汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第一章 數(shù)字開發(fā)技術(shù)引論課件

1、汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù)課程導(dǎo)言：數(shù)字化技術(shù)的理論性和應(yīng)用性都很強(qiáng)，而且是一門交叉性極強(qiáng)的科學(xué)，它涉及設(shè)計(jì)與制造學(xué)、數(shù)理理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制理論、智能工程、信息學(xué)等學(xué)科，以計(jì)算機(jī)軟硬件、外圍設(shè)備，協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的信息離散化表述、傳遞、存儲、控制的集成技術(shù)。2022/9/15汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 2 頁課程導(dǎo)言：數(shù)字化時(shí)代革新了制造的科學(xué)基礎(chǔ)，傳統(tǒng)制造中許多定性的描述，都要轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化定量描述，在這基礎(chǔ)上逐步建立不同層面的、系統(tǒng)的數(shù)字化模型?，F(xiàn)代汽車的設(shè)計(jì)，以數(shù)字化設(shè)計(jì)為主，綜合應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)如CAD、CAE、CAM以及虛擬樣機(jī)等技術(shù)。數(shù)字化汽車，就是以計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)為核心的現(xiàn)代數(shù)字化

2、設(shè)計(jì)驗(yàn)證技術(shù)。 2022/9/15汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 3 頁課程安排：第1章 汽車數(shù)字開發(fā)技術(shù)引論第2章 汽車產(chǎn)品數(shù)字化開發(fā)的基礎(chǔ)第3章 汽車虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)第4章 汽車數(shù)字化仿真技術(shù)第5章 汽車操縱穩(wěn)定性仿真分析第6章 汽車平順性仿真分析第7章 逆向工程與快速原型制造技術(shù)第8章 數(shù)字化工廠理論汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 4 頁第1章 數(shù)字開發(fā)技術(shù)引論汽車工業(yè)現(xiàn)狀與展望21世紀(jì)制造業(yè)的特點(diǎn)汽車產(chǎn)品開發(fā)現(xiàn)狀與展望產(chǎn)品開發(fā)內(nèi)涵及其戰(zhàn)略數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)數(shù)字化設(shè)計(jì)過程現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 5 頁1. 21世紀(jì)的產(chǎn)品特點(diǎn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) : 知識-技術(shù)-產(chǎn)品的時(shí)間越來越短、 結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜 178

3、2年攝影原理到1838年照相機(jī) 56年1831年電機(jī)原理到1872年發(fā)動機(jī) 41年1948年半導(dǎo)體到1954年半導(dǎo)體收音機(jī) 6年汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 7 頁1. 21世紀(jì)的產(chǎn)品特點(diǎn)產(chǎn)品的批量特點(diǎn)： 用戶需求個(gè)性化，多品種小批量生產(chǎn)比例增大。產(chǎn)品價(jià)格的特點(diǎn)：取決于獨(dú)占知識的含量產(chǎn)品的市場特點(diǎn)： 顧客對產(chǎn)品功能、性能、質(zhì)量、服務(wù) 更高參與全球競爭： 更加激烈產(chǎn)品生命周期：縮短汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 8 頁1. 21世紀(jì)的產(chǎn)品特點(diǎn)21世紀(jì)制造業(yè)的四個(gè)關(guān)鍵因素：21世紀(jì)制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)如下:(1)產(chǎn)品開發(fā)周期縮短，上市時(shí)間更快。 這點(diǎn)從美國制造業(yè)策略的變化可以看出： 20世紀(jì)50年代的“規(guī)模效益第一

4、” 70年代和80年代的“價(jià)格競爭第一”和“質(zhì)量競爭第一” 90年代的“市場速度第一”，時(shí)間因素被提到首要位置。(2)提高市場占有率，在T(時(shí)間)、Q(質(zhì)量)、C(成本)、S(服務(wù))、E(環(huán)境)目標(biāo)下，加強(qiáng)時(shí)間競爭能力、質(zhì)量競爭能力、價(jià)格競爭能力、創(chuàng)新競爭能力。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 10 頁1. 21世紀(jì)的產(chǎn)品特點(diǎn)(3)生命周期內(nèi)的質(zhì)量保證。 產(chǎn)品質(zhì)量的完整概念是顧客的滿意度，對產(chǎn)品質(zhì)量全面的理解是： 可用、實(shí)用、耐用、好用、宜人。(4)企業(yè)的組織形式將是跨地區(qū)、跨國家的虛擬公司或動態(tài)聯(lián)盟。 Internet國際網(wǎng)為虛擬公司或動態(tài)聯(lián)盟的實(shí)現(xiàn)提供了一定的基礎(chǔ)。(5)生產(chǎn)過程更加精良。產(chǎn)品開發(fā)、

5、生產(chǎn)、銷售、維護(hù)過程更加簡化，生產(chǎn)工序更加簡單。(6)智能化程度更高。(7)分布、并行、集成并存。 分布性更強(qiáng)，分布范圍更廣； 并行化程度更高，跨地區(qū)、跨部門、分布式并行實(shí)施； 集成化程度更高，包括信息、技術(shù)的集成，管理、人和環(huán)境的集成。2022/9/15汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 11 頁1. 21世紀(jì)的產(chǎn)品特點(diǎn)目前，我國許多重大裝備尚不具備研究開發(fā)與制造能力，不得不主要依靠進(jìn)口。我國光纖制造裝備的100%，集成電路芯片制造裝備的85%，石油化工裝備的80%，轎車制造、數(shù)控機(jī)床及膠印設(shè)備的70%被進(jìn)口產(chǎn)品占領(lǐng)。而且，越是重要、高檔、技術(shù)附加值高的裝備，進(jìn)口就越多，自給率就越低。缺乏核心技術(shù)：大多

