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关键词:现代设计方法;工程机械产品;设计;应用
工程机械产品的设计,是工程机械产品在生产过程中一个非常重要的环节。工程机械产品设计中的传统设计方法,已经无法满足工程机械在发展中的需求,不能适应工程机械市场的变化,现代设计方法在工程机械产品设计中的应用,有效的解决了传统设计方法应用于工程机械产品设计中存在的问题,提高了工程机械产品设计的水平与质量。
1.现代设计方法的概述
随着我国科学技术的深入发展,计算机技术在我国各个行业中的应用非常广泛,现代设计方法这一门新兴的学科应用而生,它是一个决策、寻优、综合的过程,以对产品进行设计为总的方向,主要的内容有:虚拟设计、相似性设计、三次设计、反求工程设计、价值工程、疲劳设计、人机工程、人工神经元计算方法、工业艺术造型设计、计算机辅助设计、动态仿真设计、有限元分析、优化设计、模块设计、可靠性设计等。工程机械产品在设计过程中应用现代设计方法的时候,通常都是利用计算机进行相关设计中的计算、分析以及决策。
现代设计方法具有以下几个特点:
1、现代设计方法在设计理论中进行了延伸,设计思维的出现了变化,设计的范畴也得到了有效的扩展。
2、现代设计方法中,综合了多元化的设计理论、设计方法、设计技术。
3、现代设计方法中,设计手段逐渐的虚拟化、并行化、计算机化、自动化、精确化、智能化。
2.现代设计方法在工程机械产品设计中的应用步骤
工程机械产品在设计过程中,对于现代设计方法的应用,必须经过几个的阶段,以下几个阶段是现代设计方法在工程机械产品设计中的应用步骤。
1、三维实体造型
工程机械产品设计中,应用现代设计方法完成全部阶段的前期,必须要完成工程机械产品设计中的原方案,这样能够有效的确定工程机械产品中所有零部件的结构与形状。在这一基础之上,利用三维实体造型软件对工程机械产品中零件的三维模型进行构建,构建出来的零件三维模型能够有效的将设计人员的思想展现出来,还要对工程机械产品采取针对性的力学实验研究,对工程机械产品中每一个零件的所具备的力学特性进行确定。
2、有限元结构分析
工程机械产品的三维实体造型构建好之后,要对工程机械产品中每一个零部件的应变性能与动态性能进行分析,如果分析出来的结果无法满足相关规定中对于零部件的标准与要求,就必须修改零部件的三维实体造型。工程机械产品设计中的有限元结构分析这一阶段,主要的作用就是提升工程机械产品在设计过程中的精确度,防止工程机械产量的设计出现问题。
3、优化设计
在对同一类型的工程机械产品进行生产的过程中,可以采取很多种设计方案对工程机械产品进行设计,不同的设计方案在工程机械产品设计中资源消耗的程度也不相同,所以必须对工程机械产品设计中的设计方案进行优化设计,选择最合理的设计方案,节省工程机械产品在设计中所花费的时间与资金成本,同时确保优良的设计效果。
4、动态仿真设计
在工程机械产品的设计中,一直使用动态设计或者是静态设计,都会在一定程度上增大工程机械产品设计实验的风险,这一形势下的设计成本也相对的比较高。动态仿真设计利用计算机网络技术,对工程机械产品中的结构在各种情况下所能够承受的负载,随着时间变化而变化的这一种情况进行模拟,还对工程机械产品中的位移、速度等一系列事项,采取幅域、时域的统计分析方式。所以,工程机械产品在设计过程中,对于动态仿真设计的应用非常重要。
5、零部件的详细设计
工程机械产品设计在经过上述四个阶段之后,工程机械产品的三维实体模型已经基本上完成了,下一个阶段的主要工作就是利用已经完成的三维实体模型,对其进行二维工程图设计,然后完成工程机械产品设计中的整体设计图。工程机械产品中的每一个零部件都非常的重要,任何一个零部件在设计环节中出现问题,都会导致工程机械产品出现相应的问题,所以在完成三维实体模型之后还要对工程机械产品中的零部件进行详细的设计,确保每一个零部件的设计质量,这对于工程机械产品的运用有着十分重要的作用。
3.现代设计方法在工程机械产品结构强度进行设计时的应用
1、强度的计算
以某一个工程机械车架为例子,车架中的钢板材料为9Cr最佳,许用应力为180MPa,车架材料所能承受的负载极限是340MPa,安全系数则为1.9,在这一条件之下,计算截面如图1所示。
然后进行应力的计算,计算出来的结果,如表1所示。
根据表一中的信息数据,可以推断出工程机械车架中的架高应力区,处于I-I、II-II、III-III这三个位置的截面处,但是一些主要荷载力都作用于这三个位置的截面处,这就造成I-I、II-II、III-III截面处发生应力集中的现象,导致这三个位置的截面处存在的应力最高,三个截面处的强度却降低了。由此可知,选择的工程机械材料中的许用应力值要高于最高截面处的应力,所以应该加强工程机械车架中外侧的板铰,对于车架其他部位硬度的设计,应该适当的为较低。
结语:
现代设计方法在工程机械产品设计中的有效应用,有利于工程机械产品在设计过程中保持精确性、安全性、稳定性,解决了传统设计方法在工程机械产品设计的应用中存在的一些问题,对于工程机械产品的设计有着十分重要的意义。
参考文献:
[1]唐林,邹慧君.机械产品方案的现代设计方法及发展趋势[J].机械科学与技术,2010(19).
