1、產品創新數字化相關技術產品創新數字化相關技術產品產生的過程產品產生的過程一個新的產品或者說一個創新的產品產生的過程，一般來說是一個從概念到實體的過程。其中經歷的主要階段為概念設計、設計、工藝、制造。制造業產品生命周期階段劃分制造業產品生命周期階段劃分 研發段產品創新數字化相關關鍵詞產品創新數字化相關關鍵詞 CAI：Computer Aided Innovation ，計算機輔助創新 CACD:computer aided conceptual design，計算機輔助概念設計 CAD：Computer Aided Design，計算機輔助設計 EDA：Electronic Design Aut

2、omation，電子設計自動化 CAE：Computer Aided Engineering，計算機輔助工程 CAPP：Computer Aided Process Planning，計算機輔助工藝 MPM：Manufacturing Process Management，制造過程管理 CAM：Computer Aided Manufacturing，計算機輔助制造 NC： Numerical Control ，數控技術 PDM：Product Data Management，產品數據管理 RE：Reverse Engineering，逆向工程 RP：Rapid Prototyping，快速成

3、型 CASE ：Computer Aided Software Engineering ，計算機輔助軟件工程設計與分析數字化相關技術設計與分析數字化相關技術CAI（計算機輔助創新）CACD（計算機輔助概念設計）CAD（計算機輔助設計）EDA（電子設計自動化 ）CASE（計算機輔助軟件工程 ）CAE（計算機輔助工程）RE（逆向工程）RP （快速成型 ）計算機輔助計算機輔助創新：創新：CAICAI計算機輔助創新CAI（Computer Aided Innovation）是新產品開發中的一項關鍵基礎技術，它是以近年來在歐美國家迅速發展的創新問題解決理論（TRIZ）研究為基礎， 結合本體論（Ontol

4、ogy）、現代設計方法學、計算機軟件技術等多領域科學知識，綜合而成的創新技術。 TRIZ 的過程 1 第一步確定問題 2 公式化的問題: TRIZ棱鏡 3 搜索已有的解決方法(39個工程參數) 4. 查找類似的解決方法(40個創新原則)設計與分析數字化相關技術設計與分析數字化相關技術CAI（計算機輔助創新）CACD（計算機輔助概念設計）CAD（計算機輔助設計）EDA（電子設計自動化 ）CASE（計算機輔助軟件工程 ）CAE（計算機輔助工程）RE（逆向工程）RP （快速成型 ）計算機輔助計算機輔助概念設計：概念設計：CACDCACD 概念設計包含了從產品的需求分析到進行詳細設計之前的設計過程。計

5、算機輔助概念設計（computer aided conceptual design，CACD）是CAD領域中的一個重要分支，它涉及到設計方法學、人機工程學、人工智能技術、CAD技術以及認知與思維科學等。 設計與分析數字化相關技術設計與分析數字化相關技術CAI（計算機輔助創新）CACD（計算機輔助概念設計）CAD（計算機輔助設計）EDA（電子設計自動化 ）CASE（計算機輔助軟件工程 ）CAE（計算機輔助工程）RE（逆向工程）RP （快速成型 ）計算機輔助設計計算機輔助設計：CADCAD廣義的CAD是指工程技術人員在人和計算機組成的系統中，以計算機為輔助工具，通過計算機和CAD軟件對設計產品進行

6、分析、計算、仿真、優化與繪圖，在這一過程中，把設計人員的創造思維、綜合判斷能力與計算機強大的記憶、數值計算、信息檢索等能力相結合，各盡所長，完成產品的設計、分析、繪圖等工作，最終達到提高產品設計質量、縮短產品開發周期、降低產品生產成本的目的。狹義的CAD主要是指對產品的幾何建模和繪圖描述。按設計模式分CAD可以分為二維CAD、三維CAD。二維CAD表現為平面繪圖，三維CAD表現為造型。二維二維CADCAD技術技術三維三維CADCAD技術技術設計與分析數字化相關技術設計與分析數字化相關技術CAI（計算機輔助創新）CACD（計算機輔助概念設計）CAD（計算機輔助設計）EDA（電子設計自動化 ）CA

7、SE（計算機輔助軟件工程 ）CAE（計算機輔助工程）RE（逆向工程）RP （快速成型 ）電子設計自動化電子設計自動化 ：EDAEDAEDA（Electronic Design Automation，電子設計自動化）是在20世紀90年代初從計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助測試（CAT）和計算機輔助工程（CAE）的概念發展而來。它融合了應用電子技術,計算機技術,智能化技術等最新成果。 Wuhan Manufacturing Information Eengineering Technology Ltd.,Co.設計與分析數字化相關技術設計與分析數字化相關技術CAI（計