6、數(shù)產(chǎn)品的技術(shù)依靠從國外引進(jìn)，陳舊落后的裝備仍占有相當(dāng)比重。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 12 頁2. 汽車產(chǎn)品開發(fā)現(xiàn)狀與展望 對于中國這個(gè)新興第一汽車大國來說，汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，帶給我們的挑戰(zhàn)和問題主要有以下幾方面： 首先，是汽車產(chǎn)銷本身的持續(xù)增長問題。 去年汽車產(chǎn)銷的井噴增長，既有前年被抑制的需求因國家政策而得到釋放的因素，以及國內(nèi)的消費(fèi)結(jié)構(gòu)由衣食轉(zhuǎn)向住行的影響，更是國家政策拉動的結(jié)果。 “購置稅減半”和“汽車下鄉(xiāng)”兩項(xiàng)補(bǔ)貼政策，以及對自主品牌汽車的扶持，對汽車的產(chǎn)銷兩旺起到了很大推動作用。但也要看到，去年汽車產(chǎn)銷高速增長，提前透支了部分消費(fèi)需求。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 14 頁2. 汽車產(chǎn)品開

7、發(fā)現(xiàn)狀與展望 其次，大而不強(qiáng)。 主要表現(xiàn)為汽車產(chǎn)業(yè)沒有自己的核心技術(shù)和競爭力，自主品牌且主要位于中低端，市場占有率不高。美、日、德等國之所以被稱為汽車強(qiáng)國，在于他們在其國內(nèi)市場乃至全球市場，均擁有自己的強(qiáng)勢自主品牌。如通用、福特之于美國，豐田之于日本，大眾之于德國。而在中國市場上，據(jù)統(tǒng)計(jì)，自主品牌僅占不到1/3。第三，能源消耗和空氣污染。 汽車是耗能產(chǎn)業(yè)，而且對空氣污染極大。如果堅(jiān)持粗放式的擴(kuò)張，汽車帶來的就不會是舒適，而很可能是災(zāi)難。 第四，影響城市化的健康發(fā)展。 目前，中國幾乎所有的大城市都面臨著嚴(yán)重的交通擁堵。很多城市對“汽車時(shí)代”的到來并沒有做好準(zhǔn)備，比如街道設(shè)計(jì)建設(shè)落后、停車位置嚴(yán)重

8、不足等。擁堵一方面浪費(fèi)人們的時(shí)間，增加交通事故的概率，另一方面也會降低城市化發(fā)展的品質(zhì)。 汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 15 頁 1.2 產(chǎn)品開發(fā)概述 產(chǎn)品開發(fā)內(nèi)涵及其戰(zhàn)略 產(chǎn)品開發(fā)內(nèi)涵 產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略出發(fā)點(diǎn) 產(chǎn)品開發(fā)方向 產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略的類型產(chǎn)品開發(fā)的發(fā)展趨勢數(shù)字化制造推動中國汽車工業(yè)汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 17 頁1. 產(chǎn)品開發(fā)內(nèi)涵及其戰(zhàn)略 產(chǎn)品開發(fā)是產(chǎn)品形成中的創(chuàng)造性階段。1、產(chǎn)品開發(fā)內(nèi)涵 產(chǎn)品開發(fā)是人類出于生產(chǎn)或生活的需要，而從事的一種創(chuàng)造性勞動。在幾千年的演化過程中，人類經(jīng)歷了農(nóng)業(yè)文明、傳統(tǒng)工業(yè)文明、現(xiàn)代工業(yè)文明等不同發(fā)展階段，產(chǎn)品開發(fā)的能力不斷增加，由此也改善了人們的生活及生產(chǎn)條件。汽車數(shù)字

9、化開發(fā)技術(shù) 第 18 頁1. 產(chǎn)品開發(fā)內(nèi)涵及其戰(zhàn)略產(chǎn)品開發(fā)流程圖市場調(diào)查方案論證草擬方案測量修改評價(jià)樣品RP制造CAD數(shù)據(jù)CAD設(shè)計(jì)方案可行滿意嗎批量生產(chǎn)否是是否汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 19 頁1. 產(chǎn)品開發(fā)內(nèi)涵及其戰(zhàn)略2、產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略出發(fā)點(diǎn) 產(chǎn)品開發(fā)的戰(zhàn)略：指考慮在現(xiàn)有市場上通過改良現(xiàn)有產(chǎn)品或開發(fā)新產(chǎn)品來擴(kuò)大銷售量的戰(zhàn)略。產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略有以下幾種出發(fā)點(diǎn)： (1)從消費(fèi)者需求出發(fā) 通過問題分析、缺口分析、細(xì)分市場、相關(guān)品牌歸類等方法，以顧客為關(guān)注焦點(diǎn)，來分析滿足顧客的現(xiàn)實(shí)需求、潛在需求和未來需求。 汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 20 頁1. 產(chǎn)品開發(fā)內(nèi)涵及其戰(zhàn)略(2)從挖掘產(chǎn)品功能出發(fā) 所謂挖掘產(chǎn)品功

10、能，就是通過功能分析、用途分析、品質(zhì)擴(kuò)展、系統(tǒng)分析、獨(dú)特性能分析、等級設(shè)計(jì)、弱點(diǎn)分析等方法，來分析企業(yè)現(xiàn)有產(chǎn)品存在的問題，挖掘產(chǎn)品新的功能、新的用途。在現(xiàn)成的產(chǎn)品的基礎(chǔ)上挖掘新的產(chǎn)品功能，無疑是一條風(fēng)險(xiǎn)較小的能迅速獲得市場認(rèn)同的途徑。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 21 頁1. 產(chǎn)品開發(fā)內(nèi)涵及其戰(zhàn)略(3)從提高產(chǎn)品競爭力出發(fā) 新產(chǎn)品的競爭力除了取決于產(chǎn)品的質(zhì)量、功能以及市場的客觀需求外，也可以采取一些其它策略來提高新產(chǎn)品的競爭力。例如：搶先策略，緊跟策略，低成本策略等。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 22 頁1. 產(chǎn)品開發(fā)內(nèi)涵及其戰(zhàn)略產(chǎn)品開發(fā) ： 企業(yè)通過增加花色、品種、規(guī)格、型號等，向現(xiàn)有市場提供新產(chǎn)品或改