【关键词】 产品成本;产品设计;成本策划
一、概念设计阶段产品成本策划
在概念设计阶段产品成本策划过程中,其主要任务是确定产品的功能、预期的市场销售价格、目标成本和目标利润。
(一)产品市场情报的收集
1.调查买方市场对产品市场价格和产品功能的期望
市场需求的方向就是企业生产的方向。消费者和企业是市场经济活动的主体,经营者(销售商)是连接企业与消费者的媒介。要获取买方市场对某种产品的预期价格和功能,就必须获取消费者和经营者对该产品在预期价格和功能上的评价。企业为获取该类信息,应参照同类或类似上市产品的市场参考系数;同时进行问卷调查分析,以该产品的消费者和经营者为调查对象,以该产品的预期市场价格和功能为基本内容,对经营者和该类产品预期消费者进行市场调查,力求获得较准确的该产品的市场评价,为后面产品功能和成本的设计提供客观、可靠、全面的市场信息。
2.对产品目标利润和产品目标成本的测算
产品的市场销售价格和目标成本是由买方市场对产品的评价所决定的。
产品的目标利润等于产品的预期市场销售价格减去产品的目标成本。从对消费者和经营者的调查数据分析该产品在市场上的预期销售价格和功能,依据该产品的预期市场销售价格和目标利润,计算该产品的目标成本。产品目标利润的测算需要根据企业的经营目标、市场竞争力、同类产品在市场上的利润水平以及企业的发展战略等因素确定。在测算产品预期市场销售价格、目标成本和目标利润时,需要多部门进行跨部门合作。在测算产品目标成本时,要考虑到产品在其生命周期内需要生产商支付的维护费用和处理费用,尤其是该产品在售后服务阶段产生的成本。此外设计产品本身的设计成本也往往是成本计算环节中容易忽略的一个重要环节。
产品的目标成本=产品的预期市场销售价格-产品的目标利润
3.产品市场情报收集应遵循的原则
(1)市场优先原则:在对市场调查该产品的预期销售价格和功能时,一定要以市场提供的基础信息为依据,不能以某一个部门或多个部门的主观臆断或者是以往经验作为判断的标准。
(2)跨部门团队合作原则:在设计产品调查问卷和计算产品期望成本过程中需要多部门跨组织合作,目的是从多角度全方位地考虑产品的目标成本,以利于各部门在以后产品成本设计的过程中较好地配合。
(二)产品市场情报的整合
产品市场情报整合流程如图1所示。
1.市场情报分析
通过各种方式从消费者和经营者手中获取的关于产品的情报资料是庞大而复杂的,需要对这些情报资料去粗取精、去伪存真,从而获得产品的功能、价格、成本、创新性、外观造型、宜人性等构成要素。
2.市场情报整理
对获取的有关产品的功能、价格、成本、创新性、外观造型、宜人性等产品构成要素进行分类整理,以功能、价格、成本为基本分类域进行分类,如功能包括产品的实用性、创新性、外观造型、宜人性等,为后面产品的具体化构思打下基础。
3.产品具体化构思
从产品的功能、价格、成本三个方面进行总体轮廓具体化构思。产品应具备什么样的功能才能使消费者满意,产品以什么样的价格销售才能使消费者和产品生产者双方满意,产品以什么样的成本才能使得成本与功能逼近并完美结合。可以通过头脑风暴的方式集思广益,形成产品的轮廓形的设计方案。
4.YES和NO
对形成产品轮廓形的设计方案进行审核,主要标准就是对产品的性价比进行综合分析,从产品的技术性、功能性和经济性角度进行概略性的评价,考核产品是否有投放市场的潜力。YES表示审核通过可以形成正式方案,进一步具体化;NO表示审核不通过,需要重新进行方案设计进行再次审核。
5.产品设计方案
对于通过审核标准形成的产品正式设计方案,可以进一步具体化其内容,如产品总功能的分解、总成本的分解、生产技术和工艺的选择等。
二、详细设计阶段产品成本策划
在详细设计阶段产品成本策划过程中,其主要任务是产品功能的分解、成本的分解,生产技术和生产工艺的选择,选择最优方案。
