現(xiàn)代設計技術

1、2024年3月19日2時5分,1,現(xiàn)代設計技術,主講人: 山東理工大學 機械工程學院 王好臣,Modern Design Technology,2024年3月19日2時5分,2,傳統(tǒng)設計技術,2024年3月19日2時5分,3,傳統(tǒng)設計技術,傳統(tǒng)設計技術常稱為經(jīng)驗設計技術。它是以生產(chǎn)經(jīng)驗為基礎，運用力學和數(shù)學形成的經(jīng)驗公式、圖表和手冊等作為設計的依據(jù)和指導準則，是一種半理

2、論、半經(jīng)驗的設計技術。,2024年3月19日2時5分,4,現(xiàn)代設計技術,現(xiàn)代設計技術是基于知識的設計技術，設計是否成功，取決于其中現(xiàn)代知識的含量。知識設計一個重要的特點是：由于對象和環(huán)境的千變?nèi)f化而，需要不斷補充和更新知識。所以，設計知識的獲取就成了設計工作中日常要處理的最重要的工作。再不是一本手冊可以用多少年的時代了。,2024年3月19日2時5分,5,現(xiàn)代設計技術,現(xiàn)代設計技術是根據(jù)產(chǎn)品在整個生命周期中功能和市場競爭（時間、質(zhì)量、

3、價格）的需要，考慮生態(tài)環(huán)境和資源效率，應用科學知識和現(xiàn)代化技術，經(jīng)過設計人員創(chuàng)造的思維、規(guī)劃和決策，制定先進的產(chǎn)品設計方案，通過CAD等先進方法，并使方案付褚實施的技術。,2024年3月19日2時5分,6,現(xiàn)代設計技術的特點,現(xiàn)代設計從單純的產(chǎn)品功能設計擴展到生命周期設計（包括考慮環(huán)境因素的綠色設計）;從傳統(tǒng)的經(jīng)驗設計轉(zhuǎn)向應用現(xiàn)代計算機技術的數(shù)字化設計技術;從傳統(tǒng)的順序設計方式過渡到并行設計和網(wǎng)絡協(xié)調(diào)設計等。具有程序性、創(chuàng)造性、系

4、統(tǒng)性、優(yōu)化性、綜合性，普遍采用CAD技術。 現(xiàn)代設計技術的發(fā)展方向是不斷吸收現(xiàn)代科學技術，使其實現(xiàn)數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡化。,2024年3月19日2時5分,7,現(xiàn)代設計技術的內(nèi)涵,現(xiàn)代設計技術包含了：綠色產(chǎn)品設計技術優(yōu)良性能設計基礎技術競爭優(yōu)勢創(chuàng)建技術全生命周期設計技術等。,2024年3月19日2時5分,8,綠色產(chǎn)品設計技術,綠色產(chǎn)品設計技術是在保證產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本的前提下，綜合考慮環(huán)境影響和資源效率

5、，使產(chǎn)品在整個生命周期（設計、制造、使用到報廢）中，符合環(huán)境保護和人類健康的需要，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率最高，能源消耗最低的設計技術。,2024年3月19日2時5分,9,綠色產(chǎn)品設計技術包括:,面向環(huán)境的設計技術面向能源的設計技術面向材料的設計技術人機工程設計技術。,2024年3月19日2時5分,10,綠色產(chǎn)品設計技術舉例 —零件結構的拓撲優(yōu)化減少材料利用,,,,,,,,2024年3月19日2時5分,11

6、,優(yōu)良性能設計基礎技術,優(yōu)良性能設計基礎技術是以提高機械產(chǎn)品綜合性能為目標的設計技術，是各種創(chuàng)新技術發(fā)展的基礎，是全生命周期設計技術的必要條件。機械設計要保證產(chǎn)品的功能及其可靠性，必須做到結構先進、經(jīng)濟合理、功能好、成本低、效率高、使用維修方便、安全舒適，這一切都必須建立在優(yōu)良性能設計基礎技術上。體現(xiàn)在靜態(tài)到動態(tài)、單項到綜合、個體到系統(tǒng)、無限壽命到有限壽命，設計對象向太空、深水、微觀、生命等領域發(fā)展，設計的基礎理論要求更高。,2024

7、年3月19日2時5分,12,優(yōu)良性能設計基礎技術包括：,可靠性設計試驗技術防疲勞斷裂設計技術系統(tǒng)動態(tài)設計和穩(wěn)定性設計技術摩擦學設計技術防腐蝕設計技術表面工程設計技術狀態(tài)監(jiān)測補償控制技術等。,2024年3月19日2時5分,13,競爭優(yōu)勢創(chuàng)建技術,競爭優(yōu)勢創(chuàng)建技術是從產(chǎn)品的工作特性和功能目標出發(fā)，在特定技術、經(jīng)濟和社會等具體條件下，根據(jù)相鄰學科的原理，創(chuàng)造性地設計產(chǎn)品，并使它在技術及經(jīng)濟上達到最佳水平。重點研究設計思維、功能

