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1、1 生產(chǎn)過程信息化 第一部分 企業(yè)信息化 2 目 錄 2 1 生產(chǎn)過程信息化的內(nèi)容 現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)的特點 3 現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)通常面向復(fù)雜產(chǎn)品 復(fù)雜產(chǎn)品是這樣一類產(chǎn)品： 客戶需求復(fù)雜 系統(tǒng)組成復(fù)雜 產(chǎn)品技術(shù)復(fù)雜 制造過程復(fù)雜 項目管理復(fù)雜 涉及的 子系統(tǒng)多 學(xué)科技術(shù)種類多 人員 /工具多 與外界環(huán)境的交互關(guān)系復(fù)雜 典型復(fù)雜產(chǎn)品： 航天器、飛機(jī)、汽車、 復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品等 復(fù)雜產(chǎn)品 1. 現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)的特點 4 強(qiáng)調(diào) 系統(tǒng) 的觀點 - 強(qiáng)調(diào)在系統(tǒng)的層次上模 擬產(chǎn)品的外觀、功能和 在特定環(huán)境下的行為。 現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)與傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)相比，具有如下 新的特點 ： 1. 現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)的特點 5 涉及產(chǎn)品 全生命周
2、期 -可應(yīng)用于產(chǎn) 品開發(fā)的全生命周 期，并隨著產(chǎn)品生 命周期的演進(jìn)而不 斷豐富和完善； 生產(chǎn) 銷售 使用 維護(hù) /服務(wù) 報廢 /回收 規(guī)劃 設(shè)計 /確認(rèn) 制造 概念設(shè)計 1. 現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)的特點 6 強(qiáng)調(diào)不同領(lǐng)域的虛擬化的 協(xié)同 設(shè)計。 1. 現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)的特點 7 （ 1）系統(tǒng)組成復(fù)雜，往往是機(jī)械、控制、電子等多個不同 學(xué)科領(lǐng)域子系統(tǒng)的綜合組合體； （ 2）開發(fā)過程復(fù)雜，不僅包括時間縱軸上存在的先后設(shè)計 活動，而且包括橫軸上某一時刻并發(fā)的設(shè)計任務(wù)之間的互 相影響； （ 3）系統(tǒng)行為復(fù)雜，對總體性能的要求往往高于對單個功 能模塊的要求，因而增加了產(chǎn)品開發(fā)的難度。 現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)與傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)比
3、較具有以下特點： 1. 現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)的特點 8 現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)是面向復(fù)雜產(chǎn)品 ， 以并行工程 思想為指導(dǎo) ， 以多學(xué)科協(xié)同設(shè)計為核心 ， 以各領(lǐng) 域 CAx（ 如 CAD、 CAM、 CAE等 ） /DFx（ 如 DFA、 DFM 等 ） 為工具的全新的設(shè)計開發(fā)模式 。 其核心是強(qiáng) 調(diào)系統(tǒng)層面上的優(yōu)化 ， 重視整體性能 。 旨在解決 航空 、 航天 、 汽車 、 船舶和鐵路機(jī)車車輛等型號 的復(fù)雜產(chǎn)品開發(fā) ， 以實現(xiàn)機(jī)械 、 控制 、 動力學(xué) 、 材料學(xué)等多個領(lǐng)域的一體化并行協(xié)同設(shè)計 。 1. 現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)的特點 9 1、 計算機(jī)技術(shù)； 2、 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 。 信息技術(shù)改變了傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計 。 1.
4、現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)的特點 10 數(shù)字 BOEING 技術(shù)趨勢 虛擬設(shè)計制造 全生命周期設(shè)計制造 PLM 并行工程 CE 全球化的協(xié)作平臺 EXSTAR 美國 B777的應(yīng)用效果 開發(fā)周期： 9年 4.5年 成本降低： 25 100整機(jī)數(shù)字化設(shè)計 世界壟斷與霸主地位 制造業(yè)發(fā)生的深刻變革 數(shù)字化飛機(jī) 實例 1. 現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)的特點 11 技術(shù)趨勢 數(shù)字化設(shè)計制造 虛擬樣機(jī) 全球采購和分銷 大規(guī)模定制 通用公司應(yīng)用狀況 開發(fā)周期（ 48月 24月 12月） 碰撞試驗（ 100次 50次） 個性化定單 3小時 通過在線采購降低成本 10 產(chǎn)品概念設(shè)計 產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計 制造業(yè)發(fā)生的深刻變革 數(shù)字化轎車 實例