(一)产品功能设计
1.产品功能的定义
产品功能是指对产品系统功能和要素功能进行的定性和定量的描述和规划。这是后续产品成本设计方案中定性和定量角度阐述产品功能的理论基础。
2.产品要素功能的构成及作用
将产品的系统功能分解为功能级、零部件级、作业级和装配级,其中系统功能下一层次的功能为要素功能。依据各要素功能在每层系统中功能方面所占有的重要程度给予定量的分析与描述,测算出其功能系数并予以评价。这是后续对产品功能、目标成本进行分解以及产品成本进行归集的理论基础。
3.产品系统功能的构成及作用
产品的系统功能即产品的功用,指经过市场调查后预测消费者对产品功能的期望值。通过对产品的系统功能阐述定性和定量的描述,同时比照成本确定产品的系统功能。这是后续进一步修改完善产品成本设计方案的理论基础。
4.产品功能的确定
依据所获得的产品功能期望值,以定性描述和量化的方式确定产品的系统功能,再将产品的系统功能分解为功能级、零部件级、作业级和装配级,对于产品的要素功能同样进行定性和定量的描述。产品功能分解流程如图2所示。
5.产品功能设计应遵循的原则
(1)顾客优先原则:产品的价值得以实现关键在于产品的使用价值被市场认可,因此在对产品系统功能和要素功能进行定性和定量描述时,必须遵循顾客优先原则,就是要将市场消费群体对该产品期望功能与目标成本结合起来,不能因降低成本减少产品必要的期望功能,也不能因增加产品不必要的期望功能而增加产品的成本。
(2)成本与功能相兼容原则:消费者接受产品的前提是消费者认为产品具备的功能应与产品的市场价格相符合,而产品的市场价格是由产品的成本决定的,因此必须考虑产品成本与功能的兼容性。
(二)产品技术设计
1.产品生产技术和生产工艺的确认
在对产品的系统功能和要素功能进行初步界定后,要从生产技术和生产工艺的角度对产品的生产方法进行选择,并考虑其可行性。在现有生产能力条件下,企业采用何种生产技术和生产工艺能以最小的消耗生产出顾客所需要的产品;或者考虑企业是否需要外购某种生产技术和生产工艺、引进该生产技术和生产工艺所节约的成本是否高于引进该生产技术和生产工艺所付出的代价等因素。
2.产品生产技术和生产工艺的分配
在对系统功能和要素功能进行定性和定量分析的基础上,依据产品各功能级和零部件级以及作业级所分配的目标成本进行产品每个环节生产技术和生产工艺流程的设计,目的是将生产产品的生产技术和生产工艺所耗费的成本控制在消费者、生产者可以接受的范围之内,同时也进一步深入检测所选择生产类型的可行性。
3.产品技术设计应遵循的原则
产品技术与功能最佳点相兼容的原则:在满足顾客对产品功能要求的基础上,能够采用通用化的生产技术和生产工艺就不采用专用的生产技术和生产工艺,能够使用标准化零部件就不采用专用化零部件;在产品流程设计时,能采用标准化的流程设计就不采用特殊化的产品流程设计等,其目的是从最优成本的角度,寻找技术和功能的最佳交点。
(三)分解目标成本:功能设计与技术设计相融合
1.由上而下将产品目标成本分解成产品层次目标成本
依据各功能级、零部件级、作业级和装配级在其各层次要素功能中所占的重要程度分配完各级成本后,可以采用功能系数的标准将产品的目标成本分配到各级成本,并进行成本分析,具体应做到如下几点:
(1)确定各功能级、零部件级、作业级、装配级的成本分析对象。
(2)计算各功能级、零部件级、作业级、装配级的功能评价系数。明确各功能级、零部件级、作业级、装配级的功能是什么,分析其是否是必需的,是否能够由其他功能替代。
(3)对产品功能成本进行分析。
(4)测算各功能级、零部件级、作业级、装配级的成本系数和价值系数。
价值系数=功能评价系数÷成本系数
产品目标成本分解流程如图3所示。
