【正文】 第 2章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù) 1 2 3 2 . 1 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)概論 2 . 2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù) 2 . 3 計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 返回 第 2章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù) 4 5 2 . 4 逆向工程技術(shù) 2 . 5 綠色設(shè)計(jì) 返回 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)概論 ? 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的特征及內(nèi)涵 ? 1. 先進(jìn)設(shè)計(jì)的特征 ? 先進(jìn)設(shè)計(jì)是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的深入、豐富和完善 ,具有以下特征。 ? (1)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心 ? 以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心是先進(jìn)設(shè)計(jì)的主要特征。計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)生了巨大影響 ,表現(xiàn)為以下幾方面 : ? 1)設(shè)計(jì)手段的更新 ? 計(jì)算機(jī)技術(shù)推動(dòng)了設(shè)計(jì)手段從“手工”向“自動(dòng)”的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)以圖板、直尺、鉛筆等為工具 ,其效率低、人工強(qiáng)度大。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展 ,使甩掉圖板的“無(wú)紙?jiān)O(shè)計(jì)”作為先進(jìn)設(shè)計(jì)的主流 ,顯著提高了設(shè)計(jì)效率。 下一頁(yè) 返回 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)概論 ? 2)產(chǎn)品表示的改變 ? 計(jì)算機(jī)技術(shù)推動(dòng)了產(chǎn)品表示從“二維”向“三維”的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)利用投影原理表示產(chǎn)品結(jié)構(gòu) ,這種二維表示的數(shù)據(jù)單一 ,數(shù)據(jù)量少 ,不便于產(chǎn)品的進(jìn)一步分析和制造。隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD)技術(shù)的發(fā)展 ,三維“產(chǎn)品模型 (ProductModel)”越來(lái)越得到廣泛應(yīng)用 ,這種表示不僅包括反映產(chǎn)品形狀和尺寸的幾何信息 ,還可包括分析、加工、材料、特性等數(shù)據(jù),從而可直接用于分析和制造。 ? 3)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展 ? 4)工作方式的變化 ? 5)設(shè)計(jì)與制造一體化 ? 6)管理水平的提高 ? 7)組織模式的開放 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)概論 (2)以設(shè)計(jì)理論為指導(dǎo) ? 受科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的限制 ,傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是以生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ) ,以運(yùn)用力學(xué)和數(shù)學(xué)形成的計(jì)算公式、經(jīng)驗(yàn)公式、圖表、手冊(cè)等作為依據(jù)進(jìn)行的。隨著理論研究的深入 ,許多工程現(xiàn)象不斷升華并被總結(jié)為揭示事物內(nèi)在規(guī)律和本質(zhì)的理論 ,如摩擦學(xué)理論、模態(tài)分析理論、可靠性理論、疲勞理論、潤(rùn)滑理論等。先進(jìn)設(shè)計(jì)方法是基于理論形成的方法 ,利用這種方法指導(dǎo)設(shè)計(jì)可減小經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的盲目性和隨意性 ,可以提高設(shè)計(jì)的主動(dòng)性、科學(xué)性和準(zhǔn)確性。因此 ,先進(jìn)設(shè)計(jì)是一種以理論指導(dǎo)為主、經(jīng)驗(yàn)為輔的設(shè)計(jì)。 ? 2. 先進(jìn)設(shè)計(jì)的內(nèi)涵 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)概論 ? 通過(guò)對(duì)先進(jìn)設(shè)計(jì)特征的分析 ,可以認(rèn)為 :先進(jìn)設(shè)計(jì)就是以滿足市場(chǎng)產(chǎn)品的質(zhì)量、性能、時(shí)間、成本 /價(jià)格綜合效益最優(yōu)為目的 ,以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)為主體 ,以知識(shí)為依托 ,以多種科學(xué)方法及技術(shù)為手段 ,進(jìn)行研究、改進(jìn)、創(chuàng)造產(chǎn)品活動(dòng)過(guò)程所用到的技術(shù)群體的總稱。其內(nèi)涵就是以市場(chǎng)需求為驅(qū)動(dòng) ,以知識(shí)獲取為中心 ,以先進(jìn)設(shè)計(jì)思想、方法為指導(dǎo) ,以先進(jìn)技術(shù)手段為工具 ,以產(chǎn)品全生命周期為對(duì)象的人、機(jī)、環(huán)境相容的設(shè)計(jì)理念。 ? 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的體系結(jié)構(gòu) ? 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的分支學(xué)科有很多 ,其基本體系結(jié)構(gòu)及其與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系如圖 。 ? 1. 基礎(chǔ)技術(shù) ? 基礎(chǔ)技術(shù)是指?jìng)鹘y(tǒng)的設(shè)計(jì)理論與方法 ,特別是運(yùn)動(dòng)學(xué)、靜力學(xué)與動(dòng)力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、熱力學(xué)、電磁學(xué)和工程數(shù)學(xué)的基本原理與方法等。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)概論 ? 它不僅為先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ) ,也是先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展的源泉。