现代设计技术体系
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现代设计技术先进制造技术(AMT)可以理解成是一个专业,也可以理解为是一个主干课程,在社会上的应用几乎遍及制造业所有角落,因AMT本身就是内容比较广泛,涉及到先进的加工技术(精密加工等)、先进的设计方法学(有限元法、逆向工程、模块化设计等)、交叉领域的技术(绿色制造、生物制造等)、先进的制造管理技术(创新管理法、现代管理方法)等等多个方面。
具体例子如汽车行业的柔性制造技术和超精密加工技术,电脑等行业的模块化设计技术,现代制造企业内部的“零库存”管理技术,生物行业的微电子技术和生物制造技术,能源行业的绿色制造技术等等。
现代设计技术是先进制造技术的一个组成部分,是制造技术的第一个环节。
根据德国工程师协会文件VDI2225 的调查分析,产品设计成本约占产品成本的5% 7%,但却决定了产品制造成本的75%- 80%。
为此,世界各国都非常重视产品的设计问题。
而现代设计技术在机械设计技术中的地位同样重要。
机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算,并将其转化为具体的描述以人为制造依据的工作过程。
机械设计是机械工程的重要组成部分,是决定机械性能的最主要的因素。
现代设计技术受产品功能需求和市场竞争的影响。
又应用现代科学技术知识.再加上设计人员的创造性思维过程。
设计出可以制造的方案。
并使这个可行的方案付诸于实践。
现代设计技术是交叉性很强的技术.具有创造性、优化性、和综合性、系统性特点。
机械产品开发的现代设计技术是对传统设计技术的革新,传统设计方法中,有人工计算速度慢,产品开发周期长,设计的形象形比较差等缺点.比如传统设计主要是在大量的经验数据的基础上使用直觉法、类比法设计。
在现代设计技术领域将设计法提升到逻辑的。
理性的高度。
机械产品开发应用现代设计技术,是市场竞争的需要,可以提高产品质量,降低成本。
常规设计技术是以经验总结为基础,运用力学和数学形成的公式、图表、手册等作为设计的依据,通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计,是一种直觉设计、经验设计和静态设计,它目前已经远远不能满足产品的功能和市场需求。
现代设计技术的发展现状与趋势现代设计技术的发展现状与趋势现代设计技术随着技术的突破和人们对美好生活要求的提高,不断地发展壮大。
从手工设计到CAD/CAM设计再到智能化设计,现代设计技术在实现产品创新和提高产品质量方面起着重要作用。
本文将围绕现代设计技术的发展现状与趋势进行探讨。
一、现代设计技术的发展现状1. CAD/CAM设计技术CAD/CAM是计算机辅助设计和计算机辅助制造的英文缩写。
它是应用计算机技术来辅助完成设计、工艺规划和加工加工的一种技术。
CAD/CAM系统在工业制造、机械加工、建筑设计等领域得到了广泛的应用,成为现代设计技术的重要组成部分。
2. 数字工厂技术数字工厂(Digital Factory)是利用计算机技术,将所有工厂资源和工艺流程组合模拟,以达到生产效率最优化的目的。
数字工厂是实现工业生产智能化的重要手段,能够以更快的速度、更高的质量、更低的成本完成产品生产。
3. 智能化设计技术智能化设计技术在现代设计技术中发挥着越来越重要的角色。
智能化设计技术能够解决传统设计中存在的一些问题,如繁琐的手工制作,低效的设计流程等。
智能化设计技术能够实现自动化设计、智能化设计等,可以有效的提高设计效率和设计质量。
二、现代设计技术的发展趋势1. 智能化设计技术趋势随着智能化技术不断发展,智能化设计技术也越来越成熟。
未来智能化设计技术将成为设计的主流趋势,例如深度学习、人工智能等技术趋势将使智能化设计技术更加智能和强大。
2. 云端协作设计随着云计算技术的发展,云端协作设计将成为未来设计的重要趋势。
设计师可以基于云服务进行设计协作,提高效率和质量,同时可以实现企业数据的集中管理和共享,提高数据的安全性和可靠性。
3. 数字孪生技术数字孪生指的是真实物理系统的数字模型。
数字孪生技术可以将产品的研发、生产、运营等各个环节录入数字孪生系统中,进行模拟、优化等处理,以达到优化产品设计、提高生产质量和降低成本的效果。
描述现代设计技术的体系结构1. 设计技术的概述说到现代设计技术,大家是不是觉得脑海中闪现出五光十色的图形,或者各种令人眼花缭乱的创意?没错,现代设计技术就像一位时尚的魔法师,给我们带来了无数惊喜。