2.进一步确认产品的功能、生产技术和生产工艺
依据产品层次目标成本进一步确认产品次级功能、产品生产技术以及产品的生产工艺,目标是在产品成本不断压缩的情况下逼近产品功能、生产技术和生产工艺的最佳交汇点。
在产品目标成本分解的过程中需要运用价值工程理论对产品功能设计和技术设计进行修正。通过产品功能分析保证产品的必要功能,通过成本分析解决在必要功能的前提下达到功能与成本的最优结合,寻找降低成本的方法。
3.产品目标成本分解应遵循的原则
成本效益原则:要避免“成本设计师”只追求低成本,而产品“功能设计师”只追求产品功能尽善尽美的现象,寻求两者的最佳结合点。
(四)归集产品成本以选择最优方案
1.归集产品成本
将产品系统功能逐级分解为要素功能,以作业为基本单位归集产品目标成本,自下而上逐级归集目标成本。以产品零部件的作业作为最基本的成本归集单位,由作业归集产品基本零部件成本,由零部件归集到上一级功能成本,逐级向上归纳产品成本,最后归集为产品的总目标成本。在这一过程中,运用虚拟制造技术重新测算各级系数,采用由作业向整体功能的方向测试。产品成本归集流程如图4。
2.选择产品最优设计方案
将“自下而上归集的产品成本”与“自上而下分配的产品成本”两种成本数据对比分析,主要是对功能层面、零部件层面、作业层面和装备层面发生的成本对比分析,尤其分析两者差异较大的成本数据,依据对比分析结果,修改和完善产品成本策划方案。
3.产品成本归集过程中应遵循的原则
优化功能与降低成本并重的原则:优化功能就是最大限度保存市场需要的功能,保持必要功能就是最大限度地节约产品成本。要重视功能之间的兼容和替代,不断整合产品功能体系,不能因为降低成本而消除某些必要功能,也不能因为某一局部功能的完善而提高其他功能的成本,力图寻求功能之间融合的最佳契合点。
三、试产阶段产品成本的策划
在试产阶段产品成本策划的过程中,其主要任务是检测企业实际生产能力、完善产品成本设计方案。
(一)计算产品试产阶段产品的实际成本
根据修改和完善后的产品成本设计方案进行产品生产测试,将产品在生产过程中发生的产品各功能级、零部件级、作业、装配级的成本进行归集,计算出产品的实际成本。
(二)完善产品成本设计方案
将试产产品发生的实际成本与产品成本设计方案的成本进行对比,比较差异数据的位置,分析两者差异的原因,并寻求方法予以解决,通过这些步骤完善产品成本设计方案。
(三)试产阶段产品成本策划应遵循的原则
客观性原则:应依据企业通常归纳产品成本的方法进行归集产品的实际成本,即考虑企业已采用的会计核算方法。具体来说是按照企业成本核算的方法和核算口径将各功能级成本、零部件级成本、作业成本和装配成本转换成以产品成本项目为归集对象,即“直接材料” “直接工资”和“制造费用”,目的是使产品成本设计方案与企业的各项制度有机结合起来,减少产品设计方案实施的难度。具体成本归集方法应视企业实际状况为准。
【参考文献】
[1] 郝继陶.产品成本设计的原则与方法[J].武汉工学院学报,1995(2).
[2] 李晓争.运用价值工程理论进行产品设计成本管理[J].财会月刊(综合),2005(8).
[3] 毛启武,史海锋.新产品设计成本优化研究[J].企业活力,2005(2).
[4] 王知刚.产品设计流程比较和创新[J].包装工程,2004(2).
[5] 苏翔,岳喜马,龚俏巧.基于价值工程与遗传算法的产品设计成本控制[J].财会通讯,2008(11).
[6] 谢福泉,任浩.供应链产品设计成本管理研究[J].成本管理,2008(12).
[7] 张雅丽.产品设计成本中的精益设计思想[J].中国制造业信息化:应用版,2008(12).
[8] 包科刚.现代企业成本管理导航[M].上海:复旦大学出版社,2009:94-111.