11、進(jìn)產(chǎn)品。多元化增長： 企業(yè)盡量增加產(chǎn)品種類，跨行業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營多種產(chǎn)品或服務(wù)，擴(kuò)大企業(yè)的生產(chǎn)范圍和市場范圍，使企業(yè)的特長得到充分發(fā)揮。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 24 頁1. 產(chǎn)品開發(fā)內(nèi)涵及其戰(zhàn)略3、通過分析市場需求和企業(yè)內(nèi)部條件，確定產(chǎn)品開發(fā)方向：商業(yè)可行性 檢驗(yàn)商業(yè)可行性的結(jié)果將證實(shí)新產(chǎn)品或服務(wù)是否會有市場，顧客是否愿意購買你的新產(chǎn)品或接受你的服務(wù)，他們對你的新產(chǎn)品或服務(wù)究竟有多大的需求，你是否可以從新產(chǎn)品或服務(wù)中贏利。 企業(yè)內(nèi)部條件 汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 25 頁1. 產(chǎn)品開發(fā)內(nèi)涵及其戰(zhàn)略2）成本投入能力 要有足夠的資金準(zhǔn)備！規(guī)模越大，資金投入越大，成本回收就越慢。3）經(jīng)營網(wǎng)絡(luò)能力 如果你只

12、熟悉低檔市場，擁有一批低擋產(chǎn)品的代理商。那么，你的產(chǎn)品定位最好定位在低檔范圍，否則，不僅會造成原有資源的浪費(fèi)，另外開發(fā)新的商業(yè)網(wǎng)絡(luò)也需要雄厚的資本，使企業(yè)不堪負(fù)擔(dān)，更重要的是，重新開發(fā)商業(yè)網(wǎng)絡(luò)未必能達(dá)到預(yù)期的目的。 汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 27 頁2. 產(chǎn)品開發(fā)的戰(zhàn)略4、產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略的類型 按產(chǎn)品開發(fā)的新穎程度進(jìn)行分類如下：(1)全新型新產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略 全新型新產(chǎn)品是指新穎程度最高的一類新產(chǎn)品，它是運(yùn)用科學(xué)技術(shù)的新發(fā)明而開發(fā)和生產(chǎn)出來的，具有新原理、新技術(shù)、新材質(zhì)等特征的產(chǎn)品。(2)換代型新產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略 換代型新產(chǎn)品使原有產(chǎn)品發(fā)生了質(zhì)的變化。選擇和實(shí)施換代型新產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略，只須投入較少的資金，費(fèi)

13、時(shí)不長，就能改造原有產(chǎn)品，使之成為換代新產(chǎn)品。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 28 頁2. 產(chǎn)品開發(fā)的戰(zhàn)略(3)改進(jìn)型新產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略 所開發(fā)的新產(chǎn)品與原產(chǎn)品相比，只發(fā)生了量的變化，即漸進(jìn)的變化，同樣能滿足顧客新的需求。這是代價(jià)最小、收獲最快的一種新產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略，但容易被競爭者模仿。 (4)仿制型新產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略 開發(fā)這種產(chǎn)品不需要太多的資金和尖端的技術(shù)，企業(yè)對原產(chǎn)品的某些缺陷和不足加以改造，并結(jié)合市場的需要進(jìn)行改進(jìn)，而不應(yīng)全盤照抄。采取這種戰(zhàn)略，企業(yè)并不搶先研究新產(chǎn)品，而是當(dāng)市場上出現(xiàn)較好的新產(chǎn)品時(shí)，進(jìn)行仿制并加以改進(jìn)，迅速占領(lǐng)市場。 2022/9/15汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 29 頁3. 產(chǎn)品開發(fā)的發(fā)

14、展趨勢 隨著信息技術(shù)的發(fā)展,，產(chǎn)品開發(fā)的概念和內(nèi)涵在不斷改變和拓寬：1)單目標(biāo)規(guī)劃向多目標(biāo)規(guī)劃的轉(zhuǎn)變 傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)僅考慮產(chǎn)品性能要求，而在信息時(shí)代，則要考慮產(chǎn)品生命周期內(nèi)所有階段的要求，尤其是對材料、能源、環(huán)境的要求已變得日益重要，產(chǎn)品規(guī)劃已變成多目標(biāo)的全局規(guī)劃。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 30 頁3. 產(chǎn)品開發(fā)的發(fā)展趨勢 2)串行設(shè)計(jì)向并行設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變 傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)是個(gè)順序過程，如概念設(shè)計(jì)完成之后，才能進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)。信息時(shí)代的產(chǎn)品開發(fā)除信息的交換和共享之外，并行是最顯著的特性。3)工藝設(shè)計(jì)向過程設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變 傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)中的生產(chǎn)準(zhǔn)備主要是指工藝規(guī)劃和刀具、夾具、量具的準(zhǔn)備，這是一種局限于面

15、向制造的觀點(diǎn)。信息時(shí)代的生產(chǎn)準(zhǔn)備應(yīng)理解為過程設(shè)計(jì)，它不僅包括工藝過程設(shè)計(jì)，還包括裝配過程設(shè)計(jì)、使用過程設(shè)計(jì)、維修過程設(shè)計(jì)等。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 31 頁3. 產(chǎn)品開發(fā)的發(fā)展趨勢 4 )實(shí)物樣品向虛擬樣品的轉(zhuǎn)變 傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)是采用“試湊法”，因此有些情況下，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)物樣品的測試不可缺少。信息時(shí)代的產(chǎn)品開發(fā)，基于數(shù)字化模型和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以部分取代實(shí)物測試。5)嚴(yán)格分工向自主管理的項(xiàng)目小組的轉(zhuǎn)變設(shè)計(jì)方法的改變 必然引起組織管理模式的改變，如采用多學(xué)科工作小組的方式，以及網(wǎng)上的合作等。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 32 頁3. 產(chǎn)品開發(fā)的發(fā)展趨勢 產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)呈現(xiàn)出以下趨勢： (1)數(shù)字化

