產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐教材課件

產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐

產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐

課程實(shí)踐目標(biāo)結(jié)合當(dāng)前數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的發(fā)展需求，了解數(shù)字化意義，數(shù)字化的發(fā)展歷程，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的系統(tǒng)需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的關(guān)鍵技術(shù)；掌握1-2種軟件平臺(tái)下的數(shù)字化建模、裝配、工程分析的基本技能；了解數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的管理。課程實(shí)踐目標(biāo)結(jié)合當(dāng)前數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的發(fā)展需求，了解數(shù)字化意義

實(shí)踐對(duì)象

（1）電子產(chǎn)品（通訊產(chǎn)品、家用電器等）

（2）機(jī)電產(chǎn)品（工業(yè)產(chǎn)品、家用產(chǎn)品等）

（3）機(jī)械產(chǎn)品（減速器、齒輪泵、機(jī)械手等）

數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐實(shí)踐對(duì)象數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐實(shí)踐內(nèi)容

（1）了解產(chǎn)品的市場(chǎng)需求，確定設(shè)計(jì)實(shí)踐對(duì)象；

（2）學(xué)習(xí)并選定軟件平臺(tái)，進(jìn)行零、部件建模與虛擬裝配；

（3）生成產(chǎn)品的零部件工程圖樣；

（4）利用軟件平臺(tái)，進(jìn)行必要的動(dòng)力學(xué)分析和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真。

數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐實(shí)踐內(nèi)容數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐

學(xué)習(xí)軟件自帶的項(xiàng)目管理功能，或進(jìn)行二次開發(fā)用戶界面，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的可視化管理實(shí)踐。

（1）設(shè)計(jì)友好的用戶界面

（2）實(shí)現(xiàn)所實(shí)踐產(chǎn)品的可視化管理。

數(shù)字化設(shè)計(jì)管理-（選作）學(xué)習(xí)軟件自帶的項(xiàng)目管理功能，或進(jìn)行二次開發(fā)用戶界面，實(shí)數(shù)字化的意義數(shù)字化設(shè)計(jì)的發(fā)展數(shù)字化設(shè)計(jì)的軟硬件系統(tǒng)數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)Part1:概述數(shù)字化的意義Part1:概述數(shù)字化的意義數(shù)字化設(shè)計(jì)的發(fā)展數(shù)字化設(shè)計(jì)的軟硬件系統(tǒng)數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)Part1:概述數(shù)字化的意義Part1:概述

數(shù)字化的意義

設(shè)計(jì)制造現(xiàn)狀

1.研制過(guò)程：三維設(shè)計(jì)模型→二維圖紙（設(shè)計(jì)、工藝）→三維工藝模型2.存在的問(wèn)題：

（1）設(shè)計(jì)繁雜、數(shù)據(jù)模糊、信息傳遞鏈條不連續(xù)等弊病。

（2）消耗人力、物力大（圖學(xué)人才、工藝人才培養(yǎng)、設(shè)計(jì)人員工作量大、牽涉的人員多）(3)研制周期長(zhǎng)，返修率高。需要解決的關(guān)鍵技術(shù)

探索一種自然（便于理解）、準(zhǔn)確、高效的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造等信息的表達(dá)方法，以支持產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、加工、裝配和維修等產(chǎn)品全生命周期各階段的數(shù)據(jù)定義和傳遞。數(shù)字化的意義設(shè)計(jì)制造現(xiàn)狀基于模型的定義（ModelBasedDefiniton,MBD）技術(shù)

ＭＢＤ技術(shù)是指將產(chǎn)品的所有相關(guān)設(shè)計(jì)定義、工藝描述、屬性和管理等信息都附著在產(chǎn)品三維模型中的數(shù)字化定義方法。

隨著MBD技術(shù)的發(fā)展，相繼出現(xiàn)了：

基于模型的制造（ModelBased

Manufacturing，MBM）

基于模型的維修保障（ModelBased

Support,MBS）

基于模型的企業(yè)（ModelBasedEnterprise,MBE）等概念。

數(shù)字化的意義基于模型的定義（ModelBasedDefiniton,2005年,美國(guó)就在下一代制造技術(shù)計(jì)劃（NextGenerationManufacturingTechnologiesInitiative，NGMTI）中，將基于模型的企業(yè)MBE列為振興美國(guó)國(guó)防制造業(yè)和美國(guó)制造業(yè)的六大領(lǐng)域技術(shù)之首，并發(fā)布了ＭＢＥ的計(jì)劃路線報(bào)告。MBE技術(shù)是在MBD技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。其核心思想是通過(guò)使用模型來(lái)定義、執(zhí)行、控制和管理一切企業(yè)流程，通過(guò)應(yīng)用基于科學(xué)的仿真和分析工具在產(chǎn)品生命周期的每個(gè)環(huán)節(jié)輔助決策，從而快速減少產(chǎn)品創(chuàng)新、開發(fā)、制造和支持的時(shí)間和成本。數(shù)字化的意義2005年,美國(guó)就在下一代制造技術(shù)計(jì)劃（NextGener

數(shù)字化的意義以波音787為代表的新型客機(jī)研制為例：

波音公司摒棄二維工程圖，建立了三維數(shù)字化設(shè)計(jì)制造一體化集成應(yīng)用體系。

全面采用MBD技術(shù)，并直接使用三維模型作為制造依據(jù)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、零件加工、裝配與檢測(cè)的高度信息集成、并行協(xié)同和融合，開創(chuàng)了飛機(jī)三維數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的嶄新模式，從而大幅度提高了產(chǎn)品研制能力，確保波音787客機(jī)的研制周期和質(zhì)量。數(shù)字化的意義以波音787為代表的新型客機(jī)研制為例：

數(shù)字化的意義我國(guó)也在積極探索三維數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)的應(yīng)用。復(fù)雜度越高的產(chǎn)品，使用數(shù)字化設(shè)計(jì)的意義愈加重大。

近幾年國(guó)內(nèi)航空企業(yè)在新型飛機(jī)研制過(guò)程中大量采用三維數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)，取得了令人矚目的成績(jī)。

設(shè)計(jì)制造數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化企業(yè)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。數(shù)字化的意義我國(guó)也在積極探索三維數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)的應(yīng)用。

數(shù)字化的意義國(guó)內(nèi)數(shù)字化技術(shù)在內(nèi)涵和外延兩個(gè)方面離數(shù)字化企業(yè)還有很大距離。以國(guó)內(nèi)的飛機(jī)裝配為例：在局部上采用了較為先進(jìn)的技術(shù)：如采用CAD技術(shù)進(jìn)行了包括建立型架標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)和優(yōu)化型架及參數(shù)設(shè)計(jì)，對(duì)工裝、工具和產(chǎn)品的裝配過(guò)程進(jìn)行了三維仿真等，開始采用激光測(cè)量+數(shù)控驅(qū)動(dòng)的定位方式，部分機(jī)型還采用了自動(dòng)鉆鉚技術(shù)等。數(shù)字化的意義國(guó)內(nèi)數(shù)字化技術(shù)在內(nèi)涵和外延兩個(gè)方面離但總體上與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在較大差距，表現(xiàn)在：