1 产品设计和过程设计
1.1 熟练运用AutoCAD软件绘制二维产品图纸。
1.2 根据图纸对试制样品尺寸进行测量,完成产品检验报告.。
1.3 熟悉三维软件并运用三维软件,根据二维图纸抄画成三维数据和三维数据转二维图纸。
2 产品材料和工艺
2.1 熟悉产品注塑成形过程和成形工艺。
2.2 熟悉塑料工程材料以及材料性能。
2.3 熟悉线束产品的生产过程。
2.4 熟悉线束产品用电线等标准件的相关性能。
3 产品缺陷分析和整改
3.1 了解产品常规缺陷和产品产生缺陷的原因。
公司产品设计师(一级)资格标准
1. 知识:
1.1 专业知识:国家机械制图标准,AutoCAD软件,办公自动化软件,测量工具,三维软件
1.2 企业知识:产品设计业务流程,产品鉴定业务流程,企业产品特性
2. 技能:
2.1 专业技能:AutoCAD软件运用,三维软件运用,办公软件运用,测量工具运用,掌握各种测量方法
2.2 通用技能:沟通能力,学习能力,团队协作能力
3 经验:3个月以上车间现场实习,独立完成5个以上产品二维图纸绘制、三维数据抄画和三维/二维图纸转换。
公司产品设计师(一级)培训要点
1 培训要点:AUTOCAD软件,三维造型软件,办公自动化软件,产品设计业务流程,产品鉴定业务流程,企业产品特性。
2 培训方式:企业内训、在职培
公司产品设计师(二级)行为标准
1 产品设计和过程设计。
1.1 熟练运用二维/三维软件,根据产品总成整体设计方案,对零部件进行详细造型设计。
1.2 了解模具结构知识。
1.3 了解产品结构,产品功能和车灯产品的特殊特性。
1.4 对客户提供的数据与图纸进行核对,并初步分析产品结构和功能。
1.5 对一级工程师进行业务指导。
2 产品材料和工艺
2.1 包装工艺,装配工艺等
3 产品缺陷分析和整改
3.1 对产品缺陷进行分析,并提出有效解决方案。
4 产品质量先期策划
4.1 了解产品质量先期策划内容,依据产品质量先期策划,编写控制计划。
5 项目管理
5.1 了解项目管理知识。
公司产品设计师(二级)资格标准
1 知识:
1.1 专业知识:二维/三维软件 ,模具结构知识,各汽车主机厂车灯标准和线束标准
1.2 企业知识:质量体系,产品设计业务流程,产品鉴定业务流程,企业产品特性
2 技能:
2.1 专业技能:二维/三维软件运用,产品质量先期策划运用
2.2 通用技能:沟通能力,团队协作能力,创新能力
1 经验:产品开发从业 2 年及以上经验,或独立开发(从产品设计到产品批量生产整个开发过程)5个以上产品经验。
公司产品设计师(二级)培训要点
1 培训要点:项目管理,过程FMEA,模具知识,生产过程,试验方法
2 培训方式:委外培训、内部培训、在职培训
公司产品设计师(三级)行为标准
1 产品设计和过程设计
1.1 精通二维/三维软件,根据产品结构和功能要求,进行结构设计和功能设计。
1.2 掌握模具结构知识并能指导产品结构设计。
1.3 熟悉产品结构,产品功能和车灯产品的特殊特性。
1.4 对客户提供的数据与图纸进行评审,并分析产品结构和功能的合理性和准确性。
1.5 收集产品新技术,新材料的信息。
1.6 了解汽车车灯配光知识、标准。
1.7 对二级工程师进行业务指导。
2 产品材料和工艺
2.1 对自行开发的产品,根据产品要求,确定产品零部件使用材料。
2.2 了解产品试验规程,根据要求制定产品试验大纲。
3 产品缺陷分析和整改
3.1 对二级设计师就产品缺陷提出的整改方案的审核,并对其进行指导和深层次的分析。
3.2 与客户沟通,共同解决产品的结构和装配问题。
4 产品质量先期策划
4.1 对产品质量先期策划,根据车灯特殊特性和安全性,进行过程FMEA(潜在失效模式及后果分析)分析,并审核控制计划。
5 项目管理
5.1 掌握项目管理知识,熟练运用项目管理方法对产品开发进行策划、管理。
公司产品设计师(三级)资格标准
1 知识:
1.1 专业知识:项目管理知识,产品质量先期策划,汽车车灯的结构和功能,汽车车灯的特殊特性
1.2 企业知识:质量体系、产品开发业务流程,企业产品特性,相关部门业务流程
2 技能:
2.1 专业技能:掌握设计FMEA和过程FMEA的运用,模具结构知识,试验方法,三维软件运用,项目管理
2.2 通用技能:沟通能力,团队协作能力,创新能力,组织能力,
3 经验:产品开发从业 三 年及以上经验,或独立开发(从产品设计到产品批量生产整个开发过程)10套以上产品经验。
公司产品设计师(三级)培训要点