16、 產(chǎn)品在其生命周期內(nèi)的數(shù)字化建模是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法的關(guān)鍵技術(shù)之一，它包括： 全局產(chǎn)品的信息定義，用計(jì)算機(jī)來支持產(chǎn)品生命周期的全過程； 產(chǎn)品的數(shù)字化工具，即廣義的計(jì)算機(jī)輔助工具，它能將產(chǎn)品信息自動數(shù)字化； 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，即用計(jì)算機(jī)對產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)全過程中的大量數(shù)字化信息進(jìn)行全面的管理與控制。(2)并行化 在計(jì)算機(jī)軟硬件支持的信息共享基礎(chǔ)上，采用團(tuán)隊(duì)工作模式，可在異地進(jìn)行設(shè)計(jì)、開發(fā)。它有助于實(shí)施強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，優(yōu)勢互補(bǔ)，極大地提高企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)能力。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 33 頁3. 產(chǎn)品開發(fā)的發(fā)展趨勢 (3)智能化 不需要設(shè)計(jì)開發(fā)人員了解設(shè)計(jì)開發(fā)低層的全部細(xì)節(jié)，而由計(jì)算機(jī)智能地設(shè)計(jì)并最終制造出合

17、乎要求的產(chǎn)品。(4)集成化 它是指現(xiàn)代設(shè)計(jì)系統(tǒng)不再是單一的CAD、CAM或CAPP系統(tǒng)，而是支持產(chǎn)品生命周期全過程的現(xiàn)代設(shè)計(jì)集成系統(tǒng)。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 34 頁4. 數(shù)字化制造推動中國汽車工業(yè) 集成數(shù)字化汽車設(shè)計(jì)開發(fā)技術(shù)是面向汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開發(fā)全過程的整車及其組成系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、性能預(yù)測和虛擬試驗(yàn)評價(jià)技術(shù)等與PDM等支撐技術(shù)相結(jié)合的集成化VPD（Virtual Product Development）系統(tǒng)技術(shù)。 包括虛擬樣車（Virtual Prototype, Digital Mockup）技術(shù)、VPG（Virtual Proving Ground）仿真技術(shù)、并行設(shè)計(jì)技術(shù)、反求設(shè)

18、計(jì)技術(shù)、高性能計(jì)算機(jī)集群系統(tǒng)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)技術(shù)等。2022/9/15汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 35 頁4. 數(shù)字化制造推動中國汽車工業(yè) CAE技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，可用于以下：虛擬實(shí)驗(yàn)Virtual Test虛擬試驗(yàn)場VPG整車開發(fā)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)VR汽車操縱動力學(xué)模擬器汽車多體系統(tǒng)動力學(xué)分析轎車白車身固有振動模態(tài)的有限元分析轎車碰撞的有限元仿真分析橡膠耦合動力學(xué)特性的有限元仿真分析結(jié)構(gòu)耦合動力學(xué)特性的有限元仿真分析制動器熱彈性耦合有限元分析熱流體系統(tǒng)仿真分析CFD2022/9/15汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 36 頁4. 數(shù)字化制造推動中國汽車工業(yè)榮威550被稱作是“D5全時(shí)數(shù)字轎車”，大量的數(shù)字化

19、裝備在它身上得以配備。 汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 37 頁4. 數(shù)字化制造推動中國汽車工業(yè)“D5全時(shí)數(shù)字轎車”集中體現(xiàn)在：可擴(kuò)展RMI數(shù)字多媒體交互系統(tǒng)藍(lán)牙免提、數(shù)字全息影像倒車?yán)走_(dá)、GPS等，信息中心菜單有點(diǎn)類似于奧迪的MMI多媒體操作系統(tǒng)。Dual-Bus數(shù)字智能行車管家系統(tǒng)比can-bus更進(jìn)一步，極大的提高了信息傳遞的可靠性，另一方面大幅降低電器系統(tǒng)的故障發(fā)生率，帶來全新的動態(tài)穩(wěn)定駕駛理念。Syn-Tech 數(shù)字個(gè)性升級模塊可以通過對行車電腦的數(shù)據(jù)升級，刷新發(fā)動機(jī)管理參數(shù)，為懂得享受駕馭的用戶提供“超頻”選擇。SilverStone一體化數(shù)字儀表顯示以鋒利的雕刻般的炫紅光線環(huán)繞儀表，速度

20、顯示以數(shù)字呈現(xiàn)，結(jié)合脈沖式轉(zhuǎn)速感應(yīng)設(shè)計(jì)，動感十足。Press-to-go智能一鍵啟動等作為標(biāo)配，刷新中級車數(shù)字化標(biāo)桿。榮威550的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用還包括SCS六位一體主動安全控制系統(tǒng)、TPMS胎壓智能監(jiān)視系統(tǒng)、EBA電子剎車輔助系統(tǒng)等的智能電子底盤系統(tǒng)，則是最縝密的“數(shù)字智能”，為消費(fèi)者提供全方位保障。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 38 頁4. 數(shù)字化制造推動中國汽車工業(yè) 在產(chǎn)品開發(fā)方式和組織結(jié)構(gòu)上，目前通行的作法是按車型設(shè)立項(xiàng)目組。每一個(gè)項(xiàng)目組不僅有傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)人員，還有產(chǎn)品計(jì)劃、工藝、生產(chǎn)、財(cái)會、采購與銷售等專業(yè)人員。項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)縱向管理，應(yīng)用同步工程(SE)、客串工程(GE)等方式和易加工易裝

