文档介绍：先进制造技术
第二章 现代设计技术
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一. 现代设计技术概述
一. 现代设计技术概述
(1) 现代设计技术的内涵与特点
系统性、动态性、创造性、计算机化、并行化、最优化、虚拟化和自动化、主动性
现代设计
技术
撑技术和应用技术四个层次组成。
① 基础技术
是指传统的设计理论与方法，特别是运动学、静力学与动力学、材料力学、结构力学、热力学、电磁学、工程数学的基本原理与方法等方面。
先进制造技术
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二. 数字化设计与数字化产品开发
② 主体技术
计算机科学与设计技术结合产生计算机辅助设计、智能CAD、优化设计、有限元分析程序、模拟仿真、虚拟设计和工程数据库等，运用现代设计技术的多种理论与方法如优化设计、可靠性设计、模糊设计等理论构造的数学模型，来编制计算机应用程序，可以更广泛、更深入地模拟人的推理与思维，从而提高计算机的“智力”。而计算机辅助设计技术正是以它对数值计算和对信息与知识的独特处理能力，成为现代设计技术群体的主干。
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二. 数字化设计与数字化产品开发
③ 支撑技术
指现代设计方法学、可信性设计技术、试验设计技术。现代设计方法学涉及内容很广，如并行设计、系统设计、功能设计、模块化设计、价值工程、质量功能配制、反求工程、绿色设计、模糊设计、面向对象的设计、工业造型设计等。可信性设计是广义的可靠性设计扩展，主要指可靠性与安全性设计、动态分析与设计、防断裂设计、健壮设计、耐环境设计等。设计试验技术包括可靠性试验、环保性能试验与控制，以及运用计算机技术的数字仿真试验和虚拟试验等。
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二. 数字化设计与数字化产品开发
④ 应用技术
是针对实用目的解决各类具体产品设计领域的技术，如机床、汽车、工程机械、精密机械的现代设计内容，可以看作是现代设计技术派生出来的具体技术群。
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二. 数字化设计与数字化产品开发
二. 数字化设计与数字化产品开发
1. 数字化设计的特点
(1) 具有统一的产品定义模型
数字化设计通过建立产品设计到制造的单一数字化产品定义模型，也是面向PLM的基础。
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二. 数字化设计与数字化产品开发
(2) 实现并行设计
传统设计在产品定型生产前需经过“样机生产—样机测试—修改设计”的过程，且需反复多次，这不仅耗费物力、财力，还使得产品上市周期延长。
数字化设计则在制造实物模型之前，先进行计算机仿真分析与测试，排除某些设计不合理性。
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二. 数字化设计与数字化产品开发
(3) 设计过程中减少或避免实物模型的制造
传统设计在产品定型生产前需经过“样机生产—样机测试—修改设计”的过程，且需反复多次，这不仅耗费物力、财力，还使得产品上市周期延长。
数字化设计则在制造实物模型之前，先进行计算机仿真分析与测试，排除某些设计不合理性。
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二. 数字化设计与数字化产品开发
2. 数字化产品开发方法
21世纪产品的特征是个性化、多样化、绿色化、微型化、智能化、综合化
数字化产品开发的概念不仅仅指产品数据模型、数值分析、仿真及其产品数据管理，更重要的，它是一种新的产品开发概念
数字化产品开发是信息时代新的开发模式，它与计算机技术、信息技术在制造中的应用密切相关，以产品数据模型的数据处理、变换、传递、共享和可视化为基础
利用数据的可变性、离散性、共享性、可视性产生了支持产品创新的四种方法，这四种方法可分别支持变异创新、模仿创新、协同创新和自由创新
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二. 数字化设计与数字化产品开发
数字化
产品定义
可变
参数化模块化设计
可视
虚拟产品开发方法
可控
数控技术与数控机床
共享
异地协同设计制造
反求与快速原型制造
离散
引发装备重大革命，数字化制造奠定基础
20世纪制造技术的重大突破
引发全球制造模式和跨国企业出现
将人的观察、思维、想象和操作集为一体
实现快速设计，保证设计质量
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二. 数字化设计与数字化产品开发
(1) 数据的可变性－参数化、变量化、模块化设计
产品设计大多数是从已有产品进化而来的，据统计，典型定单产品中的标准件、外购件或变型件占90%，全新零件只占10%左右;
利用参数化、变量化、模块化建模技术，可方便地修改设计，提高设计的效率，保证设计的质量和可靠性;
CAD中的尺寸驱动法是利用参数化、变量化技