1 培训要点:项目管理,FMEA过程控制,模具知识,生产过程,试验方法
2 培训方式:委外培训、内部培训、在职培训
公司产品设计师(四级)行为标准
1. 产品设计和过程设计
1.1 熟悉国家汽车车灯标准,并根据汽车整车要求,能独立完成车灯总成件总体方案设计。
1.2 精通产品结构,产品功能和车灯产品的特殊特性(安全性等)
1.2 了解各种新技术,新材料,并能用于新产品开发。
1.3 熟悉汽车车灯配光知识和标准,并掌握车灯配光的试验,检测方法。
1.4 根据公司设计的车灯产品进行总结,编写产品车灯产品的设计规范。
1.5 对三级工程师进行业务指导。
2 产品质量先期策划
2.1 对产品质量先期策划,根据车灯特殊特性和安全性,进行设计FMEA(潜在失效模式及后果分析)分析。
3 项目管理
3.1 掌握项目管理知识,熟练运用项目管理方法对产品开发进行策划、管理。
公司产品设计师(四级)资格标准
1. 知识:
1.1 专业知识:汽车车灯国家标准,设计FMEA,三维软件,项目管理知识,模具结构知识
1.2 企业知识:同三级
2 技能:
2.1 专业技能:车灯配光试验设备运用、车灯配光软件运用、车灯配光设备的操作, 三维软件运用
2.2 通用技能:同三级
3 经验:6年以上工作经历,由3套以上汽车车灯设计经验。
公司产品设计师(四级)培训要点
1 培训要点:CATIA 软件运用,汽车车灯国家/国际标准
2 培训方式:委外培训,专家培训,内部培训
公司产品设计师(五级)行为标准
1. 产品设计和过程设计。
1.1 根据汽车车灯国家/国际标准,熟练运用三维软件,对车灯配光曲面进行设计设计。
1.2 了解整车线束的工作原理,用于指导配合线束的设计。
1.3 对三级、四级工程师进行业务指导。
2 产品缺陷分析和问题整改
2.1 对车灯配光曲面的不合格产品进行分析,并提出有效整改方案。
公司产品设计师(五级)资格标准
1 知识:
1.1 专业知识: 汽车车灯国家/国际标准,车灯工作光学原理,设计FMEA,三维软件,项目管理知识,模具结构知识
1.2 企业知识: 同四级
2 技能:
2.3 专业技能:三维软件运用,车灯配光试验设备运用、车灯配光软件运用、车灯配光设备的操作
2.4 通用技能:同四级
3 经验: 十年以上工作经验,对光学有一定的研究成果,熟悉车灯的工作原理和配光原理,有车灯配光曲面设计经验。
公司产品设计师(五级)培训要点
1 培训要点:CATIA 软件运用,汽车车灯国家/国际标准
【关键词】 产品设计成本; 战略成本管理; 工艺设计成本
在美国次贷危机及石油等产品价格不断上涨等因素的影响下,世界经济出现了增长速度放缓的迹象,企业的生产成本不断上升,经济效益不断下降。如何在生产经营的全过程进行成本控制,降低产品成本,是多数企业面临的难题。面对企业外部环境的这种变化,企业应当全方位地提出解决方案,从生产经营和全过程及战略的角度出发,进行生产经营全过程的成本管理,才能取得较好的效果。目前,大多数企业将成本管理的重点放在生产、销售等环节,而忽视了其他环节。如何将战略管理的理论和方法引入产品设计领域,用战略成本管理的理论和方法来指导企业的产品设计,对产品生产的全过程进行控制是一个重要的课题,而在产品设计阶段如何控制设计成本尚未引起多数企业的重视。
一、产品设计成本的内容和方法
产品设计是否科学、合理,在很大程度上决定了产品的生产技术、质量水平和成本消耗,也关系着产品的生产和使用的技术经济效果。产品设计成本就是根据技术、工艺、装备、质量、性能、功用等方面的各种不同设计方案,核算和预测新产品在正式投产后可能达到的不同成本水平,它是对新产品开发和老产品改造进行可行性分析的重要组成部分,目的在于论证产品设计的经济性、有效性和可行性。
一般情况下,每种产品的顾客群体是不一样的,而这些特定的顾客群体的需要(如对产品的功能、质量、价格等)也不同。因此,在进行产品设计前,应进行广泛的市场调查。在对不同的顾客群体及主要竞争对手调查的基础上,提出本企业拟开发产品的功能、质量、目标价格等主要指标。根据目标价格扣除预计税金及希望的利润等指标,其余额即是该产品的目标成本。这一指标应作为设计成本的重要参考指标,如果根据设计部门的设计生产出来的产品成本控制在目标成本范围之内,则可实现企业的成本控制目标。产品设计成本是一种事前成本,并不是实际成本,也可以说是一种预计成本。产品设计成本的内容包括材料(原材料、辅料、外协件、配套件)、人工费用(工资及外加工劳务费)、专项费用、燃料动力费用、固定费用(管理费用、制造费用等)和销售费用等。
