现代设计技术(第五讲)..ppt
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1、第二讲第二讲 现代设计技术现代设计技术主讲主讲:周哲波周哲波 教授教授2-1 概述概述一、现代设计技术的概念一、现代设计技术的概念1.设计是人类改造自然的一种活动,是一设计是人类改造自然的一种活动,是一种复杂的创造性思维的过程。种复杂的创造性思维的过程。注注:(1)广义设计:发展过程的安排(发)广义设计:发展过程的安排(发展方向、程序、细节和目标)展方向、程序、细节和目标)(2)狭义设计:将客观需求转化为满)狭义设计:将客观需求转化为满足该需求的技术的系统活动。足该需求的技术的系统活动。(3)设计技术:设计过程中解决具体)设计技术:设计过程中解决具体问题的方法。问题的方法。2.现代设计技术现代
2、设计技术 以满足应市产品的质以满足应市产品的质量、性能、时量、性能、时间、成本间、成本/价格综合效益最优为目的,价格综合效益最优为目的,以计算机为辅助设计(以计算机为辅助设计(CAD)技术为)技术为主体,以知识为依托,以多种科学方主体,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产品活动过程所用到的技术群体的总称。称。3.设计的类型设计的类型1)按设计任务要求分)按设计任务要求分(1 1)开发性设计:运用成熟的科学技术,)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从工作原理和结构上设计过去没有的
3、新型产品。新型产品。(2 2)应用性设计:原理、方案基本不变)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的前提下,对产品作局部的变更使之满足四个要求。满足四个要求。(3 3)变形设计:功能、原理不变,进行)变形设计:功能、原理不变,进行结构结构方式和尺寸的变化。方式和尺寸的变化。2)新型的现代设计方法新型的现代设计方法 CAD、设计方法学、人工神经网络、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、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、摩人机工程、模块设计、相似性设
4、计、摩擦学设计、迭代(三次)设计、反求工擦学设计、迭代(三次)设计、反求工程、智能工程、模拟设计。程、智能工程、模拟设计。3)现代设计的软件系统)现代设计的软件系统(1 1)时间维)时间维产品规划:市场调研分析预测,确定产品规划:市场调研分析预测,确定总参数,制定制约条件和设计要求,总参数,制定制约条件和设计要求,提出决策的纲领性文件。提出决策的纲领性文件。方案设计:产品功能原理设计:以需方案设计: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,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性决定产品的
5、未来和寿命及产品的成本的本的70%.70%.技术设计:将产品的功能具体化技术设计:将产品的功能具体化 施工阶段:制图、编制工艺文件,说施工阶段:制图、编制工艺文件,说明书和使用手册明书和使用手册(2 2)逻辑维:解决问题的逻辑方法)逻辑维:解决问题的逻辑方法:抽抽象、发散、逆向。象、发散、逆向。(3 3)方法维:包括思维方法和工作方法)方法维:包括思维方法和工作方法传统的:直觉法、类比法、经验法传统的:直觉法、类比法、经验法现代的:模拟、仿真、虚拟现代的:模拟、仿真、虚拟二、现代设计技术的目标和特点二、现代设计技术的目标和特点1.设计目标设计目标1)工效实用性:系统的总体的技术指标)工效实用性
6、:系统的总体的技术指标形式的提出,产量、质量、精度。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)系统可靠性:在预定的时间能可靠工作(寿命作(寿命)3)运行稳定性:抗干扰和适应环境的功运行稳定性:抗干扰和适应环境的功能,产品的精度。能,产品的精度。4)人机安全性:人、机无故障和事故。)人机安全性:人、机无故障和事故。5)环境无害性:无污染、噪音。)环境无害性:无污染、噪音。6)操作宜人性:操作方便。)操作宜人性:操作方便。7)结构工艺性:符合制造要求。)结构工艺性:符合制造要求。8)技术经济性:制造、运行的成本。)技术经济性:制造、运行的成本。9)造型艺术性:人机和谐)造
7、型艺术性:人机和谐10)设计规范性:符合国家、民族、行)设计规范性:符合国家、民族、行业的规范标准。业的规范标准。2、特点、特点1)系统性:)系统性:德国:抽象到具体的发散思维方法德国:抽象到具体的发散思维方法(功能(功能原理原理结构)。结构)。美国:创造性设计学、运用创造技美国:创造性设计学、运用创造技术、发挥想象、辩证思维。术、发挥想象、辩证思维。传统方式:经验、类比,采用收敛传统方式:经验、类比,采用收敛方法。方法。2 2)社会性:)社会性:从产品概念、设计、制从产品概念、设计、制造、报废、回收的全社会综合考虑。造、报废、回收的全社会综合考虑。传统方式:技术主管指导,过程中采传统方式:技
8、术主管指导,过程中采用单纯注意技术性,设计后再进行经用单纯注意技术性,设计后再进行经济分析。济分析。3)创造性:激励创造冲动、突出创新意)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。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、思传统方式:封闭收敛的设计思维、思维定式化、强调经验类比。维定式化、强调经验类比。4)宜人性:人机协调、机环协调、人)宜人性:人机协调、机环协调、人-机机-环协调。环协调。传统传统:主要强调功能性、使用性。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)主动
9、性:应用科学技术的手段,对产 品的周期、性能作早期预测。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)优化:运用科学的原理和方法来规划 最优方案。最优方案。传统:采用自然优化、设计传统:采用自然优化、设计-使用使用-改改 进进-设计。设计。7)动态化:动态模拟、概率分析。)动态化:动态模拟、概率分析。传统:采用静态传统:采用静态+安全系数。安全系数。8)智能化:扩展机器的功能)智能化:扩展机器的功能9)数字化:)数字化:CAD、CAM 传统:手工、人工。传统:手工、人工。10)并行虚拟化:社会参与、全员参与。)并行虚拟化:社会参与、全员参与。2-2 并行工程并行工程(CE,c
10、oncurrent,Engeering)一、并行设计一、并行设计 以缩短产品的开发周期、以缩短产品的开发周期、降低成本、降低成本、提高质量、成功率为目标,把先进的提高质量、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,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采用集成化的、并行化的思想设计产品及相关过程。品及相关过程。二、技术特征二、技术特征1.产品的开发过程的并行重组产品的开发过程的并行重组 市场分析、构思、市场策划、各部市场分析、构思、市场策划、各部门并行进行、重新组合。门并行进行、重新组合。2.支持并行工程的群组工作支持并行工程的群组工作 项目管理的工作
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