产品创新数字化相关技术课件.ppt

1、产品创新数字化相关技术产品创新数字化相关技术产品产生的过程产品产生的过程一个新的产品或者说一个创新的产品产生的过程，一般来说是一个从概念到实体的过程。其中经历的主要阶段为概念设计、设计、工艺、制造。制造业产品生命周期阶段划分制造业产品生命周期阶段划分 研发段产品创新数字化相关关键词产品创新数字化相关关键词 CAI：Computer Aided Innovation，计算机辅助创新 CACD:computer aided conceptual design，计算机辅助概念设计 CAD：Computer Aided Design，计算机辅助设计 EDA：Electronic Design Auto

2、mation，电子设计自动化 CAE：Computer Aided Engineering，计算机辅助工程 CAPP：Computer Aided Process Planning，计算机辅助工艺 MPM：Manufacturing Process Management，制造过程管理 CAM：Computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造 NC：Numerical Control，数控技术 PDM：Product Data Management，产品数据管理 RE：Reverse Engineering，逆向工程 RP：Rapid Prototyping，快速成型 C

3、ASE：Computer Aided Software Engineering，计算机辅助软件工程设计与分析数字化相关技术设计与分析数字化相关技术CAI（计算机辅助创新）CACD（计算机辅助概念设计）CAD（计算机辅助设计）EDA（电子设计自动化）CASE（计算机辅助软件工程）CAE（计算机辅助工程）RE（逆向工程）RP（快速成型）计算机辅助计算机辅助创新：创新：CAICAI计算机辅助创新CAI（Computer Aided Innovation）是新产品开发中的一项关键基础技术，它是以近年来在欧美国家迅速发展的创新问题解决理论（TRIZ）研究为基础，结合本体论（Ontology）、现代设计方

4、法学、计算机软件技术等多领域科学知识，综合而成的创新技术。TRIZ 的过程 1 第一步确定问题 2 公式化的问题:TRIZ棱镜 3 搜索已有的解决方法(39个工程参数)4.查找类似的解决方法(40个创新原则)设计与分析数字化相关技术设计与分析数字化相关技术CAI（计算机辅助创新）CACD（计算机辅助概念设计）CAD（计算机辅助设计）EDA（电子设计自动化）CASE（计算机辅助软件工程）CAE（计算机辅助工程）RE（逆向工程）RP（快速成型）计算机辅助计算机辅助概念设计：概念设计：CACDCACD 概念设计包含了从产品的需求分析到进行详细设计之前的设计过程。计算机辅助概念设计（computer

5、aided conceptual design，CACD）是CAD领域中的一个重要分支，它涉及到设计方法学、人机工程学、人工智能技术、CAD技术以及认知与思维科学等。设计与分析数字化相关技术设计与分析数字化相关技术CAI（计算机辅助创新）CACD（计算机辅助概念设计）CAD（计算机辅助设计）EDA（电子设计自动化）CASE（计算机辅助软件工程）CAE（计算机辅助工程）RE（逆向工程）RP（快速成型）计算机辅助设计计算机辅助设计：CADCAD广义的CAD是指工程技术人员在人和计算机组成的系统中，以计算机为辅助工具，通过计算机和CAD软件对设计产品进行分析、计算、仿真、优化与绘图，在这一过程中，把

6、设计人员的创造思维、综合判断能力与计算机强大的记忆、数值计算、信息检索等能力相结合，各尽所长，完成产品的设计、分析、绘图等工作，最终达到提高产品设计质量、缩短产品开发周期、降低产品生产成本的目的。狭义的CAD主要是指对产品的几何建模和绘图描述。按设计模式分CAD可以分为二维CAD、三维CAD。二维CAD表现为平面绘图，三维CAD表现为造型。二维二维CADCAD技术技术三维三维CADCAD技术技术设计与分析数字化相关技术设计与分析数字化相关技术CAI（计算机辅助创新）CACD（计算机辅助概念设计）CAD（计算机辅助设计）EDA（电子设计自动化）CASE（计算机辅助软件工程）CAE（计算机辅助工程

7、）RE（逆向工程）RP（快速成型）电子设计自动化电子设计自动化 ：EDAEDAEDA（Electronic Design Automation，电子设计自动化）是在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来。它融合了应用电子技术,计算机技术,智能化技术等最新成果。Wuhan Manufacturing Information Eengineering Technology Ltd.,Co.设计与分析数字化相关技术设计与分析数字化相关技术CAI（计算机辅助创新）CACD（计算机辅助概念设计）CAD（计算

