现代设计方法第五讲_并行设计说明

现代产品开发设计的并行工程技术俞昌吉1,胡如夫2(1.宁海职业教育中心,浙江宁海315600; 2.宁波高等专科学校机械系,宁波315016)摘要:并行工程技术是现代产品开发设计的关键技术之一,实施并行工程有利于实现企业在产品开发的T QC(T ime、Quality、C ost),本文论述了并行工程的概念、目标、运行机制,介绍了并行工程的体系结构和集成环境,讨论了实现并行工程的管理支持和技术支持。

关键词:并行工程;体系结构;集成环境CE T echnology for Developing and Designing Modern ProductsY U Chang-ji1,H U Ru-fu2(1.Professional Education Center of Ninghai,Zhejiang Ninghai315600,China;2.Dept.of Mechanical Engineering,Ningbo C ollege for Professional T raining,Ningbo315016,China)Abstract:The paper discussed the concept,g oal and w orking mechanism of concurrent engineering(CE),and then introduced its sys2 tem-structure and integration-environment,and finally expatiated the supporting of management and technologies.K eyw ords:CE;System structure;Integration environment 制造业的竞争已从70年代之前的企业规模和产品成本,80年代的用户需求和上市时间(T)、产品质量(Q)、产品成本(C)和售后服务(S),发展到90年代的“市场响应速度第一”。

第9章 并行设计9.1 并行设计的基本概念(1) 并行设计的基本概念并行设计（Concurrent Design ）是世界市场竞争日益激烈的产物。

随着经济的蓬勃发展，客户对产品款式、品种、性能的要求越来越高，对产品质量及售后服务质量的要求也越来越严格。

为了提高竞争力，现代的各类制造业必须不断缩短新产品开发周期（Time)，提高产品质量（Quality)，降低设计生产成本（Cost ），改进售后服务（Service ），并增强环境保护意识（Environment ），只有这样才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。

并行设计是充分利用现代计算机技术、现代通信技术和现代管理技术来辅助产品设计的一种现代产品开发模式。

它站在产品设计、制造全过程的高度，打破传统的部门分割、封闭的组织模式，强调多功能团队的协同工作，重视产品开发过程的重组和优化。

并行设计又是一种集成产品开发全过程的系统化方法，它要求产品开发人员从设计一开始即考虑产品生命周期中的各种因素。

它通过组建由多学科人员组成的产品开发队伍，改进产品开发流程，利用各种计算机辅助工具等手段，使产品开发的早期阶段能考虑产品生命周期中的各种因素，以提高产品设计、制造的一次成功率。

可以缩短产品开发周期、提高产品质量、降低产品成本，进而达到增强企业竞争能力的目的。

并行设计技术可以在一个工厂、一个企业（包括跨地区、跨行业的大型企业）及跨国公司等以通信管理方式在计算机软、硬件环境下实现。

其核心是在产品设计的初始阶段就考虑到产品生命周期中的各种因素，包括设计、分析、制造、装配、检验、维护、质量、成本、进度与用户需求等，强调多学科小组、各有关部门协同工作，强调对产品设计及其相关过程并行地、集成地、一体化地进行设计，使产品开发一次成功，缩短产品开发周期，提高产品质量。

美国于20世纪80年代末首先在福特、通用和克莱斯勒三大汽车公司组织实施并行工程技术，取得了显著的经济效益。

我国近年来在一些大型企业中也开始部分实施并行工程技术，这项技术是提高我国企业水平，参与全球化竞争的一个重要发展方向。

CAD/CAM并行协同设计中的特征技术何小朝沈梅张铁昌李琦摘自：中国机械工程摘要研究并行协同设计中的特征技术。

面向图形显示的设计特征描述与面向制造的工艺特征描述并存在同一模型中，设计人员与工艺人员并行协作地建立与修改模型，设计特征与工艺特征的修改是基于约束的相互驱动过程。

关键词并行协同设计特征技术约束CAD/CAM集成传统的CAD/CAM集成大都基于串行方式，期望在设计阶段就产生能满足设计、工艺规划与装配需要的产品模型，力图利用计算机完全代替人的工作，实现设计制造自动化。

而在生产实践中发现，由于同一零件在CAD/CAM集成路线上各个环节的表示与处理方法可能有很大差异，加之很难用计算机完全代替人的经验，因而在实际集成中，仍需各环节之间的大量转换，设计与工艺的多次反复不可避免，使实现真正的集成遇到了难以克服的困难。

随着计算机网络环境的普及和并行工程的深入研究与发展，计算机技术领域出现了许多新的研究课题，如并行计算技术与计算机支持的协同工作(CSCW)等，并取得了一定的成果。