其实,设计技术可不是凭空而来的,它有一套严谨的体系结构,就像建房子得有坚固的地基,咱们今天就来聊聊这其中的奥秘。
1.1 设计的基本元素首先,我们得从基本元素说起。
设计的核心可以说是“点、线、面”,这可是设计界的“老祖宗”了。
点是设计的起点,线把点连接起来,而面则形成了更大的结构。
想象一下,你在画一幅画,点就是你心中最初的灵感,线则是你描绘想法的工具,而面则是最终呈现出来的视觉效果。
听起来简单,但实际上,这三者之间的关系就像一场复杂的舞蹈,得讲究配合和节奏。
1.2 色彩与字体的魔力再说说色彩和字体,嘿,这可不是随便选的。
色彩是设计的灵魂,不同的颜色传达出不同的情感和氛围。
比如,红色让人感觉热情洋溢,蓝色则给人一种宁静的感觉,而绿色嘛,给人一种自然清新的感觉。
字体也同样重要,选对了字体,简直就像给设计穿上了合适的衣服。
你能想象一款科技产品用了一种古典的书法字体吗?那效果,真是让人捧腹大笑。
2. 设计过程的阶段接下来,我们聊聊设计过程,这可是一个复杂而又有趣的旅程。
它通常可以分为几个阶段,像是完成一部精彩的大片,得有开场、发展、高潮和结尾。
2.1 需求分析与研究首先得做需求分析,简而言之,就是搞清楚客户想要什么。
这一步就像是在约会前打探对方的兴趣爱好,嘿嘿,重要得很!这时候,设计师得通过市场调研、用户访谈等方式,深入了解目标用户的需求和偏好。
等你把这些信息都掌握了,心里就像有了一个明确的方向,接下来就能更好地进行设计了。
2.2 概念设计与原型制作接着就是概念设计,这时候,设计师脑子里就像开了一个创意的小火花,纷纷冒出来各种点子。
然后,设计师会把这些点子画成草图,或者用一些设计软件来制作初步的原型。
就像是在厨房里做菜,得先准备好材料,才能开始烹饪。
现代设计技术的原理及应用1. 概述现代设计技术的发展在不断推动着科技和社会的进步。
本文将介绍现代设计技术的原理及其在不同领域的应用。
主要内容包括:1.现代设计技术的基本原理2.现代设计技术在工业设计中的应用3.现代设计技术在建筑设计中的应用4.现代设计技术在平面设计中的应用5.现代设计技术在产品设计中的应用2. 现代设计技术的基本原理现代设计技术的基本原理包括计算机辅助设计、虚拟现实技术、人机交互等。
这些原理的发展使得设计过程更加高效、灵活和精确。
2.1 计算机辅助设计计算机辅助设计(Computer-Aided Design,CAD)是指利用计算机技术辅助进行设计的过程。
CAD可以帮助设计师以数字化的方式创建、修改和分析设计,大大提高了设计效率。
通过CAD软件,设计师可以快速生成三维模型,进行仿真和测试,减少了实际制造的成本和风险。
2.2 虚拟现实技术虚拟现实技术(Virtual Reality,VR)是指利用计算机生成的虚拟环境,通过生动的感官体验使用户感觉自己身临其境。
在设计领域,虚拟现实技术可以用来创建虚拟展示场景,让设计师和客户可以在虚拟环境中进行实时互动和调整,更好地感受到设计方案的效果。
2.3 人机交互人机交互(Human-Computer Interaction,HCI)是指人与计算机之间进行信息交流和操作的过程。
在现代设计技术中,人机交互的改进可以增加设计师和用户之间的互动性,提供更加直观、友好的设计工具和界面,使设计过程更加人性化。
3. 现代设计技术在工业设计中的应用现代设计技术在工业设计中的应用已经变得非常广泛。
它不仅可以提高产品设计的效率和质量,还可以降低成本和风险。
以下是现代设计技术在工业设计中的主要应用:•CAD软件的使用:设计师使用CAD软件创建产品的三维模型,进行设计验证、优化和仿真。
这样可以减少设计中的错误和重复工作。
•快速原型制作:借助3D打印等快速原型技术,设计师可以快速制作出产品的实物模型,以便用户和团队成员进行评估和交流。
现代设计技术体系
现代设计技术
0引言
现代设计技术是先进制造技术中的首要关键技术,它是现代科技发展和全球市场竞争的产物。
产品设计是以社会需求为目标,在一定设计原则的约束下,利用设计方法和手段创造出产品结构的过程,如图l所示。
市场竞争的需要和各种新方法、新技术、新工艺、新材料不断涌现,推动了设计方法和技术的进步,产品设计从传统的经验设计进入现代设计。
1 现代设计的内涵
1.1现代设计的特征
现代设计是传统设计的深入、丰富和完善,而非独立于传统设计的全新设计。
虽然当前对现代设计尚无确切定义,但可从以下特征来理解。
⑴以计算机技术为核心
这是现代设计的主要特征。