（1）飛機(jī)設(shè)計(jì)制造仍主要采用串行模式，工裝、工藝設(shè)計(jì)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)脫節(jié)，制造模式未真正實(shí)現(xiàn)到并行模式的轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致飛機(jī)裝配協(xié)調(diào)困難、返工率高；（2）尚未實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的裝配仿真以及裝配路徑的優(yōu)化；（3）仍然采用以專用工裝為主的剛性定位裝配方式，導(dǎo)致飛機(jī)制造成本居高不下；（4）數(shù)字化裝配應(yīng)用規(guī)模有限，尚未實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整型號(hào)真正意義上的全面數(shù)字化。

數(shù)字化的意義但總體上與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在較大差距，表現(xiàn)在：數(shù)字化的意數(shù)字化的意義數(shù)字化設(shè)計(jì)的發(fā)展數(shù)字化設(shè)計(jì)的軟硬件系統(tǒng)數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)Part1:概述數(shù)字化的意義Part1:概述數(shù)字化設(shè)計(jì)的發(fā)展數(shù)字化設(shè)計(jì)四個(gè)主要階段

初始階段：?jiǎn)螜C(jī)數(shù)字化。即技術(shù)人員除了采用三維的設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)外，其它工作習(xí)慣和舊習(xí)慣一致，即單機(jī)作業(yè)、紙質(zhì)流轉(zhuǎn)；

發(fā)展階段：引入?yún)f(xié)同設(shè)計(jì)概念，利用局域網(wǎng)進(jìn)行多人協(xié)同作業(yè)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的有效管理；

成熟階段：在協(xié)同設(shè)計(jì)的過(guò)程中擴(kuò)充電子簽署、項(xiàng)目管理等概念，將整個(gè)產(chǎn)品研發(fā)體系移植在設(shè)計(jì)平臺(tái)上；

完美階段：將數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化管理、數(shù)字化制造、數(shù)字化檢測(cè)有機(jī)結(jié)合，使各信息系統(tǒng)之間無(wú)縫連接，達(dá)到數(shù)據(jù)有效傳遞，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期監(jiān)控和管理。數(shù)字化設(shè)計(jì)的發(fā)展數(shù)字化設(shè)計(jì)四個(gè)主要階段數(shù)字化設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)①面向產(chǎn)品全生命周期的設(shè)計(jì)制造的集成化、全數(shù)字化

CAx(CAD/CAM/CAE/CAPP)DFx:(面向制造的設(shè)計(jì)(DFM)、面向裝配的設(shè)計(jì)

(DFA)、面向產(chǎn)品全生命周期的設(shè)計(jì)

(DFLC)單一功能系統(tǒng)將逐漸取代，CAx/DFx等系統(tǒng)的功能逐漸融合，設(shè)計(jì)制造集成度將更高。數(shù)字化設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)①面向產(chǎn)品全生命周期的設(shè)計(jì)制造的集成數(shù)字化設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)②采用建模和仿真技術(shù)對(duì)產(chǎn)品整個(gè)生命周期的信息進(jìn)行全面、精確的定義。

全面：利用模型來(lái)定義、執(zhí)行、控制產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造及維護(hù)等全部技術(shù)和業(yè)務(wù)流程，從根本上減少產(chǎn)品研發(fā)制造的時(shí)間和成本。

精確：專業(yè)化的建模、仿真方法及工具將深入發(fā)展并廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的以數(shù)字量為主、以模擬量為輔的協(xié)調(diào)工作法開始被全數(shù)字量傳遞的協(xié)調(diào)工作法代替，三維數(shù)模已經(jīng)取代二維工程圖紙，成為產(chǎn)品研制的唯一制造依據(jù)。數(shù)字化設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)②采用建模和仿真技術(shù)對(duì)產(chǎn)品整個(gè)生命周數(shù)字化的意義數(shù)字化設(shè)計(jì)的發(fā)展數(shù)字化設(shè)計(jì)的軟硬件系統(tǒng)數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)Part1:概述數(shù)字化的意義Part1:概述

數(shù)字化設(shè)計(jì)的軟硬件系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)

功能：支持模型表達(dá)與處理、支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸與共享

計(jì)算機(jī)（適合各種計(jì)算、分析）

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境（安全、暢通）數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)

功能：建模、分析、仿真、虛擬制造、數(shù)字化模型的管理與共享。數(shù)字化設(shè)計(jì)的軟硬件系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)

I-DEAS:由美國(guó)SDRC公司推出的CAD/CAM/CAE集成軟件。廣被航天、汽車、消費(fèi)性電子產(chǎn)品、工業(yè)設(shè)計(jì)者所采用的全功能機(jī)械產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程自動(dòng)化的系統(tǒng)。高效率的設(shè)計(jì)、繪圖、分析、模擬、測(cè)試及制造，以最短的時(shí)間、較低的成本向市場(chǎng)提供高質(zhì)量的產(chǎn)品，是世界應(yīng)用最廣泛的CAD/CAE/CAM軟體之一。I-DEAS在CAD/CAE一體化技術(shù)方面一直雄居世界榜首，軟件內(nèi)含諸如結(jié)構(gòu)分析、熱力分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、耐久性分析等真正提高產(chǎn)品性能的高級(jí)分析功能。

數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)I-DEAS:數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)

Pro/Engineer：Pro/E是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/E以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位。Pro/Engineer作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國(guó)內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)重要位置。

數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)Pro/Engineer：Pro/Engineer主要模塊Engineer：為該系統(tǒng)的基本部分，功能主要包括參數(shù)化的功能定義實(shí)體零件特征、裝配體，工程圖及渲染等。ASSEMBLY：一個(gè)參數(shù)化組裝管理系統(tǒng)，能提供用戶自定義手段去生成一組組裝系列及可自動(dòng)地更換零件。CABLING：一個(gè)綜合性的電纜布線功能，它為在部件內(nèi)真正設(shè)計(jì)三維電纜和導(dǎo)線束。CAT：提供Pro/ENGINEER與CATIA的雙向數(shù)據(jù)交換。接口Pro/Engineer主要模塊Engineer：為該系統(tǒng)的Pro/Engineer主要模塊COMPOSITE：該模塊能用于設(shè)計(jì)復(fù)合夾層材料的部件。DEVELOP：一個(gè)用戶開發(fā)工具?？衫迷撥浖ぞ咦约壕帉懟蚪Y(jié)合第三家的應(yīng)用軟件進(jìn)行二次開發(fā)。它包括C語(yǔ)言的程序庫(kù)，支持Pro/E的接口以及直接存取Pro/E數(shù)據(jù)庫(kù)。ECAD：可以通過(guò)Pro/ENGINEER生成參數(shù)化印刷線路板（PCB）的設(shè)計(jì)圖，也可由ECAD系統(tǒng)輸入。Pro/Engineer主要模塊COMPOSITE：該模塊能Pro/Engineer主要模塊DESIGN：快速設(shè)計(jì)大型及復(fù)雜的順序組件。它可方便地生成裝配圖層次等級(jí)、二維平面上的非參數(shù)化組裝概念設(shè)計(jì)、二維平面上的參數(shù)化概念分析、以及3D部件平面布置。DETAIL：生成工程圖，包括：自動(dòng)尺寸標(biāo)注、參數(shù)特征生成，全尺寸修飾，自動(dòng)生成投影面，輔助面，截面和局部視圖。Pro/Engineer主要模塊DESIGN：快速設(shè)計(jì)大型及Pro/Engineer主要模塊MANUFACTURING：定義加工過(guò)程規(guī)劃、刀路軌跡，并能根據(jù)用戶需要產(chǎn)生的生產(chǎn)規(guī)劃做出時(shí)間及價(jià)格成本上的估計(jì)。PROJECT：提供一系列數(shù)據(jù)管理工具，用于管理大規(guī)模復(fù)雜設(shè)計(jì)，適合多組設(shè)計(jì)人員同步運(yùn)行的工程作業(yè)環(huán)境。Pro/Engineer主要模塊MANUFACTURING：數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)