基于这些研究成果，许多CAD/CAM研究者提出新的集成方式：在网络环境下，设计与工艺人员并行地完成同一零件的设计、工艺规划与装配过程，最大限度地缩短生产周期。

CAD/CAM的并行集成不但要求实现集成的传统技术方法必须作转变以适应新的环境与工作方式，而且导致了许多新研究课题的产生，其中包括并行协同设计的工作机制［1］、分布环境中可被各工作者共同理解的零件模型的表示模式［2，3］、并行设计中设计定位与工艺基准的表示与协调，以及并行协同设计的过程控制等。

1 分布环境下基于特征的集成策略在异地分布的网络环境下，从事零件设计与制造工作的各种技术人员并行协作地参与同一零件的设计生产过程，产生符合CAD/CAM集成各个环节要求的产品模型，这是并行设计研究的主要目的。

它与传统的集成技术相比，有以下4个方面的转变：①从单机环境转变为异地分布的网络环境；②从串行处理方式转变为并行处理方式；③从人机交互转变为人人直接交互；④从期望完全摆脱人的干预转变为充分发挥人的作用。

并行设计演讲稿大家好，接下来由我给大家讲并行设计的关键技术，首先给大家看一幅图，这是有关并行设计关键技术的树状分布图。

我在做这一部分的研究时发现这块内容非常复杂，为了防止大家听完感觉很乱，我就做了那么一幅图，其中关键技术主要分为五大项：并行设计的建模与仿真、多功能团队的协同工作、产品数据交换技术、产品数据管理以及面向应用领域的设计评价技术。

接下来我们就先看第一项，并行设计的建模与仿真。

在这里需要先说明一下，所谓并行设计包含看两层含义，一层是对产品开发的并行设计，而另一层则是对管理过程的并行设计，建模也是一样，既包含对产品开发的建模，也包含对过程控制的建模，所以这块被分成两部分。

其中复杂系统的分析和建模技术又可分为以下三部分，我依次作一个简要介绍。

首先是产品模型的多侧面表达方法。

由于产品工程师和设计师根据不同的角度或视点可建立产品的不同侧面模型。

如儿何侧面模型，制造侧面模型，检测侧面模型，成本侧面模型等等，不同的产品侧面模型之问互相关联，相互作用，如图这些连线所示。

产品的每个侧面模型都由其基本元素，侧面特征来构建。

将这些特征以及特征之间的相互联系以数学语言进行定义，并最终建立起一定的数学模型便是该方法的核心思想。

它的优点就是从数学角度清晰地表达了产品内核数据的构架与建模过程。

接下来再看一下动态产品模型多视图表达法。

简单来说，它是将产品开发不同阶段的各类数据进行抽象表示，而这里的抽象表示就是以视图的形式进行表达的。

对应于产品的设计阶段，产品动态模型可以分为三个子模型，即概念设计模型、装配设计模型和产品定义模型。

为了表达产品动态模型，必须清楚地表达它的三个子模型。

子模型的内容反映了不同设计阶段的产品信息，它们不仅内容不同，而且表达形式也不同。

为此，引入了多视图表示。

视图是设计对象的一类特征属性的集合。

产品动态模型的多视图性表现在每个子模型均具有多视图性。

多视图可以简化模型，并利于设计的重用。

以下区分三个子模型的不同视图。

机器人机械系统并行设计的模式探讨随着科技的不断发展，机器人技术已经成为了现代制造业的重要组成部分。

在制造业中，机器人的应用可以帮助企业提高生产效率，降低成本，并且可以完成一些重复性高、危险性大的工作，从而保障人员的安全。

而机器人的核心就是其机械系统，是机器人能够完成各种任务的基础。

在机器人机械系统的设计中，并行设计模式是一种常用的设计模式，本文将从并行设计模式的概念、特点以及在机器人机械系统设计中的应用进行探讨。

一、并行设计模式的概念并行设计模式是指在设计过程中，不同部分的设计可以同时进行，相互之间不会产生冲突，最终可以将各个部分无缝地整合在一起。

并行设计模式的核心是将整个设计过程分成若干个相对独立的子系统，每个子系统可以独立设计，最后再将它们进行整合。

这种设计模式可以大大提高设计的效率，降低设计的风险，提高设计的质量。

并行设计模式可以应用在各种领域，比如软件设计、产品设计以及机械系统设计等。

1. 独立性：并行设计模式中各个子系统之间是相对独立的，设计过程中互不干扰。

这样可以使得设计过程更加灵活，能够根据实际情况进行调整和变更。

2. 效率高：由于各个子系统可以同时进行设计，所以总体的设计时间可以大大缩短，设计的效率也会大大提高。

3. 风险低：并行设计模式可以降低设计的风险，因为各个子系统之间相对独立，一旦某个子系统出现问题，其他系统不会受到影响，可以独立进行修正。

4. 整合性：虽然各个子系统是相对独立的，但最终它们需要被整合在一起。

并行设计模式对整合性要求较高，需要在整合之前考虑到各个子系统的协同工作，并且需要进行严格的测试以确保各个子系统的正常工作。

三、并行设计模式在机器人机械系统设计中的应用1. 机器人机械系统的设计流程在机器人机械系统的设计中，通常可以分为机械结构设计、传动系统设计、控制系统设计以及整合测试等步骤。