计算机技术的飞速发展对设计产生了巨大影响,表现为以下几方面:
①设计手段的更新
计算机技术推动了设计手段从”手工”向”自动”的转变。
传统设计以图板、直尺、铅笔等作为工具,这种设计手段效率低、人工强度大。
CAD技术的出现和发展,甩掉图板的”无纸设计”作为现代设计的主流,显著提高了设计效率。
②产品表示的改变
计算机技术推动了产品表示从”二维”向”三维”的转变。
传统设计利用投影原理表示产品结构,这种二维表示的数据单一,数据量少,不便于产品的进一步分析和制造。
随着CAD技术的发展,三维”产品模型
(Product Model)”越来越得到广泛应用。
这种表示不但包括反映产品形状和尺寸的几何信息,还可包括分析、加工、材料、特性等数据,从而可直接用于分析和制造。
③设计方法的发展
促进了一些新的设计方法的出现,高性能的计算机硬件和先进的软件技术是这些方法实施的保证。
一些先进的设计方法如有限元分析、优化、模态分析等都涉及大量复杂计算,只有计算机技术的发展才能推动这些方法的进步和应用。
新的设计方法如并行设计、虚拟设计、计算机仿真等。
④工作方式的变化
计算机技术促进了设计方式从”串行”到”并行”的变化。
受设计手段限制,传统设计过程采用串行方式进行,即设计任务按时序从一个环节传入下一环节。
随着数据库技术和网络技术的发展,并行设计正得到广泛应用。
它要求设计小组(Team)同时地、并行地参与设计,并最大限度地交流信息,以缩短设计周期及有助于将各种新思想、新技术、新方法融入到产品设计中。
⑤设计与制造一体化
存在于计算机内的产品模型可直接进入CAPP系统进行工艺规划和NC编程,进而加工代码可直接传入NC机床、加工中心进行加工。
产品模型加强了设计与制造两个环节的连接,提高了产品开发的效率。
⑥管理水平的提高
产品设计是一个复杂的系统工程,设计过程中涉及大量设计数据和设计行为的管理。
数据库技术的发展改变了传统的手工管
理模式,各种MIS、PDM系统的广泛应用大大提高了设计的管理水平,保证了设计过程的高效、协同和安全。
⑦组织模式的开放
网络技术的发展加快了数据通讯速度,缩短了企业之间的距离。
传统的局限于企业内部的封闭设计正在变为不受行政隶属关系约束的、多企业共同参与的异地设计。
为完成一种设计任务形成的虚拟企业或动态联盟将实现优势互补和资源共享,极大地提高设计效率和水平。
⑵以设计理论为指导
受科学技术发展水平的限制,传统设计是以生产经验为基础,以运用力学和数学形成的计算公式、经验公式、图表、手册等作为依据进行的。
随着理论研究的深入,许多工程现象不断升华和总结为揭示事物内在规律和本质的理论,如摩擦学理论、模态分析理论、可靠性理论、疲劳理论、润滑理论等。
现代设计方法是基于理论形成的方法,利用这种方法指导设计可减小经验设计的盲目性和随意性,提高设计的主动性、科学性和准确性。
因此,现代设计是以理论指导为主、经验为辅的一种设计。
1.2现代设计的内涵
经
过
对
其
特
征
的分析,能够认为:”现代设计”就是以满足应市产品的质量、性能、时间、成本/价格综合效益最优为目的,以计算机辅助设计技术为主体,以知识为依托,以多种科学方法及技术为手段,研
究、改进、创造产品活动过程所用到的技术群体的总称。
既以市场需求为驱动,以知识获取为中心,以现代设计思想、方法为指导和现代技术手段为工具,考虑产品的整个生命周期和人、机、环境相容性因素的设计。
1.现代设计作为一个研究领域,包含范围极其广泛。
既包含指导设计进程及逻辑规律的设计方法学(属于思维方面),也包含能用来提高设计效率和设计质量的各种单项技术(如CAD技术、有限元分析、可靠性设计等),同时还包含有高产品市场竞争优势的技术(如商品化设计、工业造型技术、市场预测与分析技术等),贯穿其中很重要一点就是并行工程的应用:产品设计开始就要同时考虑制造、使用及全生命周期的各个因素,另外,对于一个任务,能够以网络技术为基础组织不同制造商(网上动态联盟)来共同完成。
因此,
2.现代设计只能综合理解为:计算机为工具,专业设计技术为基础,网络为效率,市场为导向的一种综合设计理念,其实现没有固定的模式。
简单的说,现代设计的内涵就是以市场为驱动,以知识为依托,以知识获取为中心,以产品全生命周期为对象,人、机、环境相容的设计理念。
2 现代设计的技术体系
现代设计技术的整个体系好比一棵大树,由基础技术、主体技术、支撑技术和应用技术四个层次组成。
图2
2.1基础技术
指传统的设计理论与方法,特别是运动学、静力学与动力学、材料力学、结构力学、热力学、电磁学、工程数学的基本原理与。