产品设计成本按设计范围和内容可分为总体设计成本、部件设计成本和零件设计成本。总体设计成本又可细分为成套项目总体设计成本和单台产品设计成本;按与产品产量关系划分可分为固定成本与变动成本;按产品生命周期划分可分为制造成本与使用成本;按工作阶段和性质划分可分为设计成本和工艺成本等。产品设计是指从确定产品设计任务书起到确定产品结构为止的一系列技术工作的准备和管理,是产品开发的重要环节,是产品生产过程的开始。产品设计成本管理的关键是对各种产品设计成本的方案进行经济分析,以便从中选出最优的设计方案。其次是对产品设计成本的估算,在确定方案可行性的基础上,由企业会计人员和工程技术人员一起,考察分析相关产品的工艺特点、原材料耗费、消费者需求等,运用价值工程等方法优化设计方案,以达到控制设计成本的目的。
在实际工作中,主要是计量、确定各个方案的预期成本效益,比较分析其优劣,以寻找最优方案。首先是项目投资决策,估计投资项目的预期现金流量。评价时使用的指标一般是考虑货币时间价值因素的指标即贴现指标,如净现值、内涵报酬率等,或者是不考虑货币时间价值的指标,如回收期、收益率等。其次是对产品的设计成本进行估算,通常可采用比例法和估算法等方法。比例法是根据产品的成本大体上分成材料成本、人工费用、制造费用三部分,分别确定各项成本占总成本的比重,然后测算产品的设计成本。比例法一般适用于有同类产品设计成本资料的产品设计成本的估算。估算法是根据新产品设计方案所发生的成本,直接地概算出该种产品成本。估算法主要适用于没有或缺乏同类产品资料的全新产品进行设计时的估算。
在产品设计工作中必须严格遵循“三段设计”程序,其具体内容主要包括技术任务书、技术设计和工作图设计等。技术任务书是产品在初步设计阶段内,由设计部门向上级对计划任务书提出体现产品合理设计方案的改进性和推荐性意见的文件。经上级批准后,作为产品技术设计的依据。其目的在于正确地确定产品最佳总体设计方案、主要技术性能参数、工作原理、系统和主体结构,并由设计员负责编写。技术设计的目的是在已批准的技术任务书的基础上,完成产品的主要计算和主要零部件的设计。工作图设计的目的是在技术设计的基础上完成供试制(生产)及随机出厂用的全部工作图样和设计文件。设计者必须严格遵守有关标准规程和指导性文件的规定,设计绘制各项产品工作图。
产品设计人员是产品设计成本管理的主要责任人,应对产品设计人员进行战略成本管理等成本管理理论和方法的教育,使他们真正认识到设计成本的重要性,自觉地将降低设计成本的理论贯穿于成本设计的始终。
二、产品设计成本的管理
美国国防部首例“产品设计成本”是降低成本的成功范例。由于美国军工企业较多,使国防部在军火采购上有较大的选择权;同时,由于国防部经费有限,又必须精打细算,并不断降低军火采购成本,因此,他们采用了“产品设计成本”的管理方法,在产品开发、设计、制造、使用各个阶段发生的成本设定目标值,进行先期成本控制,即在限定的成本条件下进行设计,将降低成本的工作渗透到了产品的设计阶段,以此控制军品采购成本,节约国防开支。而在日本,降低成本的模式更进了一步。日本丰田等汽车公司探索出的“成本企画”模式更加系统和更具有成效,成本企画将成本管理视野全面转移到了产品开发、设计阶段,针对目标成本,将价值工程分析方法与成本估算方法结合为一体运用,使降低成本更具有实效性。美国的产品设计成本与日本的成本企画,应当认为是一种较高层次的降低成本方法,它一般应与工艺、工序在源流阶段的革新结合在一起加以实施。
企业在投产新产品前,都要由企业的设计部门进行产品设计,在进行产品设计时,应设计出产品使用的材料、经过的生产工艺、质量标准等条件,为了对新产品是否投产进行决策,应测算该新产品的成本水平。若该产品的成本水平在可接受的范围之内,则可以投产;若不在可接收的范围之内,则应对产品的设计方案进行修改,如减少材料的消耗量、降低使用材料的档次等,经过测算后,使之能够达到可接受的范围。目前企业计算产品成本的重点一般是放在生产过程中发生的实际成本支出,但应当看到,在实际工作中80%以上的成本在产品设计时就已经确定了。要降低成本,当期成本的执行情况和现在的成本水平信息都应及时反馈给设计和计划部门,以此来改善产品的设计工作和整个生产操作过程。如果产品设计本身不合理,没有充分利用企业已有的资源,存在一些过剩的功能,就会造成先天的成本缺陷。产品成本水平绝大部分在产品设计阶段就已经确定了,如产品经过的工艺过程、使用的材料等。待产品投入生产后再采取措施进行降低成本的难度就比较大了。因此,产品设计成本强调管理的重心从产品的生产阶段转移到了产品的开发设计阶段。
