CAD技术与先进设计方法结合起来，充分发挥CAD技术的作用，不仅是改进设计方法的支柱，也是促进CAD软件产品创新最佳路径。表1机械产品设计发展过程   我国CAD的应用始于上个世纪70年代后期，90年代中期CAD技术得到了普及，

3、80%的企业实现了”甩图板”，试点的138家企业中76%的设计周期缩短，96%的提高设计质量，72%的降低成本，为进一步开展CAD的应用打下了基础。但是大多数企业停在“甩图板”阶段，即使有的企业使用三维设计软件，但是还是没有形成面向整个产品设计过程、具有优化分析、计算，具有系列、通用、零部件（模块）库和数据库和面向市场的CAD系统集成的工作平台，也没有形成与企业其它计算机应用系统数据共享，集成运行的环境。据中国机械工业联合会2003年11月14日发布调查，对166家机械制造企业调查统计结果：CAD应用基本普及重点骨干企业的70％已应用CAD技术；“九五”期间50

4、家示范企业的CAD应用普及率已达93％，主导产品CAD的出图率达98％。但CAD应用的深度仍有很大局限，相当一部分企业停留在出图上，三维CAD、CAD/CAM、仿真设计等应用很少；被调查的166个企业中进行结构优化计算的只占16％，进行仿真设计的只占6％。2007年“e制造“调查结果也是如此。   从以上调查中目前CAD应用处与初级阶段，仅仅代替绘图，其产品设计方式并没有发生质的变化停留在比较落后的状态，这也是我国目前CAD应用软件技术与产品设计技术的融合中必须解决的问题，既是应用企业发展方向也是我国CAD应用软件发展方向。2国际上设计技术发展   市场经济的发

5、展，先进国家为了保持世界经济中领先地位，不断改进制造技术，上个世纪后期美国提出先进制造技术AM，图1是先进制造技术的基本内容，从中可以看出其主体技术就包含了产品设计、工艺设计、工厂设计一系列方法与工具CAX。德国推出的“制造2000”计划，首先提出的是产品开发方法与制造方法，其中把信息技术与模块化产品结构与模块化产品开发方法放在重要地位。美国推广敏捷制造的TEAM计划中，以优化为核心，以概念优化、设计优化达到制造实施优化。从这两个先进国家技术发展动向,信息技术与先进制造技术融合的重要性与必然趋势。图1是先进制造技术的基本内容   其中：   ●主体技术群：产品设

6、计，工艺设计，工厂设计一系列方法与工具（cax……）   ●支持技术群：支持主体群的基础核心技术与生产过程的一系列支撑技术   ●制造技术基础设施：应用先进制造技术采取各种方案与机制3从开发创新的策略与效果分析设计方法   1）开发创新的策略与效果分析。产品开发中设计创新是非常重要的，只有创造适合用户需求的产品才能使企业生存与发展，为了实现创新,前人也研究开发创新的策略。图2是开发创新的策略与效果的示意图。从图中可以看出，各种开发创新的策及效果，从此可得出创新改进策略效果最佳，渐进策略次之，纯创新与创新保持效果不佳。图2开发创新的策略与效果的示意图   2）设计

7、类型与方法分析。图3说明了设计过程各阶段各种设计类型及设计方的应用，全新设计主要用于方案设计与结构设计阶段，只占设计工作量31%，而适应性设计与变形设计固定原理设计是结构设计、详细设计与零件设计是主要方法，这部分占设计工作量69%，这正与以上所述开发创新的策略与效果及世界先进国家发展产品开发方法相一致，这说明了在实际工作中适应性设计与变形设计固定原理设计是产品设计的主要方法。 图3设计过程各阶段各种设计类型及设计方的应用 图4产品组成结构分析图   3）从产品组成结构分析。用成组技术相似性对产品组成结构分析，组成产品10~15%是标准件，功能、性能、结构特殊的零

8、件也只占10~15%，而