21、配設(shè)計(jì)(DFM，DFA)等新的管理科學(xué)，項(xiàng)目組全體人員互相配合，交叉作業(yè)。 在產(chǎn)品開發(fā)中，國外汽車集團(tuán)還大量地采用了超前概念車的作法，即把眾多新科研項(xiàng)目匯集到一個(gè)車上，并不斷地把其中的成熟技術(shù)及時(shí)應(yīng)用到新開發(fā)即將投放市場的車型上。 但是，人類追求更高、更快、更強(qiáng)的技術(shù)的步伐無法阻擋。數(shù)字化從上世紀(jì)30年代開始就在汽車上逐步使用，從最開始的燃油控制系統(tǒng)到隨后的安全系統(tǒng)、汽車電子系統(tǒng)到如今的汽車娛樂系統(tǒng)中，數(shù)字化已經(jīng)開始大規(guī)模普及。 汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 39 頁4. 數(shù)字化制造推動中國汽車工業(yè)數(shù)字化已經(jīng)開始大規(guī)模普及，業(yè)界同樣也有四種觀點(diǎn)。(1)數(shù)字化是大勢所趨 數(shù)字化的運(yùn)用確實(shí)給人類的汽車生

22、活帶來了好處，目前被普遍應(yīng)用到汽車開發(fā)過程中的數(shù)字化技術(shù)，例如數(shù)字化計(jì)算、數(shù)字化仿真模擬系統(tǒng)等，節(jié)省時(shí)間的同時(shí)，能有效節(jié)省汽車的開發(fā)成本。(2)數(shù)字化已深入汽車內(nèi)核 在談到汽車的數(shù)字化時(shí)，消費(fèi)者最先想到的可能是GPS、藍(lán)牙免提等功能配置。但實(shí)際上，更多隱藏在汽車內(nèi)部，帶給汽車更好操控、更高安全的“數(shù)字化”的東西才是關(guān)鍵所在。比如汽車的核心，發(fā)動機(jī)和驅(qū)動控制，在變得更強(qiáng)勁的同時(shí)也更省油、更潔凈，主要?dú)w功于電子技術(shù)，因?yàn)槿紵刂频酶_。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 40 頁4. 數(shù)字化制造推動中國汽車工業(yè) (3)東方消費(fèi)者對數(shù)字化更有趨同感 如果在美國推出一款車，強(qiáng)調(diào)的更多是運(yùn)動特征。但如果說在亞洲，

23、整個(gè)東方，包括中國、日本、韓國，大家對西方的技術(shù)和概念都感興趣，年輕人對科技的、數(shù)碼的東西接受的非常快。(4)數(shù)字化不僅僅是高檔車的代名詞 在A級車上我們也同樣需要有完美的性能。從近幾年的發(fā)展趨勢說明，很多用戶都希望將B級車、C級車所擁有的技術(shù)都能夠應(yīng)用在A級車上。2022/9/15汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 41 頁1.3 數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)數(shù)字化產(chǎn)品是指信息、計(jì)算機(jī)軟件、視聽娛樂產(chǎn)品等可數(shù)字化表示并可用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)輸?shù)漠a(chǎn)品或勞務(wù)。實(shí)質(zhì)上是基于產(chǎn)品描述的數(shù)字化平臺，建立基于計(jì)算機(jī)的數(shù)字化產(chǎn)品建模。在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，這些產(chǎn)品可不必再通過實(shí)物載體形式提供，可在線通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送給消費(fèi)者。它具有有形資產(chǎn)的

24、特征，也具有無形資產(chǎn)的性質(zhì)，但同時(shí)它既不同于有形資產(chǎn)，又不同于無形資產(chǎn)。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 42 頁1. 數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)概念數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)的概念不僅僅指產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型、數(shù)值分析、仿真及其產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理， 更重要的， 它是一種新的產(chǎn)品開發(fā)概念。它突破了傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的內(nèi)涵， 通過對知識、信息的統(tǒng)一管理， 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生高附加值產(chǎn)品的集成開發(fā)活動。 汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 43 頁1. 數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)概念數(shù)字化產(chǎn)品共享性異地協(xié)同設(shè)計(jì)可視性虛擬產(chǎn)品開發(fā)可變性參數(shù)化、變量化、模塊化離散性反求和快速原型汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 44 頁2. 數(shù)字化設(shè)計(jì)內(nèi)涵 以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助工程分析(C

25、AE)為基礎(chǔ)的數(shù)字化設(shè)計(jì)(Digital Design，DD)技術(shù)和以計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)為基礎(chǔ)的數(shù)字化制造(Digital Manufacturing，DM)技術(shù)，是產(chǎn)品數(shù)字化開發(fā)技術(shù)的核心。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 45 頁2. 數(shù)字化設(shè)計(jì)內(nèi)涵 典型的產(chǎn)品開發(fā)周期圖 汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 46 頁2. 數(shù)字化設(shè)計(jì)內(nèi)涵 綜上所述，數(shù)字化設(shè)計(jì)(DD)是以實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)為目標(biāo)，以計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)為基礎(chǔ)，以數(shù)字化信息為輔助手段，支持產(chǎn)品建模、分析、修改、優(yōu)化以及生成設(shè)計(jì)文檔的相關(guān)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。因此，任何以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)為理論基礎(chǔ)、支持產(chǎn)品設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)都屬于產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的范疇。汽