8、机辅助设计）EDA（电子设计自动化）CASE（计算机辅助软件工程）CAE（计算机辅助工程）RE（逆向工程）RP（快速成型）电子设计自动化电子设计自动化 ：EDAEDAEDA（Electronic Design Automation，电子设计自动化）是在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来。它融合了应用电子技术,计算机技术,智能化技术等最新成果。Wuhan Manufacturing Information Eengineering Technology Ltd.,Co.设计与分析数字化相关技术设

9、计与分析数字化相关技术CAI（计算机辅助创新）CACD（计算机辅助概念设计）CAD（计算机辅助设计）EDA（电子设计自动化）CASE（计算机辅助软件工程）CAE（计算机辅助工程）RE（逆向工程）RP（快速成型）计算机辅助软件工程：计算机辅助软件工程：CASECASE计算机辅助软件工程（Computer Aided Software Engineering）是支持软件开发生存期的集成化工具、技术和方法的总称。当前的产品设计中机电混合设计越来越多，智能产品越来越多。因此在产品设计中有必要引入CASE技术和工具，特别是包含有嵌入式设备的产品。设计与分析数字化相关技术设计与分析数字化相关技术CAI（计

10、算机辅助创新）CACD（计算机辅助概念设计）CAD（计算机辅助设计）EDA（电子设计自动化）CASE（计算机辅助软件工程）CAE（计算机辅助工程）RE（逆向工程）RP（快速成型）计算机辅助工程：计算机辅助工程：CAECAE长期以来，产品的力学强度分析与计算一直沿用材料力学、理论力学和弹性力学所提供的公式来进行。由于有许多的简化条件，因而计算精度很低。为了保证产品的强度和质量，常采用加大安全系数的方法。结果使结构尺寸加大，浪费材料，有时还会造成结构性能的降低。现代产品正朝着高效、高速、高精度、低成本、节省资源、高性能等方面发展，传统的计算分析方法远远无法满足要求。计算机辅助工程：计算机辅助工程：

11、CAE CAE CAE即是人们通常说的分析软件。CAE技术是CAD技术的延伸，是企业优化设计的有利工具，CAE技术的应用主要在分析和优化两个方面。分析主要可分为有限元分析和机构运动分析。优化是根据分析的结果，对设计进行修改，已使结构和形状都达到最优化状态。设计与分析数字化相关技术设计与分析数字化相关技术CAI（计算机辅助创新）CACD（计算机辅助概念设计）CAD（计算机辅助设计）EDA（电子设计自动化）CASE（计算机辅助软件工程）CAE（计算机辅助工程）RE（逆向工程）RP（快速成型）逆向工程：逆向工程：RERE 逆向工程产品设计就是根据已经存在的产品模型，反向推出产品设计数据（包括设计图纸

12、或数字模型）的过程。设计与分析数字化相关技术设计与分析数字化相关技术CAI（计算机辅助创新）CACD（计算机辅助概念设计）CAD（计算机辅助设计）EDA（电子设计自动化）CASE（计算机辅助软件工程）CAE（计算机辅助工程）RE（逆向工程）RP（快速成型）快速成形：快速成形：RPRP 快速成形法（Rapid PrototyPing，又称为快速出样件技术或快速原型法）是国外80年代中后期发展起来的一种新技术，它与虚拟制造技术（Virtual Manufacturing）一起，被称为未来制造业的两大支柱技术。快速成形采用软件离散材料堆积的原理实现零件的成形。快速成形技术是综合利用CAD技术、数控技

13、术、激光加工技术和材料技术实现从零件设计到三维实体原型制造一体化的系统技术,可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件。快速成型技术最早用于提供设计验证与功能验证，检验产品可制造性、可装配性；但随着技术的发展，快速成型技术可以用于直接制造零件。快速成形技术对缩短新产品开发周期，降低开发费用具有极其重要的意义，有人称快速成形技术是继NC技术后制造业的又一次革命。目前RP技术已成为各国制造科学研究的前沿学科和研究焦点。小结（数字化设计与分析部分）小结（数字化设计与分析部分）CAI是用计算机的按一定的方法进行创新（发明）的技术。创新方法学是它的基础。CACD是用计算机的方法辅助创意设计，需