5、1. 現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)的特點 12 大變形 碰撞仿真 擺式車空調(diào) 通風(fēng)仿真 工業(yè)設(shè)計 疲勞分析 仿真 動力學(xué) 仿真 氣流噪聲 仿真 氣動壓力 仿真 結(jié)構(gòu)噪聲 仿真 雙層車 模態(tài)仿真 溫度場 仿真 D38輕量 化設(shè)計 強(qiáng)度 分析 制動及沖擊 響應(yīng)仿真 1. 現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)的特點 13 傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā) 1. 現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)的特點 14 現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā) （第一階段：計算機(jī)輔助設(shè)計） 物理樣機(jī) 設(shè)計驗證與測 試 概念 控制設(shè)計師 機(jī)械設(shè)計師 設(shè)計 設(shè)計 1. 現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)的特點 15 現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā) （第二階段：網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計） 概念 物理樣機(jī) 控制設(shè)計師 機(jī)械設(shè)計師 一致性 建模與設(shè)計 虛擬樣機(jī) 設(shè)計驗證與測試
6、 建 模 設(shè) 計 仿 真 協(xié) 同 集 成 管 理 1. 現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)的特點 16 KBE技術(shù) 知識型制造企業(yè) 企業(yè) 3 企業(yè) n 企業(yè) 1 企業(yè) 2 企業(yè)間合作 現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā) （第三階段：基于知識的設(shè)計） 1. 現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)的特點 17 2. 生產(chǎn)過程信息化的內(nèi)容 生產(chǎn)過程的信息化 建 模 設(shè) 計 仿 真 協(xié) 同 集 成 18 1、建模 對于現(xiàn)實世界中的物體 ， 從人們的想象出發(fā) ， 到完成 它的計算機(jī)內(nèi)部表示的這一過程稱之為建模 。 復(fù)雜產(chǎn)品的建模 多學(xué)科協(xié)同建模 機(jī)械產(chǎn)品的建模 曲面建模（ CATIA ） 實體建模（ I-DEAS ） 參數(shù)化建模（ Pro/ENGINEER） 2. 生產(chǎn)過
7、程信息化的內(nèi)容 19 2. 生產(chǎn)過程信息化的內(nèi)容 20 2、設(shè)計 設(shè)計是對以前從未解決的問題建立和定義解決方法與 相關(guān)結(jié)構(gòu) ， 或者對以前已經(jīng)解決的問題建立和定義新的解 決方法 。 多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化 智能優(yōu)化方法 魯棒設(shè)計方法 遺傳算法（） 禁忌搜索（） 模擬退火（） 2. 生產(chǎn)過程信息化的內(nèi)容 21 3、仿真 仿真指在實際系統(tǒng)尚不存在的情況下對于系統(tǒng)或活動 本質(zhì)的實現(xiàn) 。 多學(xué)科并行協(xié)同仿真方法 虛擬樣機(jī)技術(shù) 單學(xué)科的仿真方法 有限元分析領(lǐng)域（ ANSYS） 多體動力學(xué)領(lǐng)域（ ADAMS） 控制分析領(lǐng)域（ MATLAB） 2. 生產(chǎn)過程信息化的內(nèi)容 22 2. 生產(chǎn)過程信息化的內(nèi)容 23 機(jī)械
8、系統(tǒng)與控制系統(tǒng)協(xié)同仿真 Mechanical System Simulation - Create ADAMS model - Define control inputs and sensor outputs Control System Design - Build system block diagram - Include ADAMS block Gives a very accurate model of the system without having to develop equations by hand - Export model - Create info file 2.
9、 生產(chǎn)過程信息化的內(nèi)容 24 結(jié)果 - Connect inputs and outputs - Perform simulation of combined systems - Simulate and analyze - Visualize system in motion Mechanical System Simulation Control System Design 2. 生產(chǎn)過程信息化的內(nèi)容 25 2. 生產(chǎn)過程信息化的內(nèi)容 虛擬樣機(jī) 26 4、協(xié)同 因特網(wǎng)的發(fā)展為跨地區(qū)的協(xié)同設(shè)計提供了很好的平臺 ， 可以比較方便地建立基于因特網(wǎng) /外聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)內(nèi)跨地區(qū)的協(xié) 同設(shè)計網(wǎng)絡(luò) 。 該網(wǎng)
10、絡(luò)具有如下功能： 1） 分布在各地的銷售和服務(wù)人員可以在協(xié)同設(shè)計網(wǎng)絡(luò)上 提供市場反饋信息 ， 使設(shè)計人員更好地了解市場變化情況 。 2） 設(shè)計人員可以在協(xié)同設(shè)計網(wǎng)絡(luò)上公布一些新產(chǎn)品的方 案或草圖 ， 聽取各方面的意見 。 3） 圍繞某產(chǎn)品的開發(fā) 、 設(shè)計和加工等問題 ， 有關(guān)人員可 以在網(wǎng)絡(luò)上展開充分討論 。 4） 在網(wǎng)絡(luò)上可提供大量的設(shè)計資源 ， 供設(shè)計人員共享 。 2. 生產(chǎn)過程信息化的內(nèi)容 27 5、集成 信息集成 。 使企業(yè)內(nèi)的信息渠道暢通 ， 減少不必要的 信息轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié) 。 知識集成 。 是對分散在企業(yè)中的知識 ， 主要是存在企 業(yè)員工頭腦中的意會型知識進(jìn)行集成整合 ， 對分散在不同 協(xié)作單位間的知識進(jìn)行集成整合 。 企業(yè)間的集成 。 充分利用社會化資源 ， 協(xié)同進(jìn)化；擴(kuò) 大國際交流 ， 積極開展全球經(jīng)濟(jì)一體化活動 。 2. 生產(chǎn)過程信息化的內(nèi)容
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