8、算機輔助創新）CACD（計算機輔助概念設計）CAD（計算機輔助設計）EDA（電子設計自動化 ）CASE（計算機輔助軟件工程 ）CAE（計算機輔助工程）RE（逆向工程）RP （快速成型 ）電子設計自動化電子設計自動化 ：EDAEDAEDA（Electronic Design Automation，電子設計自動化）是在20世紀90年代初從計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助測試（CAT）和計算機輔助工程（CAE）的概念發展而來。它融合了應用電子技術,計算機技術,智能化技術等最新成果。 Wuhan Manufacturing Information Eengineering

9、 Technology Ltd.,Co.設計與分析數字化相關技術設計與分析數字化相關技術CAI（計算機輔助創新）CACD（計算機輔助概念設計）CAD（計算機輔助設計）EDA（電子設計自動化 ）CASE（計算機輔助軟件工程 ）CAE（計算機輔助工程）RE（逆向工程）RP （快速成型 ）計算機輔助軟件工程：計算機輔助軟件工程：CASECASE計算機輔助軟件工程（Computer Aided Software Engineering）是支持軟件開發生存期的集成化工具、技術和方法的總稱。當前的產品設計中機電混合設計越來越多，智能產品越來越多。因此在產品設計中有必要引入CASE技術和工具，特別是包含有嵌

10、入式設備的產品。 設計與分析數字化相關技術設計與分析數字化相關技術CAI（計算機輔助創新）CACD（計算機輔助概念設計）CAD（計算機輔助設計）EDA（電子設計自動化 ）CASE（計算機輔助軟件工程 ）CAE（計算機輔助工程）RE（逆向工程）RP （快速成型 ）計算機輔助工程：計算機輔助工程：CAECAE長期以來，產品的力學強度分析與計算一直沿用材料力學、理論力學和彈性力學所提供的公式來進行。由于有許多的簡化條件，因而計算精度很低。為了保證產品的強度和質量，常采用加大安全系數的方法。結果使結構尺寸加大，浪費材料，有時還會造成結構性能的降低。現代產品正朝著高效、高速、高精度、低成本、節省資源、高

11、性能等方面發展，傳統的計算分析方法遠遠無法滿足要求。計算機輔助工程：計算機輔助工程：CAE CAE CAE即是人們通常說的分析軟件。CAE技術是CAD技術的延伸，是企業優化設計的有利工具，CAE技術的應用主要在分析和優化兩個方面。 分析主要可分為有限元分析和機構運動分析。優化是根據分析的結果，對設計進行修改，已使結構和形狀都達到最優化狀態。設計與分析數字化相關技術設計與分析數字化相關技術CAI（計算機輔助創新）CACD（計算機輔助概念設計）CAD（計算機輔助設計）EDA（電子設計自動化 ）CASE（計算機輔助軟件工程 ）CAE（計算機輔助工程）RE（逆向工程）RP （快速成型 ）逆向工程：逆向

12、工程：RERE 逆向工程產品設計就是根據已經存在的產品模型，反向推出產品設計數據（包括設計圖紙或數字模型）的過程。設計與分析數字化相關技術設計與分析數字化相關技術CAI（計算機輔助創新）CACD（計算機輔助概念設計）CAD（計算機輔助設計）EDA（電子設計自動化 ）CASE（計算機輔助軟件工程 ）CAE（計算機輔助工程）RE（逆向工程）RP （快速成型 ）快速成形：快速成形：RPRP 快速成形法（Rapid PrototyPing，又稱為快速出樣件技術或快速原型法）是國外80年代中后期發展起來的一種新技術，它與虛擬制造技術（Virtual Manufacturing）一起，被稱為未來制造業的兩

13、大支柱技術。 快速成形采用軟件離散材料堆積的原理實現零件的成形。快速成形技術是綜合利用CAD技術、數控技術、激光加工技術和材料技術實現從零件設計到三維實體原型制造一體化的系統技術,可以在不用模具和工具的條件下生成幾乎任意復雜的零部件。 快速成型技術最早用于提供設計驗證與功能驗證，檢驗產品可制造性、可裝配性；但隨著技術的發展，快速成型技術可以用于直接制造零件。快速成形技術對縮短新產品開發周期，降低開發費用具有極其重要的意義，有人稱快速成形技術是繼NC技術后制造業的又一次革命。目前RP技術已成為各國制造科學研究的前沿學科和研究焦點。小結（數字化設計與分析部分）小結（數字化設計與分析部分）CAI是用