26、車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 47 頁2. 數(shù)字化設(shè)計(jì)內(nèi)涵 廣義的數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)涵蓋以下內(nèi)容:(1)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品的概念化設(shè)計(jì)、幾何造型、虛擬裝配、工程圖生成及設(shè)計(jì)相關(guān)文檔。(2)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品外形、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、顏色的優(yōu)選及匹配，以滿足顧客的個(gè)性化需求，實(shí)現(xiàn)最佳的產(chǎn)品設(shè)計(jì)效果。(3)利用計(jì)算機(jī)分析產(chǎn)品公差、計(jì)算質(zhì)量特性、計(jì)算體積和表面積、分析干涉現(xiàn)象等。(4)利用計(jì)算機(jī)對產(chǎn)品進(jìn)行有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)仿真驗(yàn)證等，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和性能特征的優(yōu)化。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 48 頁3. 數(shù)字化設(shè)計(jì)過程 根據(jù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)程式化、邏輯化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)思想，產(chǎn)品的開發(fā)有一定的邏輯可循

27、，一般來說，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程可以分為5個(gè)階段: 計(jì)劃階段、 設(shè)計(jì)階段、 試制階段、 批量生產(chǎn)階段 銷售階段 。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 49 頁3. 數(shù)字化設(shè)計(jì)過程2022/9/15汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 50 頁設(shè)計(jì)階段目標(biāo)方法一計(jì)劃階段可行性研究報(bào)告設(shè)計(jì)任務(wù)書調(diào)查研究、技術(shù)預(yù)測二原理方案設(shè)計(jì)原理方案圖系統(tǒng)化設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)綜合設(shè)計(jì)法、參數(shù)優(yōu)化法、相似設(shè)計(jì)法結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖有限元設(shè)計(jì)、強(qiáng)度、剛度設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)總裝配圖計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD施工設(shè)計(jì)零件、部件工作圖技術(shù)文件計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD三試制階段樣機(jī)試驗(yàn)大綱試驗(yàn)設(shè)計(jì)CAT四批量生產(chǎn)階段工藝文件修改設(shè)計(jì)圖計(jì)算機(jī)輔助制造CAM五銷售階段信息

28、反饋反饋控制法3. 數(shù)字化設(shè)計(jì)過程產(chǎn)品計(jì)劃階段 主要解決產(chǎn)品的規(guī)劃間題，包括產(chǎn)品需求調(diào)查、市場預(yù)測、可行性論證及確定設(shè)計(jì)參數(shù)、選定約束條件、最后提出詳細(xì)設(shè)計(jì)任務(wù)書等步驟。在此階段，設(shè)計(jì)者應(yīng)盡可能全面地了解所要研究的問題，例如，弄清設(shè)計(jì)對象的性質(zhì)、要素、解決途徑等。產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段 設(shè)計(jì)者運(yùn)用他們所有的經(jīng)驗(yàn)、創(chuàng)新能力、洞察力和天資，利用前一階段收集到的全部資料和信息，經(jīng)過加工和轉(zhuǎn)換，構(gòu)思出達(dá)到期望結(jié)果的合理方案。結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)是指對產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即確定零部件形狀、材料和尺寸，并進(jìn)行必要的強(qiáng)度、剛度、可靠性計(jì)算，最后畫出產(chǎn)品結(jié)構(gòu)草圖?？傮w設(shè)計(jì)是在方案設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上全面考慮產(chǎn)品的總體布置、

29、人機(jī)工程、工藝美術(shù)造型、包裝運(yùn)輸?shù)纫蛩兀嫵隹傃b配圖。施工設(shè)計(jì)是將總裝配圖拆成部件圖和零件圖，并充分考慮冷、熱加工的工藝要求、標(biāo)注技術(shù)條件，完成全部生產(chǎn)用圖樣，編寫設(shè)計(jì)說明書、使用說明書、列出標(biāo)準(zhǔn)件、外購件明細(xì)表以及有關(guān)的文件。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 51 頁3. 數(shù)字化設(shè)計(jì)過程產(chǎn)品試制階段 通過樣機(jī)制造、樣機(jī)試驗(yàn)來檢驗(yàn)設(shè)計(jì)圖樣的正確性，并進(jìn)行成本核算。最后通過樣機(jī)評價(jià)鑒定。在此階段，設(shè)計(jì)師深入生產(chǎn)車間，跟蹤產(chǎn)品各個(gè)加工工序，及時(shí)修正設(shè)計(jì)圖樣，完善產(chǎn)品設(shè)計(jì)。批量生產(chǎn)階段 根據(jù)樣機(jī)試驗(yàn)、使用、鑒定所暴露出的問題，作進(jìn)一步設(shè)計(jì)修改，以完善設(shè)計(jì)圖樣，保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，驗(yàn)證工藝的正確性，以提高生產(chǎn)效率

30、，確保成批生產(chǎn)質(zhì)量。銷售階段 通過廣告、宣傳、展覽會等形式將產(chǎn)品向社會推廣，接受客戶訂貨。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員要經(jīng)常收集用戶的信息反饋，加以分析整理，用于改進(jìn)下一代。這種用戶反饋是改進(jìn)設(shè)計(jì)、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要信息來源。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 52 頁3. 數(shù)字化設(shè)計(jì)過程2022/9/15汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 53 頁工業(yè)布局設(shè)計(jì)市場需求虛擬仿真計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新設(shè)計(jì)后臺預(yù)置裝配運(yùn)動分析虛擬樣機(jī)計(jì)算機(jī)輔助結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)CAD/CAE面向產(chǎn)品開發(fā)的數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)模式3. 數(shù)字化設(shè)計(jì)過程2、產(chǎn)品開發(fā)與數(shù)字化設(shè)計(jì)關(guān)系利用快速原型制造技術(shù)，可以由產(chǎn)品的CAD模型直接驅(qū)動快速原型機(jī)快速制造出產(chǎn)品原型，以便對產(chǎn)品設(shè)計(jì)做出

