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时间:2020-11-20
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1、现代设计技术(第五讲).2.现代设计技术以满足应市产品的质量、性能、时间、成本/价格综合效益最优为目的,以计算机为辅助设计(CAD)技术为主体,以知识为依托,以多种科学方法及技术为手段,研究、改进、创新产品活动过程所用到的技术群体的总称。3.设计的类型1)按设计任务要求分(1)开发性设计:运用成熟的科学技术,从工作原理和结构上设计过去没有的新型产品。(2)应用性设计:原理、方案基本不变的前提下,对产品作局部的变更使之满足四个要求。(3)变形设计:功能、原理不变,进行结构方式和尺寸的变化。2)新型的现代设计方法
2、CAD、设计方法学、人工神经网络、工程遗传算法并行工程、价值工程、可靠性、有限元、动态设计、工业设计、人机工程、模块设计、相似性设计、摩擦学设计、迭代(三次)设计、反求工程、智能工程、模拟设计。3)现代设计的软件系统(1)时间维①产品规划:市场调研分析预测,确定总参数,制定制约条件和设计要求,提出决策的纲领性文件。②方案设计:产品功能原理设计:以需求出发,采用功能分析法和原理试验,确定最优方案是关键,创新性和先进性决定产品的未来和寿命及产品的成本的70%.③技术设计:将产品的功能具体化④施工阶段:制图、编制工
3、艺文件,说明书和使用手册(2)逻辑维:解决问题的逻辑方法:抽象、发散、逆向。(3)方法维:包括思维方法和工作方法传统的:直觉法、类比法、经验法现代的:模拟、仿真、虚拟二、现代设计技术的目标和特点1.设计目标1)工效实用性:系统的总体的技术指标形式的提出,产量、质量、精度。2)系统可靠性:在预定的时间能可靠工作(寿命)3)运行稳定性:抗干扰和适应环境的功能,产品的精度。4)人机安全性:人、机无故障和事故。5)环境无害性:无污染、噪音。6)操作宜人性:操作方便。7)结构工艺性:符合制造要求。8)技术经济性:制造、
4、运行的成本。9)造型艺术性:人机和谐10)设计规范性:符合国家、民族、行业的规范标准。2、特点1)系统性:德国:抽象到具体的发散思维方法(功能→原理→结构)。美国:创造性设计学、运用创造技术、发挥想象、辩证思维。传统方式:经验、类比,采用收敛方法。2)社会性:从产品概念、设计、制造、报废、回收的全社会综合考虑。传统方式:技术主管指导,过程中采用单纯注意技术性,设计后再进行经济分析。3)创造性:激励创造冲动、突出创新意识、力主抽象的设计构思,扩展发散的设计思维、综合评价、细心决策。传统方式:封闭收敛的设计思维、
5、思维定式化、强调经验类比。4)宜人性:人机协调、机环协调、人-机-环协调。传统:主要强调功能性、使用性。5)主动性:应用科学技术的手段,对产品的周期、性能作早期预测。6)优化:运用科学的原理和方法来规划最优方案。传统:采用自然优化、设计-使用-改进-设计。7)动态化:动态模拟、概率分析。传统:采用静态+安全系数。8)智能化:扩展机器的功能9)数字化:CAD、CAM传统:手工、人工。10)并行虚拟化:社会参与、全员参与。§2-2并行工程(CE,concurrent,Engeering)一、并行设计以缩短产品的开
6、发周期、降低成本、提高质量、成功率为目标,把先进的管理思想和先进的自动化技术结合来,采用集成化的、并行化的思想设计产品及相关过程。二、技术特征1.产品的开发过程的并行重组市场分析、构思、市场策划、各部门并行进行、重新组合。2.支持并行工程的群组工作项目管理的工作模式。3.统一的产品信息模型符合各部门收集的信息。4.具有人工智能处理不完善、不确定信息的功能。能及时调整信息不全面的影响。5.基于时间的决策多目标优化方法。6.分布式的软硬件环境网络系统。7.开放式系统界面高度集成化。三、关键技术1.产品并行开发过程
7、建模及优化2.支撑并行设计的计算机信息系统信息的采集和交流的畅通性。3.模拟仿真技术改变“设计-样机-修改”的方法。4.产品性能综合评价和决策系统5.并行设计中的管理技术四优点1.市场响应快;2.开发的一次成功率高;3.能降低产品的成本。§2-3反求工程一、反求工程以先进产品设备的实物、样件、软件(包括图样、程序、技术文件)或形象(图像,图片等)作为研究对象。应用现代设计方法、生产工程学,材料学和相关专业知识进行系统分析和研究,探索掌握关键技术,进而开发出同类的更为先进的产品技术(它包括几何反求,材料反求,工
8、艺反求)。1.几何反求方法:(1)了解该产品的使用特点,制造商的产地及国家区域。(2)对外形的几何要素检查、分析。(3)使用先进的测量仪器来进行技术处理及建模(三坐标、抄描仪)。(4)利用可靠的先进软件进行还原。2.材料反求方法:(1)谨慎取样(以新的没有使用的最好)。(2)成分检测(光谱直读、化学分析)。(3)硬度检测(硬度计)。(4)组织分析(光谱仪,显微镜)。3.工艺反求方法:(1)反判法编制
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