机械产品快速设计理论与方法研究现状.pdf

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1、专题论述现代制造工程（ＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）２０１４年第１２期倡机械产品快速设计理论与方法研究现状１１，２２胡光忠，柳忠彬，肖守讷（１四川理工学院，自贡６４３０００；２西南交通大学牵引动力国家重点实验室，成都６１００３１）摘要：在日趋激烈的市场竞争环境下，如何充分利用现有资源实现产品的快速设计是复杂机械产品研究的重点。详细论述了模块化设计、参数化设计、产品族设计和可重构设计等快速设计理论方法，以及并行工程和虚拟样机使能技术的研究和应用现状。针对复杂机械产品设计特点，分析了快速设计

2、理论的不足及其发展方向。关键词：模块化设计；参数化设计；产品族设计；可重构设计；并行工程；虚拟样机中图分类号：ＴＨ１２２；ＴＰ３９文献标志码：Ａ文章编号：１６７１—３１３３（２０１４）１２—０１１０—０８Recentsituationofrapiddesigntheoryandmethodologyformechanicalproducts１１，２２ＨｕＧｕａｎｇｚｈｏｎｇ，ＬｉｕＺｈｏｎｇｂｉｎ，ＸｉａｏＳｈｏｕｎｅ（１ＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｉｇｏｎｇ６４３０

3、００，Ｓｉｃｈｕａｎ，Ｃｈｉｎａ；２ＮａｔｉｏｎａｌＴｒａｃｔｉｏｎＰｏｗｅｒＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００３１，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｉｎｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｆｉｅｒｃｅｍａｒｋｅｔｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎ，ｈｏｗｔｏｍａｋｅｆｕｌｌｕｓｅｏｆｅｘｉｓｔｉｎｇｒｅｓｏｕｒｃｅｓｔｏａｃｈｉｅｖｅｒａｐｉｄｐｒｏｄｕｃｔｄｅｓｉｇｎｉｓｔｈｅｆｏｃｕｓｏｆｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｄｕｃｔｓｓｔｕｄｙ．Ｔｈｅｒｅｃ

4、ｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｒａｐｉｄｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｅｍｏｄｕｌａｒｄｅｓｉｇｎ，ｐａｒａｍｅｔｒｉｃｄｅｓｉｇｎ，ｐｒｏｄｕｃｔｆａｍｉｌｙｄｅｓｉｇｎａｎｄｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅｄｅｓｉｇｎｔｈｅｏｒｙｒａｐｉｄｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｔｓｅｎａｂｌｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ-ｃｏｎｃｕｒｒｅｎｔｅｎ-ｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄｖｉｒｔｕａｌｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｓｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｆｏｒｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｃｏｍｐｌｅｘｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐ

5、ｒｏｄｕｃｔｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｅｄｅｆｉｃｉｅｎ-ｃｉｅｓｏｆｒａｐｉｄｄｅｓｉｇｎｔｈｅｏｒｙａｎｄｉｔｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．Keywords：ｍｏｄｕｌａｒｄｅｓｉｇｎ；ｐａｒａｍｅｔｒｉｃｄｅｓｉｇｎ；ｐｒｏｄｕｃｔｆａｍｉｌｙｄｅｓｉｇｎ；ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅｄｅｓｉｇｎ；ｃｏｎｃｕｒｒｅｎｔｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｖｉｒｔｕａｌｐｒｏ-ｔｏｔｙｐｉｎｇ代表的公理化设计学派、以ＴＲＩＺ理论为代表的创新０引言性设计学派、以通用设计理论为代表的通用性设计学［１］随着

6、经济的全球化发展，市场竞争格局更加激派和以泛设计理论为代表的全局性设计学派。无烈，用户的产品个性化和多样性需求日益增加，产品论什么学派，在快速创新设计方面，最具典型的设计的规模化、大型化和集聚化等向极端方向延伸，从而理论与方法有：模块化设计、参数化设计、产品族设造成产品的创新空间越来越宽、复杂程度越来越高，计，以及可重构设计；在快速设计方法使能技术方面，涉及的技术和学科领域越来越多，整体设计的困难度最具代表性的技术有：并行工程和虚拟样机技术。增加；而产品更新频率却越来越快，开发周期越来越１快速创新设计理论与方法短。这些

7、都使得传统设计方法在理论和实践上面临着巨大的挑战，需要有更先进的现代设计理论与方法１．１模块化设计理论与方法体系来支撑产品的整个设计，在全局上指导设计过程模块化是指采用具有相对固定结构和功能作用高质、高效地进行。的模块对产品或系统进行组织和规划；通过对产品在现代设计理论与方法在其漫长的发展过程中形某种范围内按照不同功能、相同功能的不同性能或者成了多种理论学说，按其思想内涵可概括为以Ｐａｈｌ和不同规格进行分析，规划出不同的功能模块，通过不Ｂｅｉｔｚ理论为代表的系统化设计学派、以公理化设计为同模块的选择和组合，配置出系列产

8、品，以满足用户倡国家自然科学基金项目（５１２７５４３２）；四川理工学院人才引进项目（２０１２ＲＣ１９）１１０胡光忠，等：机械产品快速设计理论与方法研究现状２０１４年第１２期［２］的不同需求的设计方法。模块化设计是适应性设一个地区的各个模块制造商生产的模块快速组合成［１０］计、快速配置设计和可重构设计等现代设计的重要设模块化产品。Ｔ