Unigraphics：（簡(jiǎn)稱UG）：

美國(guó)EDSPLMSolutions的主導(dǎo)產(chǎn)品，功能強(qiáng)大，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜實(shí)體及造型的建構(gòu),是應(yīng)用普遍CAD/CAM/CAE的一體化軟件系統(tǒng)之一。

UG是基于C語(yǔ)言開發(fā)的系統(tǒng)。在二、三維無(wú)結(jié)構(gòu)空間網(wǎng)格上，它提供使用自適應(yīng)多重網(wǎng)格方法開發(fā)的一個(gè)數(shù)值求解偏微分方程的軟件工具。其設(shè)計(jì)思想可靈活地支持多種離散點(diǎn)建構(gòu)方案。

UG的目標(biāo)是用最新的數(shù)學(xué)技術(shù)，即自適應(yīng)局部網(wǎng)格加密、多重網(wǎng)格和并行計(jì)算，為復(fù)雜應(yīng)用問(wèn)題的求解提供一個(gè)靈活的可再使用的軟件基礎(chǔ)

數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)

Unigraphics：（簡(jiǎn)稱UG）：UG功能模塊工業(yè)設(shè)計(jì)：復(fù)雜建模產(chǎn)品設(shè)計(jì)：具有專業(yè)的管路和線路設(shè)計(jì)系統(tǒng)、鈑金模塊、專用塑料件設(shè)計(jì)模塊和其他行業(yè)設(shè)計(jì)所需的專業(yè)應(yīng)用程序仿真、優(yōu)化工具：以數(shù)字化的方式仿真、優(yōu)化產(chǎn)品及其開發(fā)過(guò)程N(yùn)C加工：用戶可以在圖形方式下觀測(cè)刀具沿軌跡運(yùn)動(dòng)的情況并可對(duì)其進(jìn)行圖形化修改：如對(duì)刀具軌跡進(jìn)行延伸、縮短或修改等。UG功能模塊工業(yè)設(shè)計(jì)：復(fù)雜建模Unigraphics：（簡(jiǎn)稱UG）模具設(shè)計(jì)：MoldWizard（注塑模向?qū)В┦腔贜X開發(fā)的，針對(duì)注塑模具設(shè)計(jì)的專業(yè)模塊，模塊中配有常用的模架庫(kù)和標(biāo)準(zhǔn)件，用戶可以根據(jù)自己的需要方便的進(jìn)行調(diào)整用，還可以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件的二次開發(fā)，很大程度上提高了模具設(shè)計(jì)效率。二次開發(fā)：完全支持所需的各種工具，可用于管理過(guò)程并與擴(kuò)展的企業(yè)共享產(chǎn)品信息。與其他解決方案的完整套件無(wú)縫結(jié)合。這些對(duì)于CAD、CAM和CAE在可控環(huán)境下的協(xié)同、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字化實(shí)體模型和可視化都是一個(gè)補(bǔ)充。Unigraphics：（簡(jiǎn)稱UG）模具設(shè)計(jì)：MoldWizSolidWorks：達(dá)索系統(tǒng)（DassaultSystemesS.A）下的子公司的Windows平臺(tái)下的三維機(jī)械CAD軟件。其中功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新為其三大特點(diǎn)，這使得SolidWorks成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)SolidWorks：數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)用戶界面：SolidWorks提供的AutoCAD模擬器，使得AutoCAD用戶可以保持原有的作圖習(xí)慣，順利地從二維設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向三維實(shí)體設(shè)計(jì)。零部件、裝配體、工程圖設(shè)計(jì)：配置管理：配置管理能夠在一個(gè)CAD文檔中，通過(guò)對(duì)不同參數(shù)的變換和組合，派生出不同的零件或裝配體。是SolidWorks軟件體系結(jié)構(gòu)中非常獨(dú)特的一部分。協(xié)同工作：技術(shù)先進(jìn)的工具，使得你通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行協(xié)同工作

SolidWorks功能特點(diǎn)用戶界面：SolidWorks提供的AutoCAD模擬器，CATIA（ComputerAidedTri-DimensionalInterfaceApplication是法國(guó)DassaultSystem公司的CAD/CAE/CAM一體化軟件，居世界CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、造船、機(jī)械制造、電子、電器、消費(fèi)品行業(yè)，它的集成解決方案覆蓋所有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域。其特有的DMU電子樣機(jī)模塊功能及混合建模技術(shù)是推動(dòng)著企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和生產(chǎn)力的提高。是世界上一種主流的CAD/CAE/CAM一體化軟件。數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)CATIA（ComputerAidedTri-DimeDMU電子樣機(jī)模塊功能DMU由專門的模塊完成，從產(chǎn)品的造型、上下關(guān)聯(lián)的并行設(shè)計(jì)環(huán)境、產(chǎn)品的功能分析、產(chǎn)品瀏覽和干涉檢查、信息交流、產(chǎn)品可維護(hù)性分析、產(chǎn)品易用性分析、支持虛擬實(shí)現(xiàn)技術(shù)的實(shí)時(shí)仿真、多CAX支持、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理等各方面提供了完整的電子樣機(jī)功能，能夠完成與物理樣機(jī)同樣的分析、模擬功能，從而減少制作物理樣機(jī)的費(fèi)用，并能進(jìn)行更多的設(shè)計(jì)方案驗(yàn)證。DMU電子樣機(jī)模塊功能DMU由專門的模塊完成，從產(chǎn)品的造型、CATIA提供方便的解決方案，迎合所有工業(yè)領(lǐng)域的大、中、小型企業(yè)需要。

包括:從大型的波音747飛機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)到化妝品的包裝盒，幾乎涵蓋了所有的制造業(yè)產(chǎn)品。

波音飛機(jī)公司使用CATIA完成了整個(gè)波音777的電子裝配，創(chuàng)造了業(yè)界的一個(gè)奇跡，從而也確定了CATIA在CAD/CAE/CAM行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先地位。

CATIA功能模塊CATIA提供方便的解決方案，迎合所有工業(yè)領(lǐng)域的大、中、小CATIA曲面設(shè)計(jì)模塊：擁有遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的曲面設(shè)計(jì)模塊。

（1）具有拉伸，旋轉(zhuǎn)，掃描，邊界填補(bǔ)，橋接，修補(bǔ)碎片，拼接，凸點(diǎn)，裁剪，光順，投影和高級(jí)投影，倒角等功能，連續(xù)性最高達(dá)到G2，生成封閉片體，完全達(dá)到普通三維CAD軟件曲面造型功能，比如Pro/E。完全參數(shù)化操作。（2）自由風(fēng)格造型，幾乎完全非參?？赏瓿芍T如曲面控制點(diǎn)（可實(shí)現(xiàn)多曲面到整個(gè)產(chǎn)品外形同步調(diào)整控制點(diǎn)、變形），自由約束邊界，去除參數(shù)，達(dá)到汽車A面標(biāo)準(zhǔn)的曲面橋接、倒角、光順等功能，續(xù)性最高達(dá)到G2。CATIA曲面功能已經(jīng)超越了所有CAD軟件，甚至同為汽車行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的UGNX。