31、評估?？焖僭椭圃焓且环N全新的產(chǎn)品加工理論與技術(shù)，也是數(shù)字化制造的重要研究內(nèi)容和發(fā)展方向。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以以計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)基礎(chǔ)在計(jì)算機(jī)中構(gòu)筑數(shù)字化的產(chǎn)品虛擬原型，并利用虛擬原型對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、外觀和性能做出評價(jià)。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 54 頁3. 數(shù)字化設(shè)計(jì)過程2022/9/15汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 55 頁設(shè)計(jì)階段數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)概念設(shè)計(jì)幾何建模、造型輔助、可視化操作、圖形變換設(shè)計(jì)建模幾何建模、特征建模、造型輔助、模具設(shè)計(jì)、造型軟件設(shè)計(jì)分析及優(yōu)化有限元分析、形狀、結(jié)構(gòu)化程序、運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)仿真設(shè)計(jì)文檔工程圖、裝配圖、物料單、數(shù)控編程等產(chǎn)品不同設(shè)計(jì)階段與數(shù)字化設(shè)計(jì)之間的關(guān)系3. 數(shù)字化設(shè)

32、計(jì)過程傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)方式，即大循環(huán)過程，不僅難于提高產(chǎn)品質(zhì)量，而且耗費(fèi)大量的時(shí)間和金錢。如圖所示。 汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 56 頁3. 數(shù)字化設(shè)計(jì)過程新的概念設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)方式，加入虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)，即小循環(huán)過程 ，不僅節(jié)省時(shí)間和金錢，還可以大幅度地提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。如圖所示。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 57 頁3. 數(shù)字化設(shè)計(jì)過程3、數(shù)字化設(shè)計(jì)過程 傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程通常是以串行方式進(jìn)行的，承擔(dān)各設(shè)計(jì)階段任務(wù)的不同職能部門或人員在執(zhí)行任務(wù)前從上游接收數(shù)據(jù)，并在任務(wù)完成后將數(shù)據(jù)輸出到下游。其設(shè)計(jì)方式是建立在經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的手工作業(yè)，設(shè)計(jì)過程通常是“拋墻式”的串行設(shè)計(jì)。在這種產(chǎn)品設(shè)計(jì)模式中，各職能部門的

33、責(zé)任明確，管理相對容易，在過去很長的一段時(shí)間內(nèi)企業(yè)基本上采用的都是這種開發(fā)模式。 傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)過程，經(jīng)歷了從設(shè)計(jì)、繪圖、制造、樣機(jī)試驗(yàn)的串行過程。若樣機(jī)試驗(yàn)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，還需經(jīng)過修改設(shè)計(jì)、重新制造樣機(jī)、再進(jìn)行試驗(yàn)的過程。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 58 頁3. 數(shù)字化設(shè)計(jì)過程 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)過程具備以下的特點(diǎn)： (1)廣泛采用CAx工具： CAx軟件的應(yīng)用是數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，這些軟件工具的應(yīng)用表明制造業(yè)已經(jīng)開始利用現(xiàn)代信息技術(shù)來改進(jìn)傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程，標(biāo)志著數(shù)字化設(shè)計(jì)的開始。 (2)面向產(chǎn)品全生命周期： 數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)必須考慮產(chǎn)品生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括設(shè)計(jì)、分析、裝配、試驗(yàn)、加工、維修、

34、銷售、服務(wù)等。設(shè)計(jì)過程中，各環(huán)節(jié)的相關(guān)人員從各自角度及早發(fā)現(xiàn)問題，并提出修改意見。(3)基于知識的設(shè)計(jì)： 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的每一步都滲透著設(shè)計(jì)者的知識和經(jīng)驗(yàn)，知識獲取是其中最為重要、最為繁重，也是最需要在大范圍中進(jìn)行廣泛合作的過程。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 59 頁3. 數(shù)字化設(shè)計(jì)過程 (4)跨地域： 制造的全球化使參與設(shè)計(jì)過程各個(gè)階段的設(shè)計(jì)人員分別來自不同的部門、地區(qū)，甚至不同的國家，為了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程中的相互協(xié)作，產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員可以在PDM支持的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，并行協(xié)同地完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造活動。(5)并行性： 在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，下游設(shè)計(jì)人員，如工藝設(shè)計(jì)人員，可以對產(chǎn)品模型的可制造、可裝配性進(jìn)行評價(jià)，通過PD

35、M向設(shè)計(jì)人員及時(shí)反饋評價(jià)結(jié)果或修改建議；生產(chǎn)制造人員可以通過對加工過程的仿真模擬來檢驗(yàn)工藝路線的可行性和合理性，向工藝人員反饋仿真結(jié)果或修改意見。2022/9/15汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 60 頁3. 數(shù)字化設(shè)計(jì)過程 (6)協(xié)同性： 在設(shè)計(jì)過程中，不同階段、不同學(xué)科或是不同部門、不同地區(qū)的設(shè)計(jì)人員經(jīng)常需要進(jìn)行協(xié)同交互，因此，數(shù)字化設(shè)計(jì)需要在線交互的通信工具的支持。(7)群體性： 產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，涉及多領(lǐng)域、多學(xué)科知識的集成，整個(gè)開發(fā)過程往往不是一個(gè)人、一個(gè)部門或是一個(gè)企業(yè)所能完成的，而是多個(gè)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)專家共同協(xié)作完成的。(8)異構(gòu)性： 數(shù)字化設(shè)計(jì)中所采用的操作系統(tǒng)及相應(yīng)的CAD/CAM/CAE

36、/CAPP等軟件工具可能是不相同的；計(jì)算機(jī)配置、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等硬件平臺也可能是不相同的。因此，數(shù)字化設(shè)計(jì)是在異構(gòu)環(huán)境中運(yùn)行的。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 61 頁1.4 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法優(yōu)化設(shè)計(jì) 可靠性設(shè)計(jì) 概念設(shè)計(jì) 產(chǎn)品工業(yè)造型設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)技術(shù) 參數(shù)化設(shè)計(jì) 汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 62 頁1. 優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)是以最優(yōu)化數(shù)值計(jì)算方法為基礎(chǔ)，借助計(jì)算機(jī)等先進(jìn)的技術(shù)工具和手段，來求得工程設(shè)計(jì)中的最優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的一種先進(jìn)設(shè)計(jì)方法。最優(yōu)方案，就是使某一項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到最小(如重量)或最大(如效率)。機(jī)械設(shè)計(jì)的問題一般都較復(fù)雜，求最小值或最大值的問題并不是用微分方法求極值