14、計算機的按一定的方法進行創新（發明）的技術。創新方法學是它的基礎。CACD是用計算機的方法輔助創意設計，需要美學細胞。CAD是輔助設計技術，CAE是優化設計技術EDA可以理解為電子、電路設計的CAD。CASE是軟件設計質量的一種保證RE適用于仿制零件。PR可以進行設計驗證與功能驗證。生產準備信息化生產準備信息化生產準備產品數字化制造相關技術產品數字化制造相關技術CAPP（計算機輔助工藝設計 ）MPM（制造工藝管理）CAM（計算機輔助制造）NC（數控技術）制造企業工藝設計的特點制造企業工藝設計的特點 工藝設計涉及的范圍較廣，內容很多包括工藝評價、工藝規程設計、工序圖設計以及工藝管理等。 工藝設計

15、個性化很強 不同的產品、不同的裝備和不同的工程師，設計結果差別很大。 工藝設計是諸多制造活動的交匯點計算機輔助工藝設計：計算機輔助工藝設計：CAPPCAPPCAPP是指借助于計算機軟硬件技術和支撐環境，利用計算機進行數值計算、邏輯判斷和推理等的功能來制定零件機械加工工藝過程。借助于CAPP 系統，可以解決手工工藝設計效率低、一致性差、質量不穩定、不易達到優化等問題。CAPP是將產品設計信息轉換為各種加工制造、管理信息的關鍵環節，是企業信息化建設中聯系設計和生產的紐帶，同時也為企業的管理部門提供相關的數據，是企業信息交換的中間環節。產品數字化制造相關技術產品數字化制造相關技術CAPP（計算機輔助

16、工藝設計 ）MPM（制造工藝管理）CAM（計算機輔助制造）NC（數控技術）制造過程管理：制造過程管理：MPMMPM近年來，國際廠商逐漸在CAPP的基礎上，結合三維造型基礎逐漸發展出“制造流程管理”（ Manufacturing Process Management，MPM）技術。MPM 解決方案可以更準確地協同產品制造過程和資源信息，優化產品工藝，分析具有多種配置的復雜產品的加工和裝配過程，進行生產過程仿真，計算公差，控制生產成本。同時實現與ERP系統的雙向信息集成，并將數據傳遞給CAM系統。MPM市場在中國還處于初期的發展階段。 產品數字化制造相關技術產品數字化制造相關技術CAPP（計算機輔

17、助工藝設計 ）MPM（制造工藝管理）CAM（計算機輔助制造）NC（數控技術）計算機輔助制造：計算機輔助制造：CAM CAM CAM 是指利用計算機來進行生產設備的管理、控制和操作的過程。 目前CAM的概念狹義化了，一般僅指數控編程相關技術。產品數字化制造相關技術產品數字化制造相關技術CAPP（計算機輔助工藝設計 ）MPM（制造工藝管理）CAM（計算機輔助制造）NC（數控技術）數控技術數控技術 ：NCNC數控技術（Numerical Control）是利用數字化的信息對機床運動及加工過程進行控制的一種方法。用數控技術實施加工控制的機床稱為數控（NC）機床。現代數控機床是機電一體化的典型產品，是新

18、一代生產技術、計算機集成制造系統等的技術基礎。小結（數字化制造）小結（數字化制造）CAPP是輔助工藝工具，市場上成熟的CAPP產品主要是實用型CAPP，可以便于數據錄入、規范表述、匯總工裝等。智能型CAPP也有一定發展。CAM現在通常指數控編程相關技術，CAM在多樣化和智能化方面有了長足的發展。MPM（生產過程管理）可以看成是CAPP的發展演變，通過MPM可以準確規劃、模擬與優化如何進行產品生產。優秀的MPM系統能夠通過數字化模擬建造一個完整的工廠，包括每條生產線、每個工作單元的每一個細節。NC（數控技術）是利用數字化的信息對機床運動及加工過程進行控制的一種方法。Wuhan Manufacturing Information Eengineering Technology Ltd.,Co.產品創新數字化過程管理產品創新數字化過程管理產品數據管理：產品數據管理：PDMPDMPDM是一種幫助工程師和其他人員管理產品數據和產品研發過程的工具。 PDM系統確保跟蹤那些設計、制造所需的大量數據和信息，并由此