CATIA核心技術(shù)CATIA曲面設(shè)計(jì)模塊：擁有遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的曲面設(shè)計(jì)模塊專用知識(shí)的捕捉和重復(fù)使用：結(jié)合了顯式知識(shí)規(guī)則的優(yōu)點(diǎn)，可在設(shè)計(jì)過(guò)程中交互式捕捉設(shè)計(jì)意圖，定義產(chǎn)品的性能和變化。隱式的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)變成了顯式的專用知識(shí)，提高了設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度，降低了設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。CATIA先進(jìn)的混合建模技術(shù)：無(wú)論是實(shí)體還是曲面，做到了真正的互操作；變量和參數(shù)化混合建模，設(shè)計(jì)者不必考慮如何參數(shù)化設(shè)計(jì)目標(biāo)，CATIA提供了變量驅(qū)動(dòng)及后參數(shù)化能力。

CATIA核心技術(shù)專用知識(shí)的捕捉和重復(fù)使用：結(jié)合了顯式知識(shí)規(guī)則的優(yōu)點(diǎn)，可在設(shè)計(jì)CATIA所有模塊具有全相關(guān)性：各個(gè)模塊基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)，即三維模型的修改，能完全體現(xiàn)在二維，以及有限元分析，模具和數(shù)控加工的程序中。并行工程的設(shè)計(jì)環(huán)境：CATIA提供的多模型鏈接的工作環(huán)境及混合建模方式，使得并行工程設(shè)計(jì)模式已不再是新鮮的概念。總體設(shè)計(jì)部門只要將基本的結(jié)構(gòu)尺寸發(fā)放出去，各分系統(tǒng)的人員便可開始工作，既可協(xié)同工作，又不互相牽連；由于模型之間的互相聯(lián)結(jié)性，使得上游設(shè)計(jì)結(jié)果可做為下游的參考，同時(shí)，上游對(duì)設(shè)計(jì)的修改能直接影響到下游工作的刷新。實(shí)現(xiàn)真正的并行工程設(shè)計(jì)環(huán)境。

CATIA核心技術(shù)CATIA所有模塊具有全相關(guān)性：各個(gè)模塊基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)，CATIA覆蓋了產(chǎn)品開發(fā)的整個(gè)過(guò)程：

從產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)到最終產(chǎn)品的形成，以其精確可靠的解決方案提供了完整的2D、3D、參數(shù)化混合建模及數(shù)據(jù)管理手段，從單個(gè)零件的設(shè)計(jì)到最終電子樣機(jī)的建立；

同時(shí)，作為一個(gè)完全集成化的軟件系統(tǒng)，CATIA將機(jī)械設(shè)計(jì)，工程分析及仿真，數(shù)控加工和CATweb網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用解決方案有機(jī)的結(jié)合在一起，為用戶提供嚴(yán)密的無(wú)紙工作環(huán)境，特別是CATIA中的針對(duì)汽車、摩托車業(yè)的專用模塊，使CATIA擁有了最寬廣的專業(yè)覆蓋面，從而幫助客戶達(dá)到縮短設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量及降低費(fèi)用的目的。

CATIA核心技術(shù)CATIA覆蓋了產(chǎn)品開發(fā)的整個(gè)過(guò)程：CATIA核心技術(shù)AutodeskInventor：是美國(guó)AutoDesk公司推出的三維可視化實(shí)體模擬軟件，目前已推出最新版本INVENTor2012，實(shí)驗(yàn)室使用的是INVENTor6。它包含三維建模、信息管理、協(xié)同工作和技術(shù)支持等各種特征。使用AutodeskInventor可以創(chuàng)建三維模型和二維制造工程圖、可以創(chuàng)建自適應(yīng)的特征、零件和子部件，還可以管理上千個(gè)零件和大型部件，它的“連接到網(wǎng)絡(luò)”工具可以使工作組人員協(xié)同工作，方便數(shù)據(jù)共享和同事之間設(shè)計(jì)理念的溝通。數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)AutodeskInventor：數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)AutodeskInventor主要特點(diǎn)Inventor在用戶界面簡(jiǎn)單，三維運(yùn)算速度和著色功能方面有突破的進(jìn)展。它是建立在ACIS三維實(shí)體模擬核心之上，能夠迅速地獲得零件和裝配體的真實(shí)感。Inventor產(chǎn)品線提供了一組全面的設(shè)計(jì)工具，支持三維設(shè)計(jì)和各種文檔、管路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證設(shè)計(jì)。Inventor不僅包含數(shù)據(jù)管理軟件、AutoCADMechanical的二維工程圖和局部詳圖，還在此基礎(chǔ)上加入與真正的DWG兼容的三維設(shè)計(jì)。Inventor提供的專家系統(tǒng)能以最快捷的方式生成制造用工程圖，從而加速了從草圖到成品的過(guò)程。AutodeskInventor主要特點(diǎn)Inventor在數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)

CimatronE：

是以色列公司推出的面向模具行業(yè)的集成CAD/CAM軟件。使用者可以方便的處理獲得的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型或者對(duì)新產(chǎn)品進(jìn)行概念性設(shè)計(jì)。支持具有高速銑削功能的2.5軸～5軸加工的銑削編程功能、基于毛坯殘留知識(shí)的加工和自動(dòng)化加工模板，縮短了數(shù)控編程和加工的時(shí)間。

數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)CimatronE：數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)

MasterCAM：是美國(guó)的CNCSoftware公司開發(fā)的基于PC平臺(tái)的CAD/CAM系統(tǒng)，由于它對(duì)硬件要求不高，并且操作靈活、易學(xué)易用并具有良好的價(jià)格性能比，廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工、模具制造、汽車工業(yè)和航天工業(yè)等領(lǐng)域，是目前應(yīng)用較為廣泛的CAD/CAM軟件之一。

數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)MasterCAM：數(shù)字化的意義數(shù)字化設(shè)計(jì)的發(fā)展數(shù)字化設(shè)計(jì)的軟硬件系統(tǒng)數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)Part1:概述數(shù)字化的意義Part1:概述

數(shù)字化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造數(shù)字化的根本途徑：

單一工程數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)文件接口數(shù)字化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造數(shù)字化的根本途徑：

數(shù)字化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)數(shù)字化建模技術(shù)：參數(shù)化設(shè)計(jì)、逆向工程、快速原型技術(shù)、曲面縫合等技術(shù)….制造工藝技術(shù)：虛擬加工、工藝、快速成型技術(shù)等…數(shù)字化裝配技術(shù)：虛擬裝配、裝配工藝、干涉檢測(cè)等…優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)：真實(shí)物理系統(tǒng)（幾何和載荷工況）的有限元分析等…結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)的力學(xué)模擬仿真技術(shù)：如靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)、流體力學(xué)等…數(shù)字化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)數(shù)字化建模技術(shù)：參數(shù)化設(shè)計(jì)、逆向工程、數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)企業(yè)數(shù)字化協(xié)同技術(shù)：(1)協(xié)同軟件技術(shù)（包括角色關(guān)系、角色的感知、角色的訪問(wèn)與控制的角色協(xié)同技術(shù)；（2）信息協(xié)同技術(shù)(XML信息交換、信息發(fā)布、協(xié)同數(shù)據(jù)庫(kù)、搜索引擎等)；（3）流程協(xié)同技術(shù)(工作流技術(shù)、Petri網(wǎng)等)；（4）計(jì)算協(xié)同技術(shù)(分布式計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、普適計(jì)算、P2P等）