8、目標評價、設計決策技術、新的設計理論與方法、CAD和集成化智能化。,2024年3月19日2時5分,14,競爭優(yōu)勢創(chuàng)建技術包括：,創(chuàng)新設計技術降低成本設計技術快速設計技術仿真與虛擬設計技術智能設計技術廣義優(yōu)化技術工業(yè)產(chǎn)品造型設計技術等。,采用新原理、新方法的全新產(chǎn)品設計。 設計是一種創(chuàng)造性思維活動，隨科技和經(jīng)濟的發(fā)展對創(chuàng)新設計提出新的挑戰(zhàn)，計算機的應用為設計創(chuàng)新帶來新希望，智能化是重要方向。,以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期為主要目的

9、設計技術，包括模塊化設計、并行設計、基于實例設計、反求設計、虛擬設計等，一切有助于加快產(chǎn)品開發(fā)速度的理論和方法都是快速設計的組成部分，涉及多學科的交叉、多方向發(fā)展。,2024年3月19日2時5分,15,設計產(chǎn)品不僅是設計產(chǎn)品的功能和結構，而且要設計產(chǎn)品的規(guī)劃、設計、生產(chǎn)、經(jīng)銷、運行、使用、維修保養(yǎng)、直到回收再用處置的全生命周期過程。全生命周期設計是指在設計階段就是考慮到產(chǎn)品壽命歷程的所有環(huán)節(jié)，以求產(chǎn)品全生命周期所有相關因素在產(chǎn)品設計分階

10、段就能得到綜合規(guī)劃和優(yōu)化。,全生命周期設計技術,2024年3月19日2時5分,16,全生命周期設計過程框圖,Product LifecycleTransformation for theDigital Economy,2024年3月19日2時5分,17,全生命周期管理技術過程圖,需求,用戶需求,項目規(guī)劃,產(chǎn)品研發(fā),產(chǎn)品,用戶滿意的產(chǎn)品,Cost driven,Revenue driven,Product Lifecycle Ma

11、nagement,2024年3月19日2時5分,18,新產(chǎn)品是一個相對概念，具有很強的時間性、地域性和資源性，全生命周期設計的最終目標是盡可能在質(zhì)量、環(huán)保等約束條件下縮短設計時間并實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期最優(yōu)。以往的產(chǎn)品設計通常包括可加工性設計、可靠性設計和可維護性設計，而全生命周期設計并不只是從技術角度考慮這個問題，還包括產(chǎn)品美觀性、可裝配性、耐用性、產(chǎn)品報廢后的處理等方面也要加以考慮，即把產(chǎn)品放在制造商、用戶和整個使用環(huán)境中加以綜合考察。

12、,全生命周期設計技術,2024年3月19日2時5分,19,全生命周期設計始終是面向環(huán)境資源（包括制造資源、使用環(huán)境等）而言的，它的一切活動都是為了使制造出來的產(chǎn)品能夠 “一次成功 ”并在當?shù)氐馁Y源環(huán)境下達到最優(yōu)，而不必進行不必要的返工。在設計過程中，不僅要考慮產(chǎn)品功能，造型復雜程度等基本的設計特性，而且要考慮產(chǎn)品設計的可制造性。,全生命周期設計技術,2024年3月19日2時5分,20,全生命周期設計的關鍵問題：①建立面向產(chǎn)品全生命周期

13、的統(tǒng)一的、具有可擴充性的能表達不完整信息的產(chǎn)品模型，該產(chǎn)品模型能隨著產(chǎn)品開發(fā)進程則自動擴張并從設計模型自動映射為不同目的的模型，如可制造性評價模型、成本估算模型、可裝配性模型、可維護性模型等，同時產(chǎn)品模型應能全面表達和評價與產(chǎn)品全生命周期相關的性能指標； ②面向用戶的全生命周期的產(chǎn)品智能建模策略，開發(fā)相應的計算機的輔助智能導航產(chǎn)品建?？蚣芟到y(tǒng)，包括產(chǎn)品的全過程仿真和性能評價模型、面向全生命周期的廣義約束模型；,全生命周期設計技術,20

14、24年3月19日2時5分,21,全生命周期設計的關鍵問題：③復合知識的表達模型及其進化策略，全生命周期設計涉及到大量的非數(shù)值知識，現(xiàn)有的簡單的數(shù)值化方法不能很好反映非數(shù)值知識的本質(zhì)，不僅造成模型的失真，更使模型不易被用戶理解。解決數(shù)值和非數(shù)值混合知識的表達和進化已成為產(chǎn)品全過程尋優(yōu)的關鍵。,全生命周期設計技術,2024年3月19日2時5分,22,全生命周期設計技術,全生命周期設計改變了制造業(yè)的企業(yè)結構和工作方式，能對產(chǎn)品生產(chǎn)周期、質(zhì)量