数字化设计与制造 数字化设计与制造的内涵 数字化设计 数字化加工 数字化管理 CPC--协同产品商务 现代制造企业环境的变化 产品生命周期缩短； 交货期成为主要竞争因素； 大市场和大竞争； 用户需求个性化, 多品种小批 量生产比例增大。 现代制造系统的模式和哲理 成组技术 (相似性) CIM (集成) 并行工程 (同步) JIT (准确) 智能制造系统 (智能) 敏捷制造 (灵活) 精益生产 (简化) CIPE (重组、标准化) 业务过程重组BPR(重组) 大规模定制生产 MC (简化、 灵活) T Q C S EF 在制造企业中全面推行数字化设计与制造，通过在产品全生命周期中的各个环节普及与深化计算机技术的应用，促进传统产业在各个方面的技术更新，使企业在持续动态多变、不可预测的全球性市场竞争环境中生存发展并不断地扩大其竞争优势。 迄今，现代制造业各种新模式和新哲理的核心在于： 数字化的提出，是对传统制造业的革命 互联网的出现比工业革命更为重要，改变的 步伐将甚至比工业革命还要大 数字化设计与制造 的内涵 产品建模是基础 优化设计是主体 …… 数字化设计与制造的内涵 支持企业的产品开发全过程、支持企业的产品创新设计、支持产品相关数据管理、支持企业产品开发流程的控制与优化、… … 数字化设计与制造的内涵 数字化设计与制造的内涵 通过对产品全生命周期中所有相关方面（如产品数据、企业资源数据等）进行数字化定量、表述、存储、处理和控制等，支持对产品进行全生命周期的优化与管理以及企业的全局优化与最佳模式运作。 数字化设计 产品形成过程 昨天-今天-明天 产品规划 概念设计 生产准备 详细设计 昨天 过程序列 从CAD到虚拟现实 产品设计：昨天-今天-明天 一、绘图—三维CAD 产品开发设计的一般进程(德国VDI2221准则“技术系统和产品的开发设计方法学”） CAD的发展历程 “七?五” “八?五” “九?五” 计算机辅助 绘图 计算机辅助 设计 计算机辅助 产品开发 国产CAD软件的国内市场占有率 我国CAD应用的普及与深化历程 概念设计 形状设计 概念形状设计 自然直观地表达和传输人类概念，具有充分的表现力 不依赖定量信息的定性形状表现 计算机建模和操作有利于形状的表达和演变 CAD是数字化设计与制造的重要手段 曲面与实体集成核心技术问题 大型组件设计技术问题 二、数字原型—虚拟现实 信息技术的挑战 Source: D.H. Brown Associates, Inc. 零部件详细设计 概念设计CAD 虚拟装配设计 部件连接和特性设计 NC & CAM 加工数据 车间制造 实体装配 工程图纸 设计 制造 信息共享的层次 低 高 产品描述的完整性 “从概念到零件” 生产经营部门和 ERP 信息技术的挑战 Source: D.H. Brown Associates, Inc. 零部件详细设计 概念设计CAD 虚拟装配设计 部件连接和特性设计 NC & CAM 加工数据 车间制造 实体装配 工程图纸 设计 制造 信息共享的层次 低 高 产品描述的完整性 生产经营部门和 ERP 客户合同 产品标准 产品说明书 车间工艺 配置和维护 需求分析/ 市场调研 零件清单 BOM管理 产品定义 要求和功能 描述 设计方案 设计 BOM 制造 BOM 信息技术的挑战 零部件详细设计 概念设计CAD 虚拟装配设计 部件连接和特性设计 NC & CAM 加工数据 车间制造 实体装配 工程图纸 设计 制造 信息共享的层次 低 高 产品描述的完整性 Source: D.H. Brown Associates, Inc. 虚拟产品开发 虚拟产品开发环境 过去 . . . . . . . . 将来 企业和过程重组 计算机和网络通讯 产品和工艺 产品信息管理 开发能力 图形库标准及通用件库设计文档资料库 PDM平台及网络数据库支撑环境 概形方案设计 布置方案设计 原理方案设计 功能设计 需求分析 产品概念设计 基于主模型的 协同设计 基于反求工程的快速产品建模 基于加工过程和信息的产品建模 参数化特征造型 产品详细设计 产品可装配性分析 产品可制造性分析 产品运动学/ 动力学分析 产品结构分析 产品分析 装配轨迹自动/ 半自动实现 装配序列自动/ 半自动实现 加工轨迹规划 检测过程仿真 装配过程仿真 加工过程仿真 运动/动力学仿真 产品实现 过程虚拟仿真 加工工艺规划 产品工艺 规划 虚拟产品开发系统的一般性体系结构 虚拟设计 直接操作CAD模型 可视化 借助虚拟现实技术的沉浸感 虚拟设计 面向装配的设计 面向制造的设计 虚拟加工 Virtual NC Lathe 原型加工 NC验证 设备工作状况分析