（5）協(xié)同硬件技術(shù)（安全、通暢）數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)企業(yè)數(shù)字化協(xié)同技術(shù)：數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)數(shù)字化管理技術(shù)：

（1）產(chǎn)品的數(shù)字化管理

（2）企業(yè)資源的數(shù)字化管理

（3）產(chǎn)品生命周期的數(shù)字化管理

（4）支持?jǐn)?shù)據(jù)共享、決策機(jī)制、組織運(yùn)用模式、輸入輸出管理等數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)數(shù)字化管理技術(shù)：

實(shí)踐對(duì)象

（1）電子產(chǎn)品（通訊產(chǎn)品、家用電器等）

（2）機(jī)電產(chǎn)品（工業(yè)產(chǎn)品、家用產(chǎn)品等）

（3）機(jī)械產(chǎn)品（減速器、齒輪泵、機(jī)械手等）

Part2:

數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐實(shí)踐對(duì)象Part2:數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐實(shí)踐內(nèi)容

（1）了解產(chǎn)品的市場(chǎng)需求，確定設(shè)計(jì)實(shí)踐對(duì)象；

（2）學(xué)習(xí)并選定軟件平臺(tái)，進(jìn)行零、部件建模與虛擬裝配；

（3）生成產(chǎn)品的零部件工程圖樣；

（4）利用軟件平臺(tái)，進(jìn)行必要的動(dòng)力學(xué)分析和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真。

Part2:

數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐實(shí)踐內(nèi)容Part2:數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐時(shí)間安排第16周上交第一個(gè)數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐產(chǎn)品（周四5-6節(jié)原教室）第19周上交第2個(gè)數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐產(chǎn)品.（周四5-6節(jié)原教室）第20周上交第3個(gè)數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐產(chǎn)品.（周四5-6節(jié)原教室）

時(shí)間安排第16周上交第一個(gè)數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐產(chǎn)品（周四5-6節(jié)原作業(yè)要求（1）采用word文檔圖文并茂地說(shuō)明所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、功能特點(diǎn)及力學(xué)分析結(jié)果。（可附零、部件、裝配模型圖、裝配爆炸圖，以及力學(xué)分析說(shuō)明）；上交word文檔電子版及其紙質(zhì)版一份。（2）如有機(jī)構(gòu)仿真、裝配動(dòng)畫在上交作業(yè)時(shí)間進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)展示，電子文檔采用文件鏈接。

（3）上交所有零件、裝配體的三維模型原始文件、工程圖樣電子版；

作業(yè)要求（1）采用word文檔圖文并茂地說(shuō)明所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！

產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐

產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐

課程實(shí)踐目標(biāo)結(jié)合當(dāng)前數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的發(fā)展需求，了解數(shù)字化意義，數(shù)字化的發(fā)展歷程，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的系統(tǒng)需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的關(guān)鍵技術(shù)；掌握1-2種軟件平臺(tái)下的數(shù)字化建模、裝配、工程分析的基本技能；了解數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的管理。課程實(shí)踐目標(biāo)結(jié)合當(dāng)前數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的發(fā)展需求，了解數(shù)字化意義

實(shí)踐對(duì)象

（1）電子產(chǎn)品（通訊產(chǎn)品、家用電器等）

（2）機(jī)電產(chǎn)品（工業(yè)產(chǎn)品、家用產(chǎn)品等）

（3）機(jī)械產(chǎn)品（減速器、齒輪泵、機(jī)械手等）

數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐實(shí)踐對(duì)象數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐實(shí)踐內(nèi)容

（1）了解產(chǎn)品的市場(chǎng)需求，確定設(shè)計(jì)實(shí)踐對(duì)象；

（2）學(xué)習(xí)并選定軟件平臺(tái)，進(jìn)行零、部件建模與虛擬裝配；

（3）生成產(chǎn)品的零部件工程圖樣；

（4）利用軟件平臺(tái)，進(jìn)行必要的動(dòng)力學(xué)分析和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真。

數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐實(shí)踐內(nèi)容數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐

學(xué)習(xí)軟件自帶的項(xiàng)目管理功能，或進(jìn)行二次開發(fā)用戶界面，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的可視化管理實(shí)踐。

（1）設(shè)計(jì)友好的用戶界面

（2）實(shí)現(xiàn)所實(shí)踐產(chǎn)品的可視化管理。

數(shù)字化設(shè)計(jì)管理-（選作）學(xué)習(xí)軟件自帶的項(xiàng)目管理功能，或進(jìn)行二次開發(fā)用戶界面，實(shí)數(shù)字化的意義數(shù)字化設(shè)計(jì)的發(fā)展數(shù)字化設(shè)計(jì)的軟硬件系統(tǒng)數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)Part1:概述數(shù)字化的意義Part1:概述數(shù)字化的意義數(shù)字化設(shè)計(jì)的發(fā)展數(shù)字化設(shè)計(jì)的軟硬件系統(tǒng)數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)Part1:概述數(shù)字化的意義Part1:概述

數(shù)字化的意義

設(shè)計(jì)制造現(xiàn)狀

1.研制過(guò)程：三維設(shè)計(jì)模型→二維圖紙（設(shè)計(jì)、工藝）→三維工藝模型2.存在的問(wèn)題：

（1）設(shè)計(jì)繁雜、數(shù)據(jù)模糊、信息傳遞鏈條不連續(xù)等弊病。

（2）消耗人力、物力大（圖學(xué)人才、工藝人才培養(yǎng)、設(shè)計(jì)人員工作量大、牽涉的人員多）(3)研制周期長(zhǎng)，返修率高。需要解決的關(guān)鍵技術(shù)

探索一種自然（便于理解）、準(zhǔn)確、高效的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造等信息的表達(dá)方法，以支持產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、加工、裝配和維修等產(chǎn)品全生命周期各階段的數(shù)據(jù)定義和傳遞。數(shù)字化的意義設(shè)計(jì)制造現(xiàn)狀基于模型的定義（ModelBasedDefiniton,MBD）技術(shù)

ＭＢＤ技術(shù)是指將產(chǎn)品的所有相關(guān)設(shè)計(jì)定義、工藝描述、屬性和管理等信息都附著在產(chǎn)品三維模型中的數(shù)字化定義方法。