14、要美学细胞。CAD是辅助设计技术，CAE是优化设计技术EDA可以理解为电子、电路设计的CAD。CASE是软件设计质量的一种保证RE适用于仿制零件。PR可以进行设计验证与功能验证。生产准备信息化生产准备信息化生产准备产品数字化制造相关技术产品数字化制造相关技术CAPP（计算机辅助工艺设计）MPM（制造工艺管理）CAM（计算机辅助制造）NC（数控技术）制造企业工艺设计的特点制造企业工艺设计的特点 工艺设计涉及的范围较广，内容很多包括工艺评价、工艺规程设计、工序图设计以及工艺管理等。工艺设计个性化很强 不同的产品、不同的装备和不同的工程师，设计结果差别很大。工艺设计是诸多制造活动的交汇点计算机辅助工

15、艺设计：计算机辅助工艺设计：CAPPCAPPCAPP是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程。借助于CAPP 系统，可以解决手工工艺设计效率低、一致性差、质量不稳定、不易达到优化等问题。CAPP是将产品设计信息转换为各种加工制造、管理信息的关键环节，是企业信息化建设中联系设计和生产的纽带，同时也为企业的管理部门提供相关的数据，是企业信息交换的中间环节。产品数字化制造相关技术产品数字化制造相关技术CAPP（计算机辅助工艺设计）MPM（制造工艺管理）CAM（计算机辅助制造）NC（数控技术）制造过程管理：制造过程管理：MPMMPM

16、近年来，国际厂商逐渐在CAPP的基础上，结合三维造型基础逐渐发展出“制造流程管理”（Manufacturing Process Management，MPM）技术。MPM 解决方案可以更准确地协同产品制造过程和资源信息，优化产品工艺，分析具有多种配置的复杂产品的加工和装配过程，进行生产过程仿真，计算公差，控制生产成本。同时实现与ERP系统的双向信息集成，并将数据传递给CAM系统。MPM市场在中国还处于初期的发展阶段。产品数字化制造相关技术产品数字化制造相关技术CAPP（计算机辅助工艺设计）MPM（制造工艺管理）CAM（计算机辅助制造）NC（数控技术）计算机辅助制造：计算机辅助制造：CAM CA

17、M CAM 是指利用计算机来进行生产设备的管理、控制和操作的过程。目前CAM的概念狭义化了，一般仅指数控编程相关技术。产品数字化制造相关技术产品数字化制造相关技术CAPP（计算机辅助工艺设计）MPM（制造工艺管理）CAM（计算机辅助制造）NC（数控技术）数控技术数控技术 ：NCNC数控技术（Numerical Control）是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。用数控技术实施加工控制的机床称为数控（NC）机床。现代数控机床是机电一体化的典型产品，是新一代生产技术、计算机集成制造系统等的技术基础。小结（数字化制造）小结（数字化制造）CAPP是辅助工艺工具，市场上成熟的CAP

18、P产品主要是实用型CAPP，可以便于数据录入、规范表述、汇总工装等。智能型CAPP也有一定发展。CAM现在通常指数控编程相关技术，CAM在多样化和智能化方面有了长足的发展。MPM（生产过程管理）可以看成是CAPP的发展演变，通过MPM可以准确规划、模拟与优化如何进行产品生产。优秀的MPM系统能够通过数字化模拟建造一个完整的工厂，包括每条生产线、每个工作单元的每一个细节。NC（数控技术）是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。Wuhan Manufacturing Information Eengineering Technology Ltd.,Co.产品创新数字化过程管理产品

19、创新数字化过程管理产品数据管理：产品数据管理：PDMPDMPDM是一种帮助工程师和其他人员管理产品数据和产品研发过程的工具。PDM系统确保跟踪那些设计、制造所需的大量数据和信息，并由此支持和维护产品。从产品来看，PDM系统可帮助组织产品设计，完善产品结构修改，跟踪进展中的设计概念，及时方便地找出存档数据以及相关产品信息。从过程来看，PDM系统可协调组织整个产品生命周期内诸如设计审查、批准、变更、工作流优化以及产品发布等过程事件。小结（管理部分）小结（管理部分）PDM是帮助工程师和其他人员管理产品数据和产品研发过程的工具。PDM保证产品数据的一致性、唯一性，能保证知识资产的继承性、重用性，能通过配置迅速满足客户的个性化要求。Wuhan Manufacturing Information Eengineering Technology Ltd.,Co.