產(chǎn)品設(shè)計(jì)的數(shù)字化是企......



產(chǎn)品設(shè)計(jì)的數(shù)字化是企業(yè)信息化的重要內(nèi)容。近年來(lái)，隨著產(chǎn)品復(fù)雜性的不斷增長(zhǎng)，以及企業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法已經(jīng)很

難滿足企業(yè)當(dāng)前生存和發(fā)展的需要。為了能在競(jìng)爭(zhēng)中處于有利位置，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)字化勢(shì)在必行。
產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程本質(zhì)上是一個(gè)對(duì)信息進(jìn)行采集、傳遞、加工處理的過(guò)程，其中包含了兩種重要的活動(dòng)：設(shè)計(jì)活動(dòng)和仿真活動(dòng)。因此產(chǎn)品設(shè)計(jì)

也可以看作是一個(gè)設(shè)計(jì)活動(dòng)和仿真活動(dòng)彼此交織相互作用的過(guò)程。設(shè)計(jì)活動(dòng)推動(dòng)信息流程向前演進(jìn)，而仿真則是驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果的重要手段，二
本文有[www.0574-laser.com]提供，請(qǐng)及時(shí)關(guān)注[www.0574-laser.com]提供的內(nèi)容

者關(guān)系如下圖所示。隨著技術(shù)的發(fā)展，仿真的重要性正在不斷加強(qiáng)。
目前為止數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展歷程可以大體上劃分為以下三個(gè)階段。
(1) CAx工具的廣泛應(yīng)用。自20世紀(jì)50年代開(kāi)始，各種CAD/CAM工具開(kāi)始出現(xiàn)并逐步應(yīng)用到制造業(yè)中。這些工具的應(yīng)用表明制造業(yè)已經(jīng)開(kāi)始

將利用現(xiàn)代信息技術(shù)來(lái)改進(jìn)傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程，標(biāo)志著數(shù)字化設(shè)計(jì)的開(kāi)始。
(2) 并行工程思想的提出與推行。20世紀(jì)80年代后期提出的并行工程是一種新的指導(dǎo)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的哲理，是在現(xiàn)代信息技術(shù)的支持下對(duì)傳統(tǒng)

的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方式的一種根本性改進(jìn)。PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）技術(shù)及DFx（如DFM、DFA等）技術(shù)是并行工程思想在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的具體體現(xiàn)。
(3) 虛擬樣機(jī)技術(shù)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，仿真在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用變得越來(lái)越廣泛而深刻，由原先的局部應(yīng)用（單領(lǐng)域、單點(diǎn)）逐

步擴(kuò)展到系統(tǒng)應(yīng)用（多領(lǐng)域、全生命周期）。虛擬樣機(jī)技術(shù)正是這一發(fā)展趨勢(shì)的典型代表。
虛擬樣機(jī)技術(shù)是一種基于虛擬樣機(jī)的數(shù)字化設(shè)計(jì)方法，是各領(lǐng)域CAx/DFx技術(shù)的發(fā)展和延伸。虛擬樣機(jī)技術(shù)進(jìn)一步融合先進(jìn)建模/仿真技術(shù)

、現(xiàn)代信息技術(shù)、先進(jìn)設(shè)計(jì)制造技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)，將這些技術(shù)應(yīng)用于復(fù)雜產(chǎn)品全生命周期、全系統(tǒng)，并對(duì)它們進(jìn)行綜合管理。與傳統(tǒng)產(chǎn)品

設(shè)計(jì)技術(shù)相比，虛擬樣機(jī)技術(shù)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的觀點(diǎn)、涉及產(chǎn)品全生命周期、支持對(duì)產(chǎn)品的全方位測(cè)試、分析與評(píng)估、強(qiáng)調(diào)不同領(lǐng)域的虛擬化的協(xié)同
本文有[www.0574-laser.com]提供，請(qǐng)及時(shí)關(guān)注[www.0574-laser.com]提供的內(nèi)容

設(shè)計(jì)。虛擬樣機(jī)技術(shù)充分體現(xiàn)了圖1所示的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程，全面突出了仿真的重要性。
虛擬樣機(jī)技術(shù)的實(shí)施是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程，其中涉及到許多相關(guān)技術(shù)，如總體技術(shù)、多領(lǐng)域協(xié)同建模/仿真/評(píng)估技術(shù)、數(shù)據(jù)/過(guò)程管理技術(shù)

、支撐框架技術(shù)等等。下面主要提及三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。虛擬樣機(jī)管理技術(shù)。虛擬樣機(jī)開(kāi)發(fā)過(guò)程中涉及到大量的人員、工具、數(shù)據(jù)/模型、項(xiàng)目/流

程，對(duì)這些元素進(jìn)行合理的組織和管理，使其構(gòu)成一個(gè)高效的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的信息集成和過(guò)程集成，是優(yōu)質(zhì)成功的進(jìn)行虛擬樣機(jī)

開(kāi)發(fā)的必要條件。
通過(guò)對(duì)當(dāng)前并聯(lián)機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)的分析，可以看出，集成化、一體化、數(shù)字化的并聯(lián)機(jī)床快速開(kāi)發(fā)平臺(tái)能夠大大縮短并聯(lián)機(jī)床的設(shè)

計(jì)開(kāi)發(fā)周期、實(shí)現(xiàn)最新設(shè)計(jì)理論和應(yīng)用技術(shù)的集成和應(yīng)用、保證設(shè)計(jì)過(guò)程的一體化，從而推動(dòng)并聯(lián)機(jī)床在理論方面的研究進(jìn)展和在實(shí)際應(yīng)用方

面走向產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。
協(xié)同仿真技術(shù)。協(xié)同仿真技術(shù)將面向不同學(xué)科的仿真工具結(jié)合起來(lái)構(gòu)成統(tǒng)一的仿真系統(tǒng)，可以充分發(fā)揮仿真工具各自的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還可以

加強(qiáng)不同領(lǐng)域開(kāi)發(fā)人員之間的協(xié)調(diào)與合作。目前HLA規(guī)范已經(jīng)成為協(xié)同仿真的重要國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)?；贖LA的協(xié)同仿真技術(shù)也將會(huì)成為虛擬樣機(jī)技術(shù)

的研究熱點(diǎn)之一。
多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)（MDO）。復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)優(yōu)化問(wèn)題可能包括多個(gè)優(yōu)化目標(biāo)和分屬不同學(xué)科的約束條件?，F(xiàn)代的MDO技術(shù)為解決學(xué)科間

的沖突，尋求系統(tǒng)的全局最優(yōu)解提供了可行的技術(shù)途徑。目前MDO技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)有了許多成功的案例，并出現(xiàn)了相關(guān)的商用軟件，典型的如

Engineous公司的 iSIGHT。國(guó)內(nèi)關(guān)于MDO技術(shù)的研究和應(yīng)用也已經(jīng)展開(kāi)。
縱觀數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展歷程可以看出，雖然幾十年來(lái)各種技術(shù)思想層出不窮，但時(shí)空兩個(gè)方向上的協(xié)同始終是發(fā)展的主流。宏觀上看

，數(shù)字化設(shè)計(jì)的發(fā)展歷程正相當(dāng)于現(xiàn)代信息技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用由點(diǎn)發(fā)展為線，再由線發(fā)展為面的過(guò)程。仿真的廣泛應(yīng)用正在成為當(dāng)

前數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)。隨著虛擬樣機(jī)概念的提出，使得仿真技術(shù)的應(yīng)用更加趨于協(xié)同化和系統(tǒng)化。開(kāi)展關(guān)于虛擬樣機(jī)及其關(guān)鍵技