37、就能簡單地予以解決的。數(shù)學(xué)領(lǐng)域的分支數(shù)學(xué)規(guī)劃理論，提供了很多求優(yōu)的數(shù)值方法，這些方法都以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的大量的數(shù)值迭代計(jì)算為基礎(chǔ)。為了采用這些優(yōu)化方法，就需要將具體設(shè)計(jì)問題的物理模型轉(zhuǎn)化為一個(gè)數(shù)學(xué)模型。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 63 頁2. 可靠性設(shè)計(jì)所謂可靠性，則是指產(chǎn)品在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)和給定的條件下，完成規(guī)定功能的能力。它不但直接反映產(chǎn)品各組成部件的質(zhì)量，而且還影響到整個(gè)產(chǎn)品質(zhì)量性能的優(yōu)劣。可靠性是一項(xiàng)包括管理和技術(shù)兩個(gè)方面， 涉及許多領(lǐng)域貫穿汽車產(chǎn)品由開發(fā)到生產(chǎn)、銷售以及售后服務(wù)的全過程?？煽啃栽O(shè)計(jì)是應(yīng)用可靠性理論、技術(shù)和設(shè)計(jì)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)， 在給定的可靠性指標(biāo)下， 對零部件及整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)

38、計(jì)。 汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 64 頁二、可靠性工程 可靠性數(shù)學(xué)：用來定量描述系統(tǒng)可靠性的數(shù)學(xué)工具。常用的度量指標(biāo)主要有可靠度、故障率、平均無故障工作時(shí)間和平均故障修復(fù)時(shí)間等?？煽慷萊()： 系統(tǒng)在規(guī)定工作時(shí)間內(nèi)無故障的概率。 如數(shù)字電壓表工作 24小時(shí)的可靠度為0.9,即意味著多次抽取一定數(shù)量的該產(chǎn)品樣品，在規(guī)定條件下工作24小時(shí)，平均有90能保持全部產(chǎn)品性能處于有效的工作狀態(tài)。相應(yīng)地，系統(tǒng)在時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的概率用F()表示，稱為不可靠度,與可靠度R()的關(guān)系為R()1-F()。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 65 頁二、可靠性設(shè)計(jì)故障率：系統(tǒng)工作到 時(shí)刻時(shí)單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的概率。平均無故障工作時(shí)

39、間：系統(tǒng)在相鄰兩次故障間隔內(nèi)有效工作時(shí)的平均時(shí)間。平均故障修復(fù)時(shí)間：系統(tǒng)出現(xiàn)故障后到恢復(fù)正常工作時(shí)的平均時(shí)間。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 66 頁2. 可靠性設(shè)計(jì) 為了提高汽車的可靠性，企業(yè)建立了汽車可靠性信息管理系統(tǒng),儲存整車質(zhì)量抽查試驗(yàn),整車可靠性試驗(yàn),發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn),售后三包服務(wù)信息以及使用跟蹤調(diào)查. 在系統(tǒng)中，根據(jù)可靠性數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，編制可靠性分析軟件。利用微型計(jì)算機(jī)對汽車可靠性信息進(jìn)行分析，可得到汽車可靠性的變化規(guī)律(整車的累積故障強(qiáng)度函數(shù)、零件的故障分布的密度函數(shù))及相關(guān)的可靠性特征量。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 67 頁3.概念設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)：在確定任務(wù)之后，通過抽象化，

40、擬定功能結(jié)構(gòu)，尋求適當(dāng)?shù)淖饔迷砑捌浣M合等，確定出基本求解途徑，得出求解方案，這一部分設(shè)計(jì)工作叫做概念設(shè)計(jì) 。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 68 頁3.概念設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)首先是要弄清設(shè)計(jì)要求和條件，然后生成框架式的廣泛意義上的解。在此階段中對設(shè)計(jì)師的要求較高，但卻可以廣泛地提高產(chǎn)品性能。它需要工程科學(xué)、專業(yè)知識、產(chǎn)品加工方法和商業(yè)運(yùn)作等各方面知識相互融合在一起，以做出一個(gè)產(chǎn)品全生命周期內(nèi)最為重要的決策。在這里“框架式的解”是指設(shè)計(jì)問題的一個(gè)輪廓，每個(gè)主要的功能都可以對應(yīng)于其上，使其有機(jī)地結(jié)合起來。我們從這個(gè)框架中得到產(chǎn)品大致的成本、質(zhì)量或總體尺寸，以及在目前環(huán)境下的可行性等。這個(gè)框架只需對一些特征或部件有一個(gè)相對明確的描述，但并不要求詳細(xì)。汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù) 第 69 頁4.產(chǎn)品工業(yè)造型設(shè)計(jì)工業(yè)設(shè)計(jì)(Industrial Design, ID)是一個(gè)新興的、具有文理滲透特征的綜合性學(xué)科，包含3個(gè)工作領(lǐng)域：(1)產(chǎn)品設(shè)計(jì)(Product Design,PD)：也稱為工業(yè)(產(chǎn)品)造型設(shè)計(jì)；(2)企業(yè)形象(Corporate Identity System, CIS)設(shè)計(jì)和視覺傳達(dá)設(shè)計(jì)(VCD，Visual Communication Design)：后者包括產(chǎn)品的包裝裝潢、廣告、展示等方面的設(shè)計(jì)； (3)環(huán)境設(shè)計(jì)(Environment Design, ED)：包括建筑與室內(nèi)裝飾設(shè)