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产品创新数字化综述

2006/8/25        作者:e-works  蒋汉桥  李翔      
关键字:制造业  信息化  产品创新  CAI  CACD  CAD  CAM  CAE  CAPP  P  
产品数字化创新技术包括一系列辅助制造企业进行产品创新的方法/标准、技术及软硬件产品,包括产品创新与仿真、制造、工艺和产品创新过程的管理、设计方法学、计算机辅助创新(CAI)、快速成型、逆向工程等,实现与客户和供应商的研发协作,帮助制造企业高效率地开发出先进、实用、高性能价格比的产品。

    产品数字化创新技术包括一系列辅助制造企业进行产品创新的方法/标准、技术及软硬件产品,包括产品创新与仿真、制造、工艺和产品创新过程的管理、设计方法学、计算机辅助创新(CAI)、快速成型、逆向工程等,实现与客户和供应商的研发协作,帮助制造企业高效率地开发出先进、实用、高性能价格比的产品。经过数十年的发展,数字化产品创新技术已经逐渐走向成熟,为企业实现产品创新提供了强有力的支撑。

    图:产品创新数字化相关技术

    除了理论工具以外,现代信息技术为产品创新提供了多种多样的技术手段,这些相关技术包含了一系列辅助制造企业进行产品创新的方法新的方法、标准、技术及软硬件产品,包括产品创建与仿真,标准、技术及软硬件产品,包括产品创建与仿真,制造、工艺和产品创新过程的管理、创新方法学、计算机辅助制造、工艺和产品创新过程的管理、计算机辅助创新 (CAI)、快速成型、逆向工程等,实现与客户和供应商的快速成型、逆向工程等,实现与客户和供应商的研发协作,帮助制造企业高效率地开发出先进、实用、高性能研发协作,帮助制造企业高效率地开发出先进、实用、高性能价格比的产品。按照这些信息技术应用于产品创新的阶段和作用的不同,这些信息技术可以大致分成三大类:

1、产品数字化设计与分析

计算机辅助创新(CAI):

    计算机辅助创新CAI(Computer Aided Innovation)是新产品开发中的一项关键基础技术,它是以近年来在欧美国家迅速发展的创新问题解决理论(TRIZ)研究为基础, 结合本体论(Ontology)、现代设计方法学、计算机软件技术等多领域科学知识,综合而成的创新技术。

计算机辅助概念设计(CACD):

    概念设计包含了从产品的需求分析到进行详细设计之前的设计过程。它包含功能设计、原理设计、形状设计、布局设计和初步结构设计。一般意义上的概念设计是指产品在功能和原理基本确定的情况下,对产品外观造型进行设计的过程。计算机辅助概念设计(computer aided conceptual design,CACD)是CAD领域中的一个重要分支,它涉及到设计方法学、人机工程学、人工智能技术、CAD技术以及认知与思维科学等。

计算机辅助设计(CAD):

    CAD(computer Aided Design,计算机辅助设计):就是利用计算机帮助工程设计人员进行设计,主要应用于机械、电子、宇航、纺织等产品的总体设计、结构设计等环节。最早大CAD的含义是计算机辅助绘图,随着技术的不断发展,CAD含义发展为现在的计算机辅助设计。一个完善的CAD系统,应包括交互式图形程序库、工程数据库和应用数据库。对于产品或工程的设计,借助CAD技术,可以大大缩短设计的周期,提高设计效率。

电子设计自动化(EDA):

    EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写,在20世纪90年代初从计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)的概念发展而来。它是以计算机为工作平台,融合了应用电子技术,计算机技术,智能化技术最新成果而研制的电子CAD通用软件包。 它提供了基于计算机和信息技术的电路系统设计方法,主要能辅助进行IC设计,电子电路设计以及PCB设计。

计算机辅助软件工程(CASE):

    计算机辅助软件工程(Computer Aided Software Engineering)是支持软件开发生存期的集成化工具、技术和方法的总称。当前的产品设计中机电混合设计越来越多,智能产品越来越多。目前,产品中软件设备部分的管理目前还是一个薄弱环节,因此在智能产品的设计过程中,有必要引入CASE技术和工具,特别是包含有嵌入式设备的产品。

计算机辅助工程(CAE):

    对于复杂的工程,人们都希望能在产品生产以前对设计方案进行精确的试验、分析和论证,这些工作需要借助计算机实现,就是计算机辅助工程,即CAE(Computer Aided Engineering)。CAE是包括产品设计、工程分析、数据管理、试验、仿真和制造的一个综合过程,关键是在三维实体建模的基础上,从产品的设计阶段开始,按实际条件进行仿真和结构分析,按性能要求进行设计和综合评价,以便从多个方案中选择最佳方案,或者直接进行设计优化。

责任编辑:蒋汉桥
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