隨著MBD技術(shù)的發(fā)展，相繼出現(xiàn)了：

基于模型的制造（ModelBased

Manufacturing，MBM）

基于模型的維修保障（ModelBased

Support,MBS）

基于模型的企業(yè)（ModelBasedEnterprise,MBE）等概念。

數(shù)字化的意義基于模型的定義（ModelBasedDefiniton,2005年,美國(guó)就在下一代制造技術(shù)計(jì)劃（NextGenerationManufacturingTechnologiesInitiative，NGMTI）中，將基于模型的企業(yè)MBE列為振興美國(guó)國(guó)防制造業(yè)和美國(guó)制造業(yè)的六大領(lǐng)域技術(shù)之首，并發(fā)布了ＭＢＥ的計(jì)劃路線報(bào)告。MBE技術(shù)是在MBD技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。其核心思想是通過(guò)使用模型來(lái)定義、執(zhí)行、控制和管理一切企業(yè)流程，通過(guò)應(yīng)用基于科學(xué)的仿真和分析工具在產(chǎn)品生命周期的每個(gè)環(huán)節(jié)輔助決策，從而快速減少產(chǎn)品創(chuàng)新、開發(fā)、制造和支持的時(shí)間和成本。數(shù)字化的意義2005年,美國(guó)就在下一代制造技術(shù)計(jì)劃（NextGener

數(shù)字化的意義以波音787為代表的新型客機(jī)研制為例：

波音公司摒棄二維工程圖，建立了三維數(shù)字化設(shè)計(jì)制造一體化集成應(yīng)用體系。

全面采用MBD技術(shù)，并直接使用三維模型作為制造依據(jù)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、零件加工、裝配與檢測(cè)的高度信息集成、并行協(xié)同和融合，開創(chuàng)了飛機(jī)三維數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的嶄新模式，從而大幅度提高了產(chǎn)品研制能力，確保波音787客機(jī)的研制周期和質(zhì)量。數(shù)字化的意義以波音787為代表的新型客機(jī)研制為例：

數(shù)字化的意義我國(guó)也在積極探索三維數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)的應(yīng)用。復(fù)雜度越高的產(chǎn)品，使用數(shù)字化設(shè)計(jì)的意義愈加重大。

近幾年國(guó)內(nèi)航空企業(yè)在新型飛機(jī)研制過(guò)程中大量采用三維數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)，取得了令人矚目的成績(jī)。

設(shè)計(jì)制造數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化企業(yè)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。數(shù)字化的意義我國(guó)也在積極探索三維數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)的應(yīng)用。

數(shù)字化的意義國(guó)內(nèi)數(shù)字化技術(shù)在內(nèi)涵和外延兩個(gè)方面離數(shù)字化企業(yè)還有很大距離。以國(guó)內(nèi)的飛機(jī)裝配為例：在局部上采用了較為先進(jìn)的技術(shù)：如采用CAD技術(shù)進(jìn)行了包括建立型架標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)和優(yōu)化型架及參數(shù)設(shè)計(jì)，對(duì)工裝、工具和產(chǎn)品的裝配過(guò)程進(jìn)行了三維仿真等，開始采用激光測(cè)量+數(shù)控驅(qū)動(dòng)的定位方式，部分機(jī)型還采用了自動(dòng)鉆鉚技術(shù)等。數(shù)字化的意義國(guó)內(nèi)數(shù)字化技術(shù)在內(nèi)涵和外延兩個(gè)方面離但總體上與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在較大差距，表現(xiàn)在：

（1）飛機(jī)設(shè)計(jì)制造仍主要采用串行模式，工裝、工藝設(shè)計(jì)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)脫節(jié)，制造模式未真正實(shí)現(xiàn)到并行模式的轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致飛機(jī)裝配協(xié)調(diào)困難、返工率高；（2）尚未實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的裝配仿真以及裝配路徑的優(yōu)化；（3）仍然采用以專用工裝為主的剛性定位裝配方式，導(dǎo)致飛機(jī)制造成本居高不下；（4）數(shù)字化裝配應(yīng)用規(guī)模有限，尚未實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整型號(hào)真正意義上的全面數(shù)字化。

數(shù)字化的意義但總體上與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在較大差距，表現(xiàn)在：數(shù)字化的意數(shù)字化的意義數(shù)字化設(shè)計(jì)的發(fā)展數(shù)字化設(shè)計(jì)的軟硬件系統(tǒng)數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)Part1:概述數(shù)字化的意義Part1:概述數(shù)字化設(shè)計(jì)的發(fā)展數(shù)字化設(shè)計(jì)四個(gè)主要階段

初始階段：?jiǎn)螜C(jī)數(shù)字化。即技術(shù)人員除了采用三維的設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)外，其它工作習(xí)慣和舊習(xí)慣一致，即單機(jī)作業(yè)、紙質(zhì)流轉(zhuǎn)；

發(fā)展階段：引入?yún)f(xié)同設(shè)計(jì)概念，利用局域網(wǎng)進(jìn)行多人協(xié)同作業(yè)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的有效管理；

成熟階段：在協(xié)同設(shè)計(jì)的過(guò)程中擴(kuò)充電子簽署、項(xiàng)目管理等概念，將整個(gè)產(chǎn)品研發(fā)體系移植在設(shè)計(jì)平臺(tái)上；

完美階段：將數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化管理、數(shù)字化制造、數(shù)字化檢測(cè)有機(jī)結(jié)合，使各信息系統(tǒng)之間無(wú)縫連接，達(dá)到數(shù)據(jù)有效傳遞，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期監(jiān)控和管理。數(shù)字化設(shè)計(jì)的發(fā)展數(shù)字化設(shè)計(jì)四個(gè)主要階段數(shù)字化設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)①面向產(chǎn)品全生命周期的設(shè)計(jì)制造的集成化、全數(shù)字化

CAx(CAD/CAM/CAE/CAPP)DFx:(面向制造的設(shè)計(jì)(DFM)、面向裝配的設(shè)計(jì)

(DFA)、面向產(chǎn)品全生命周期的設(shè)計(jì)

(DFLC)單一功能系統(tǒng)將逐漸取代，CAx/DFx等系統(tǒng)的功能逐漸融合，設(shè)計(jì)制造集成度將更高。數(shù)字化設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)①面向產(chǎn)品全生命周期的設(shè)計(jì)制造的集成數(shù)字化設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)②采用建模和仿真技術(shù)對(duì)產(chǎn)品整個(gè)生命周期的信息進(jìn)行全面、精確的定義。

全面：利用模型來(lái)定義、執(zhí)行、控制產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造及維護(hù)等全部技術(shù)和業(yè)務(wù)流程，從根本上減少產(chǎn)品研發(fā)制造的時(shí)間和成本。

精確：專業(yè)化的建模、仿真方法及工具將深入發(fā)展并廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的以數(shù)字量為主、以模擬量為輔的協(xié)調(diào)工作法開始被全數(shù)字量傳遞的協(xié)調(diào)工作法代替，三維數(shù)模已經(jīng)取代二維工程圖紙，成為產(chǎn)品研制的唯一制造依據(jù)。數(shù)字化設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)②采用建模和仿真技術(shù)對(duì)產(chǎn)品整個(gè)生命周數(shù)字化的意義數(shù)字化設(shè)計(jì)的發(fā)展數(shù)字化設(shè)計(jì)的軟硬件系統(tǒng)數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)Part1:概述數(shù)字化的意義Part1:概述

數(shù)字化設(shè)計(jì)的軟硬件系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)

功能：支持模型表達(dá)與處理、支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸與共享

計(jì)算機(jī)（適合各種計(jì)算、分析）

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境（安全、暢通）數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)

功能：建模、分析、仿真、虛擬制造、數(shù)字化模型的管理與共享。數(shù)字化設(shè)計(jì)的軟硬件系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)