先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)也可以說(shuō)是在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)上 ,以新的形式和更豐富的內(nèi)涵來(lái)表現(xiàn)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)中的優(yōu)秀內(nèi)核與精華的技術(shù)。 ? 2. 主體技術(shù) ? 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的誕生與發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)、相輔相成?？梢院敛豢鋸埖卣f(shuō) ,沒有計(jì)算機(jī)科學(xué)與計(jì)算機(jī)輔助技術(shù) [如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD)、智能 CAD(IntelligentCAD——— ICAD)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元分析程序、模擬仿真、虛擬設(shè)計(jì)和工程數(shù)據(jù)庫(kù)等 ],便沒有先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù) 。另一方面 ,沒有其他先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的多種理論與方法 ,計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用也會(huì)大大受到限制 ,因?yàn)檫\(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、模糊設(shè)計(jì)等理論構(gòu)造的數(shù)學(xué)模型來(lái)編制計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序 ,可以更廣泛、更深入地模擬人的推理與思維 ,從而提高計(jì)算機(jī)的“智力”。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)概論 ? 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)正是以它對(duì)數(shù)值計(jì)算與對(duì)信息和知識(shí)的獨(dú)特處理能力而成為先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)群體的主干技術(shù)的。 ? 3. 支撐技術(shù) ? 無(wú)論是對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象的描述 ,還是對(duì)設(shè)計(jì)信息的處理、加工、推理與映射及驗(yàn)證 ,都離不開設(shè)計(jì)方法學(xué)、產(chǎn)品的可信性設(shè)計(jì)技術(shù)及設(shè)計(jì)試驗(yàn)技術(shù)所提供的多種理論、方法及手段的支撐。 ? 設(shè)計(jì)方法學(xué)、可信性設(shè)計(jì)技術(shù)及試驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)所包含的種種內(nèi)容 ,即為先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)群體的支撐技術(shù)。 ? 4. 應(yīng)用技術(shù) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)概論 ? 應(yīng)用技術(shù)是針對(duì)實(shí)用目的來(lái)解決各類具體產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域中問(wèn)題的技術(shù) ,如機(jī)床、汽車、工程機(jī)械及精密機(jī)械的先進(jìn)設(shè)計(jì)內(nèi)容 ,其可以看作是先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)派生出來(lái)的豐富多彩的具體技術(shù)。先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)在各類產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用 ,促進(jìn)了產(chǎn)品質(zhì)量與性能的提高。 ? 5. 相關(guān)學(xué)科與技術(shù) ? 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)已擴(kuò)展到產(chǎn)品規(guī)劃、制造、營(yíng)銷、運(yùn)行、回收等各個(gè)方面 ,除了必要的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理論與方法等基礎(chǔ)知識(shí)外 ,相關(guān)的學(xué)科與技術(shù) ,尤其是制造工藝、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)管理技術(shù)、材料科學(xué)、文化社會(huì)科學(xué)、市場(chǎng)營(yíng)銷學(xué)等也是十分必要的。 ? 先進(jìn)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)展望 ? 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要包括以下幾個(gè)方面。 ? 1. 設(shè)計(jì)過(guò)程的數(shù)字化 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)概論 ? 數(shù)字化設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅要完善工程對(duì)象中確定性變量的數(shù)學(xué)描述和數(shù)學(xué)建模 ,而且更要研究非確定性變量 ,包括隨機(jī)變量、隨機(jī)過(guò)程、模糊變量 (人的智能、經(jīng)驗(yàn)、創(chuàng)造力、語(yǔ)言及政治、經(jīng)濟(jì)、人文等社會(huì)科學(xué)因素 )等的數(shù)學(xué)描述和數(shù)學(xué)建模。 ? 2. 設(shè)計(jì)過(guò)程的自動(dòng)化和智能化研究 ? 設(shè)計(jì)過(guò)程的自動(dòng)化和智能化研究是指健全、研究和發(fā)展各種類型的數(shù)據(jù)庫(kù)、方法庫(kù)和知識(shí)庫(kù)及自動(dòng)編程、自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)等高級(jí)商品化軟件的研制 ,如研究設(shè)計(jì)知識(shí)、數(shù)據(jù)信息的獲取與處理技術(shù)、智能 CAD人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng)的模型和應(yīng)用軟件等。 ? 3. 智能性產(chǎn)品設(shè)計(jì)思想進(jìn)一步深化 ? 隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展 ,設(shè)計(jì)要越來(lái)越多地考慮產(chǎn)品智能的因素 ,以通過(guò)人工智能等設(shè)計(jì)手段使產(chǎn)品的智能性得到全面的體現(xiàn)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)使產(chǎn)品具有