这些步骤之间是相对独立的，可以同时进行设计，这样可以大大提高整个机器人机械系统的设计效率。

房屋建筑工程并行设计汇报人：2023-12-31•房屋建筑工程并行设计概述•并行设计的基本原则与策略•并行设计中的关键技术目录•并行设计在房屋建筑工程中的应用案例•并行设计的未来发展与展望01房屋建筑工程并行设计概述房屋建筑工程并行设计是一种将传统串行设计模式转变为并行设计模式的方法，通过多专业协同工作，实现设计、施工、管理等环节的并行处理，从而提高工程效率。

定义并行设计强调多专业协同、信息共享和快速反馈，通过并行处理减少设计变更和返工，缩短工程周期，降低成本。

特点定义与特点并行设计的重要性提高工程效率通过并行设计，各专业可以同时进行设计工作，减少了传统串行设计模式下的等待时间，加快了工程进度。

降低成本并行设计减少了设计变更和返工，降低了因错误或重复工作导致的成本增加。

提高工程质量并行设计模式下，各专业可以相互协作、互相监督，有助于提高工程设计的整体质量。

在并行设计中，各专业需要协同工作，但不同专业之间可能存在沟通障碍和技术壁垒，需要建立有效的沟通机制和技术支持。

跨专业协同工作并行设计中需要实现信息共享，但同时也涉及到信息安全和保密问题，需要采取有效的信息管理措施。

信息共享与保密在并行设计中，设计变更可能涉及多个专业，需要建立统一的设计变更管理流程，确保变更的及时性和准确性。

设计变更管理并行设计的实施难点与挑战02并行设计的基本原则与策略通过模块化设计，可以降低设计的复杂度，提高设计的效率和质量，同时便于模块的替换和升级，提高房屋建筑工程的可维护性和可持续性。

0102通过标准化设计，可以降低生产成本，提高施工效率，同时保证工程质量，减少安全隐患。

标准化设计原则是指在设计过程中，遵循统一的标准和规范，确保设计的一致性和互换性。

协同设计原则是指在设计过程中，各专业设计人员之间进行有效的沟通和协作，共同完成设计任务。

通过协同设计，可以避免设计冲突和重复工作，提高设计的整体性和有效性，同时促进各专业之间的技术交流和创新。

第一章四、并行工程书P9并行设计是并行工程的核心，其内容包括：过程重构：由传统的串行产品开发模式转变成集成的、并行的产品开发模式，使下游设计过程中的需求及早的反馈给相应的过程。

数字化产品定义：包括数字化产品模型定义和管理、数字化过程定义和管理、数字化工具定义和信息集成，如：DFQ、DFA、DFM、CAD／CAM／CAE等产品开发队伍重构：将传统的以功能为主要的产品设计，改变为以产品为主线，组织多功能集成产品开发队伍。

协同工作环境：利用多媒体、网络技术，组织协调工作环境，支持并行设计。

五、模块化设计在功能分析的基础上，将系统功能分解为若干模块，通过模块的不同组合，可以得到不同品种，不同规格的产品。

设计原则：力求以少数模块组成尽可能多的产品，并在满足用户要求的基础上，使产品精度高、性能稳定、结构简单、成本低廉。

设计特点：便于发展变型产品，更新换代，缩短设计和供货周期，提高性价比，便于维修，但对于结合部位和形体设计有特殊要求。

第二章机器：是以通过任意形式实现能量转变和形成一种能量流为主要目的的技术系统仪器：是以通过任意方式实现信息转变和形成一种信息流为主要目的的技术系统设备：是通过任意方式实现物料转变和形成一种物料流为主要目的的技术系统技术系统 P13定义：现代技术系统是一个由若干机类或电类功能单元有序结合而成的总体，它具有特定的边界，并且具有将输入的能量流、物料流和信息流转换为所需要的形式的功能。

第三章建立优化设计问题的数学模型步骤●1）根据设计要求，应用专业范围内的现行理论和经验等，对优化对象进行分析。

必要时，需要对传统设计中的公式进行改进，并尽可以反映该专业范围内的现代技术进步的成果。

●2）对结构诸参数进行分析，以确定设计的原始参数、设计常数和设计变量●3）根据设计要求，确定并构造目标函数和相应的约束条件，有时要构造多目标函数●4）必要时对数学模型进行规范化，以消除诸组成项间由于量纲不同等原因导致的数量悬殊的影响第五章可靠性是衡量产品质量的一项重要指标。