I-DEAS:由美國(guó)SDRC公司推出的CAD/CAM/CAE集成軟件。廣被航天、汽車、消費(fèi)性電子產(chǎn)品、工業(yè)設(shè)計(jì)者所采用的全功能機(jī)械產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程自動(dòng)化的系統(tǒng)。高效率的設(shè)計(jì)、繪圖、分析、模擬、測(cè)試及制造，以最短的時(shí)間、較低的成本向市場(chǎng)提供高質(zhì)量的產(chǎn)品，是世界應(yīng)用最廣泛的CAD/CAE/CAM軟體之一。I-DEAS在CAD/CAE一體化技術(shù)方面一直雄居世界榜首，軟件內(nèi)含諸如結(jié)構(gòu)分析、熱力分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、耐久性分析等真正提高產(chǎn)品性能的高級(jí)分析功能。

數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)I-DEAS:數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)

Pro/Engineer：Pro/E是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/E以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位。Pro/Engineer作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國(guó)內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)重要位置。

數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)Pro/Engineer：Pro/Engineer主要模塊Engineer：為該系統(tǒng)的基本部分，功能主要包括參數(shù)化的功能定義實(shí)體零件特征、裝配體，工程圖及渲染等。ASSEMBLY：一個(gè)參數(shù)化組裝管理系統(tǒng)，能提供用戶自定義手段去生成一組組裝系列及可自動(dòng)地更換零件。CABLING：一個(gè)綜合性的電纜布線功能，它為在部件內(nèi)真正設(shè)計(jì)三維電纜和導(dǎo)線束。CAT：提供Pro/ENGINEER與CATIA的雙向數(shù)據(jù)交換。接口Pro/Engineer主要模塊Engineer：為該系統(tǒng)的Pro/Engineer主要模塊COMPOSITE：該模塊能用于設(shè)計(jì)復(fù)合夾層材料的部件。DEVELOP：一個(gè)用戶開發(fā)工具?？衫迷撥浖ぞ咦约壕帉懟蚪Y(jié)合第三家的應(yīng)用軟件進(jìn)行二次開發(fā)。它包括C語(yǔ)言的程序庫(kù)，支持Pro/E的接口以及直接存取Pro/E數(shù)據(jù)庫(kù)。ECAD：可以通過(guò)Pro/ENGINEER生成參數(shù)化印刷線路板（PCB）的設(shè)計(jì)圖，也可由ECAD系統(tǒng)輸入。Pro/Engineer主要模塊COMPOSITE：該模塊能Pro/Engineer主要模塊DESIGN：快速設(shè)計(jì)大型及復(fù)雜的順序組件。它可方便地生成裝配圖層次等級(jí)、二維平面上的非參數(shù)化組裝概念設(shè)計(jì)、二維平面上的參數(shù)化概念分析、以及3D部件平面布置。DETAIL：生成工程圖，包括：自動(dòng)尺寸標(biāo)注、參數(shù)特征生成，全尺寸修飾，自動(dòng)生成投影面，輔助面，截面和局部視圖。Pro/Engineer主要模塊DESIGN：快速設(shè)計(jì)大型及Pro/Engineer主要模塊MANUFACTURING：定義加工過(guò)程規(guī)劃、刀路軌跡，并能根據(jù)用戶需要產(chǎn)生的生產(chǎn)規(guī)劃做出時(shí)間及價(jià)格成本上的估計(jì)。PROJECT：提供一系列數(shù)據(jù)管理工具，用于管理大規(guī)模復(fù)雜設(shè)計(jì)，適合多組設(shè)計(jì)人員同步運(yùn)行的工程作業(yè)環(huán)境。Pro/Engineer主要模塊MANUFACTURING：數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)

Unigraphics：（簡(jiǎn)稱UG）：

美國(guó)EDSPLMSolutions的主導(dǎo)產(chǎn)品，功能強(qiáng)大，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜實(shí)體及造型的建構(gòu),是應(yīng)用普遍CAD/CAM/CAE的一體化軟件系統(tǒng)之一。

UG是基于C語(yǔ)言開發(fā)的系統(tǒng)。在二、三維無(wú)結(jié)構(gòu)空間網(wǎng)格上，它提供使用自適應(yīng)多重網(wǎng)格方法開發(fā)的一個(gè)數(shù)值求解偏微分方程的軟件工具。其設(shè)計(jì)思想可靈活地支持多種離散點(diǎn)建構(gòu)方案。

UG的目標(biāo)是用最新的數(shù)學(xué)技術(shù)，即自適應(yīng)局部網(wǎng)格加密、多重網(wǎng)格和并行計(jì)算，為復(fù)雜應(yīng)用問(wèn)題的求解提供一個(gè)靈活的可再使用的軟件基礎(chǔ)

數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)

Unigraphics：（簡(jiǎn)稱UG）：UG功能模塊工業(yè)設(shè)計(jì)：復(fù)雜建模產(chǎn)品設(shè)計(jì)：具有專業(yè)的管路和線路設(shè)計(jì)系統(tǒng)、鈑金模塊、專用塑料件設(shè)計(jì)模塊和其他行業(yè)設(shè)計(jì)所需的專業(yè)應(yīng)用程序仿真、優(yōu)化工具：以數(shù)字化的方式仿真、優(yōu)化產(chǎn)品及其開發(fā)過(guò)程N(yùn)C加工：用戶可以在圖形方式下觀測(cè)刀具沿軌跡運(yùn)動(dòng)的情況并可對(duì)其進(jìn)行圖形化修改：如對(duì)刀具軌跡進(jìn)行延伸、縮短或修改等。UG功能模塊工業(yè)設(shè)計(jì)：復(fù)雜建模Unigraphics：（簡(jiǎn)稱UG）模具設(shè)計(jì)：MoldWizard（注塑模向?qū)В┦腔贜X開發(fā)的，針對(duì)注塑模具設(shè)計(jì)的專業(yè)模塊，模塊中配有常用的模架庫(kù)和標(biāo)準(zhǔn)件，用戶可以根據(jù)自己的需要方便的進(jìn)行調(diào)整用，還可以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件的二次開發(fā)，很大程度上提高了模具設(shè)計(jì)效率。二次開發(fā)：完全支持所需的各種工具，可用于管理過(guò)程并與擴(kuò)展的企業(yè)共享產(chǎn)品信息。與其他解決方案的完整套件無(wú)縫結(jié)合。這些對(duì)于CAD、CAM和CAE在可控環(huán)境下的協(xié)同、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字化實(shí)體模型和可視化都是一個(gè)補(bǔ)充。Unigraphics：（簡(jiǎn)稱UG）模具設(shè)計(jì)：MoldWizSolidWorks：達(dá)索系統(tǒng)（DassaultSystemesS.A）下的子公司的Windows平臺(tái)下的三維機(jī)械CAD軟件。其中功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新為其三大特點(diǎn)，這使得SolidWorks成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)SolidWorks：數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)用戶界面：SolidWorks提供的AutoCAD模擬器，使得AutoCAD用戶可以保持原有的作圖習(xí)慣，順利地從二維設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向三維實(shí)體設(shè)計(jì)。零部件、裝配體、工程圖設(shè)計(jì)：配置管理：配置管理能夠在一個(gè)CAD文檔中，通過(guò)對(duì)不同參數(shù)的變換和組合，派生出不同的零件或裝配體。是SolidWorks軟件體系結(jié)構(gòu)中非常獨(dú)特的一部分。協(xié)同工作：技術(shù)先進(jìn)的工具，使得你通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行協(xié)同工作

