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设计产品论文范文

【摘要】市场需求的多变性要求机械企业具有快速应对市场变化的能力,因而,快速设计对于机械制造企业快速适应市场需求、增强自身竞争力具有重要意义.本文介绍了机械产品快速设计的内容,分析了快速设计的基本原理和框架体系,并在此基础上研究了快速设计相应的方法和工具平台.

【关键词】机械产品；快速设计；原理；设计方法

1.机械产品快速设计的发展及其意义

1.1机械产品快速设计简介

产品快速设计是针对快速变化的市场需求提出的,其主要目的是通过运用科学的设计方法实现产品的快速设计,同时保证产品的质量.产品快速设计技术面向多样化程度高、产品更新换代较快的市场环境,而目前机械产品市场需求变化较快、需求多样性的提高,促进了快速设计在机械产品制造行业中的发展.机械产品快速设计随着制造技术的进步而产生的,主要融合计算机设计和机械制造技术,并涵盖了网络技术、生产工程技术、综合建模技术、数据管理技术以及优化设计技术等多项技术.

1.2快速设计在机械行业发展中的意义

我国的机械制造产品起步较晚、发展较为缓慢,目前超过半数以上的产品制造水平比发达工业国家落后20~30年.落后的机械制造技术已经跟不上市场产品的更新换代和客户的需求,阻碍了我国整体经济和科技的发展.快速设计方法在国外机械产业中应用较多,如美国Chrysler公司开发的Neno汽车采用了快速设计技术,减少了六成设计人员,并缩短了28%开发时间.由此可见,快速设计技术可大幅缩短开发时间、减小成本,提高机械行业适应市场的能力.快速设计技术已经成为我国机械制造企业急需解决的问题,研究机械产品快速设计的理论、技术、方法及工艺,建立一套完整的机械产品快速设计流程,有利于提高企业在市场竞争中的响应能力,从而提高企业自身的竞争优势.

2.机械产品快速设计的基本原理

2.1机械产品快速设计的基本含义和技术特点

机械产品快速设计需要根据客户的需求和行业市场的变化,在较短的时间内制定可满足客户及市场需求的产品设计、制造方案,最后根据所设计方案尽快进行生产作业.机械产品快速设计方法将现代设计理论与模块化设计思想、并行设计思想、智能化设计技术综合起来,并集成了CAX、仿真设计、产品数据建立及管理技术、产品数据分析技术等多项技术.

机械产品快速设计旨在满足市场需求,利用设计工具及设计经验,快速制定满足需求的设计方案[1],并尽快投入生产.机械产品快速设计内容包括产品的结构规划、快速制定设计方案、对设计方案进行快速评价.

2.2机械产品快速设计的框架体系

机械快速设计的实施策略主要包括三部分,第一,建立机械产品市场需求的快速获取和决策机制,即利用现代网络信息系统快速获取市场的发展动态,准确的捕捉市场的产品需求信息,以期为产品的预测及决策提供有效信息；第二,建立模块化产品数据库及管理机制,即建立产品设计、识别、规划及生产中的数据管理系统,对所有数据进行有效管理,从而可以对已有产品的相关数据、生产工艺进行重复率用,以实现产品的快速设计；第三,构建机械产品快速设计的平台及工具,即在数据信息管理的基础上,利用快速设计软件体系,通过不同接口把CAD/CAE/CAM的程序系统、标准库及数据库连接成为集成化的系统.在此基础上,建立符合企业自身产品特性的产品快速设计软件系统,以提高产品的设计效率.机械产品的快速设计以现代设计理论和方法为根基,综合考虑客户、市场需求,运用产品创新、功能设计、外观设计等设计手段,对产品进行快速、科学的设计.机械产品快速设计的框架体系包括快速设计的方法、快速设计的工具和快速设计的应用.其中,快速设计的方法包括计算机辅助技术、模块化设计、智能化设计技术,快速设计的工具包括模块化功能分析工具、模块化粪工具、创建工具等,快速设计的应用则包括产品需求信息输入和设计方案、图形的输出.

3.机械产品快速设计方法及工具平台的研究

3.1机械产品快速设计的基本方法

基于KBE的模块化快速设计是融合了编程技术、人工智能技术和计算机辅助技术的工程设计方法,其将计算机辅助设计与人工智能设计很好地结合起来,KBE建立了一系列模块,同时具有CAX和工程知识.模块化设计技术是将产品结构划分成各个模块,并通过模块的排列来完成新产品设计的方法,其可以在保证批量生产的前提下增加产品的个性化,从而提升产品适应市场的能力.模块化设计技术是简化设计、节省成本、缩短生产时间的有效手段之一,其已经大量运用在机械、电工电子、船舶等行业,达到了快速设计目的,创造了巨大的效益.在并行协同设计模式下,各设计流程及设计工具的集成要求合理数据模型的构件和良好集成开发环境的支持.智能体和多智能体系统技术是目前智能领域研究的前沿方向,其中,多智能体技术旨在将较为复杂的系统构造成多个简单、关联性强且易于协调和管理的系统.

3.2机械产品快速设计工具的研究

机械产品快速设计的工具包括产品管理工具、方案快速设计工具、协同设计工具和产品数据库、知识库.其中,产品管理工具是通过输入产品数据信息和资料,帮助设计人员建立产品模块系统的数据管理,包括产品模块规划工具、模块定义工具、模块化产品数据管理工具等；方案快速设计工具是利用数据库、知识库中的模块数据以及设计经验,快速形成满足需求的设计方案,包括基于知识的方案生成工具、模块化产品任务分解工具、模块实例化工具等；协同设计工具的作用是保证产品设计过程中各单元协调工作,其包括设计单元构造工具和多智能体通讯、协调工具；模块化产品数据库、知识库的作用是储存产品、模块数据以及设计方案等,以便于随时进行调用.

4.结语

机械产品快速设计方法,对于机械产品适应快速变化的市场需求,提高企业在行业中的竞争能力具有重要意义.本文介绍了快速设计方法的发展及其对机械行业的重要性,研究了快速设计的基本含义及技术特点,分析了目前机械产品快速设计的实施策略及框架体系,并在此基础上对机械产品快速设计的设计方法及工具平台进行了研究,以期为机械产品快速设计应用及构件机械产品快速设计系统提供参考,为企业形成自身机械产品快速设计体系提供理论依据,具有一定的开发和应用的指导价值.

参考文献

[1] 齐尔麦. 机械产品快速设计原理、方法、关键技术和软件工具研究[D].天津大学,2003.