SolidWorks功能特點(diǎn)用戶界面：SolidWorks提供的AutoCAD模擬器，CATIA（ComputerAidedTri-DimensionalInterfaceApplication是法國(guó)DassaultSystem公司的CAD/CAE/CAM一體化軟件，居世界CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、造船、機(jī)械制造、電子、電器、消費(fèi)品行業(yè)，它的集成解決方案覆蓋所有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域。其特有的DMU電子樣機(jī)模塊功能及混合建模技術(shù)是推動(dòng)著企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和生產(chǎn)力的提高。是世界上一種主流的CAD/CAE/CAM一體化軟件。數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)CATIA（ComputerAidedTri-DimeDMU電子樣機(jī)模塊功能DMU由專門的模塊完成，從產(chǎn)品的造型、上下關(guān)聯(lián)的并行設(shè)計(jì)環(huán)境、產(chǎn)品的功能分析、產(chǎn)品瀏覽和干涉檢查、信息交流、產(chǎn)品可維護(hù)性分析、產(chǎn)品易用性分析、支持虛擬實(shí)現(xiàn)技術(shù)的實(shí)時(shí)仿真、多CAX支持、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理等各方面提供了完整的電子樣機(jī)功能，能夠完成與物理樣機(jī)同樣的分析、模擬功能，從而減少制作物理樣機(jī)的費(fèi)用，并能進(jìn)行更多的設(shè)計(jì)方案驗(yàn)證。DMU電子樣機(jī)模塊功能DMU由專門的模塊完成，從產(chǎn)品的造型、CATIA提供方便的解決方案，迎合所有工業(yè)領(lǐng)域的大、中、小型企業(yè)需要。

包括:從大型的波音747飛機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)到化妝品的包裝盒，幾乎涵蓋了所有的制造業(yè)產(chǎn)品。

波音飛機(jī)公司使用CATIA完成了整個(gè)波音777的電子裝配，創(chuàng)造了業(yè)界的一個(gè)奇跡，從而也確定了CATIA在CAD/CAE/CAM行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先地位。

CATIA功能模塊CATIA提供方便的解決方案，迎合所有工業(yè)領(lǐng)域的大、中、小CATIA曲面設(shè)計(jì)模塊：擁有遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的曲面設(shè)計(jì)模塊。

（1）具有拉伸，旋轉(zhuǎn)，掃描，邊界填補(bǔ)，橋接，修補(bǔ)碎片，拼接，凸點(diǎn)，裁剪，光順，投影和高級(jí)投影，倒角等功能，連續(xù)性最高達(dá)到G2，生成封閉片體，完全達(dá)到普通三維CAD軟件曲面造型功能，比如Pro/E。完全參數(shù)化操作。（2）自由風(fēng)格造型，幾乎完全非參?？赏瓿芍T如曲面控制點(diǎn)（可實(shí)現(xiàn)多曲面到整個(gè)產(chǎn)品外形同步調(diào)整控制點(diǎn)、變形），自由約束邊界，去除參數(shù)，達(dá)到汽車A面標(biāo)準(zhǔn)的曲面橋接、倒角、光順等功能，續(xù)性最高達(dá)到G2。CATIA曲面功能已經(jīng)超越了所有CAD軟件，甚至同為汽車行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的UGNX。

CATIA核心技術(shù)CATIA曲面設(shè)計(jì)模塊：擁有遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的曲面設(shè)計(jì)模塊專用知識(shí)的捕捉和重復(fù)使用：結(jié)合了顯式知識(shí)規(guī)則的優(yōu)點(diǎn)，可在設(shè)計(jì)過(guò)程中交互式捕捉設(shè)計(jì)意圖，定義產(chǎn)品的性能和變化。隱式的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)變成了顯式的專用知識(shí)，提高了設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度，降低了設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。CATIA先進(jìn)的混合建模技術(shù)：無(wú)論是實(shí)體還是曲面，做到了真正的互操作；變量和參數(shù)化混合建模，設(shè)計(jì)者不必考慮如何參數(shù)化設(shè)計(jì)目標(biāo)，CATIA提供了變量驅(qū)動(dòng)及后參數(shù)化能力。

CATIA核心技術(shù)專用知識(shí)的捕捉和重復(fù)使用：結(jié)合了顯式知識(shí)規(guī)則的優(yōu)點(diǎn)，可在設(shè)計(jì)CATIA所有模塊具有全相關(guān)性：各個(gè)模塊基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)，即三維模型的修改，能完全體現(xiàn)在二維，以及有限元分析，模具和數(shù)控加工的程序中。并行工程的設(shè)計(jì)環(huán)境：CATIA提供的多模型鏈接的工作環(huán)境及混合建模方式，使得并行工程設(shè)計(jì)模式已不再是新鮮的概念。總體設(shè)計(jì)部門只要將基本的結(jié)構(gòu)尺寸發(fā)放出去，各分系統(tǒng)的人員便可開始工作，既可協(xié)同工作，又不互相牽連；由于模型之間的互相聯(lián)結(jié)性，使得上游設(shè)計(jì)結(jié)果可做為下游的參考，同時(shí)，上游對(duì)設(shè)計(jì)的修改能直接影響到下游工作的刷新。實(shí)現(xiàn)真正的并行工程設(shè)計(jì)環(huán)境。

CATIA核心技術(shù)CATIA所有模塊具有全相關(guān)性：各個(gè)模塊基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)，CATIA覆蓋了產(chǎn)品開發(fā)的整個(gè)過(guò)程：

從產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)到最終產(chǎn)品的形成，以其精確可靠的解決方案提供了完整的2D、3D、參數(shù)化混合建模及數(shù)據(jù)管理手段，從單個(gè)零件的設(shè)計(jì)到最終電子樣機(jī)的建立；

同時(shí)，作為一個(gè)完全集成化的軟件系統(tǒng)，CATIA將機(jī)械設(shè)計(jì)，工程分析及仿真，數(shù)控加工和CATweb網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用解決方案有機(jī)的結(jié)合在一起，為用戶提供嚴(yán)密的無(wú)紙工作環(huán)境，特別是CATIA中的針對(duì)汽車、摩托車業(yè)的專用模塊，使CATIA擁有了最寬廣的專業(yè)覆蓋面，從而幫助客戶達(dá)到縮短設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量及降低費(fèi)用的目的。

CATIA核心技術(shù)CATIA覆蓋了產(chǎn)品開發(fā)的整個(gè)過(guò)程：CATIA核心技術(shù)AutodeskInventor：是美國(guó)AutoDesk公司推出的三維可視化實(shí)體模擬軟件，目前已推出最新版本INVENTor2012，實(shí)驗(yàn)室使用的是INVENTor6。它包含三維建模、信息管理、協(xié)同工作和技術(shù)支持等各種特征。使用AutodeskInventor可以創(chuàng)建三維模型和二維制造工程圖、可以創(chuàng)建自適應(yīng)的特征、零件和子部件，還可以管理上千個(gè)零件和大型部件，它的“連接到網(wǎng)絡(luò)”工具可以使工作組人員協(xié)同工作，方便數(shù)據(jù)共享和同事之間設(shè)計(jì)理念的溝通。數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)AutodeskInventor：數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)Autodesk