产品设计成本管理要求技术部门的人员应增强成本意识,建立成本、质量首先是设计出来的现代成本管理意识。企业要在激烈的市场竞争中取胜,就应加快产品开发设计的速度,加大投入,用新产品、新工艺打开市场,增强企业的竞争能力。产品开发部应对技术开发费用进行核算,在财务部开设专门的账户,不仅要进行总分类核算,还要进行明细核算,即对每一个项目都要进行核算,并且要将其支出与相关效益进行对比。通过对比,一方面促使产品设计人员增强成本意识,在产品设计时考虑到成本问题;另一方面,可以促使产品设计成本的降低。
在进行成本设计阶段采取的方法主要有源流管理和成本筑入。源流管理是指在产品设计乃至开发策划阶段就开始降低成本的活动。源流管理其实只是一种产品观念,引发设计人员对这部分成本的思考。要将观念转化为现实,可能不得不增加材料和技术等方面的投入,这部分要上升的成本能否使它少上升或不上升,或者上升额能在其它方面改变较少或不改变的领域内得以消化吸收,是源流管理的核心。源流管理的特点在于预防,它使大幅度降低成本成为可能。成本筑入是指将成本作为一种特殊部件,能否将这种部件的一部分乃至全部删除,删除部分又能否装配到其他更重要的功能上去。即在将原材料、部件等汇集在一起装配产品的同时,也将成本一并装配进去。
成本设计时也应采用目标成本法,从设定目标成本到在设计图纸上实现降低成本的活动是成本设计的中心阶段。在开发一种新产品时,首先预测其市场可接受的价格;然后确定目标利润;最后倒算出设计成本,并以此作为控制设计成本的依据。采用目标成本进行成本设计时所包括的步骤和目标成本的设定、目标成本的分解、目标成本的达成等,这是一个循环过程,每一次循环都是对成本的一次挤压。成本设计阶段目标成本设定的主要工具有价值工程、拆卸分析等。
产品设计方案完成后,应根据产品的设计图纸和财务会计部门提供的资料,测算产品设计成本,并同目标成本进行比较。设计成本小于目标成本时,才能批准设计方案的执行,以避免先天性的损失和浪费。在此基础上,还必须从技术上、经济上、社会效益上综合分析和评估不同的设计方案,进行设计方案的优选。必要时应进行成本功能分析,以便在投产前有效地控制产品成本,保证从根本上提高成本效益。建立试验室对新产品进行试验。每投产一项新产品,都应对该新产品进行功能等方面的试验,这样,一方面可以保证新产品的质量;另一方面,可对不同设计方案进行比较,使选择成本最低方案的计划变为可能。
产品设计时一般需要经过设计方案、初步设计、深化设计、加工图设计等四个环节。经过这几个步骤之后,产品的设计方案逐步成熟,不但产品的性能等方面会有较大的改善,而且产品的成本水平也会有较大的降低。在产品设计的不同阶段,都应对成本问题进行专题研究。每个阶段都有不同的降低成本的措施。如果这些措施采取得当,就会取得较好的效果。
在产品设计方案阶段提出设计方案时,企业的成本管理部门应根据企业总体的成本控制目标、产品的市场销售价格、企业的现有生产能力和生产条件等,向产品的设计部门提出具体的成本控制目标,即要求设计部门将产品的设计成本控制在一定的水平上。在进行产品设计时,成本管理部门应深入到设计部门,对设计人员进行成本管理方面的知识宣传,使产品设计人员摈弃只管设计而忽视成本的现象。如果产品设计人员都来关心成本问题,则会使他们在设计产品时就自觉考虑成本问题,从而使设计的产品在开始时就考虑了降低成本的问题,对日后成本水平的高低产生重要的影响。同时将有关市场机会、竞争力、技术可行性、生产需求的信息综合起来,确定新产品的框架,包括新产品的概念设计、目标市场、期望性能的水平、投资需求与财务影响等。在决定某一新产品是否开发之前,企业还可以用小规模实验对概念、观点进行验证,可包括样品制作和征求潜在顾客意见等。一旦方案通过,新产品项目便转入设计阶段。
在产品初步设计阶段,企业的产品设计部门应根据成本管理部门提出的成本控制目标进行产品的设计。在产品设计时,成本管理部门应积极地予以配合,向设计部门提供新产品所需材料的价格、产品经过工序、每小时的工资及制造费用等资料,便于产品设计部门在进行产品设计时参考,以便在设计时就能大概测算出该产品的设计成本。产品的初步设计是形成产品成本的重要一环,如果初步设计成本较高,在后期采取相应的措施将其降下来是非常困难的。在进行产品初步设计时,应运用价值工程的原理。价值工程的基本思想是进行功能――成本分析。这里所说的价值是对于特定功能所要求的成本支出是否合适的评判,也称为价值比率。功能是使人们的欲望、效果或效用得以满足的属性,其具体表现是理想成本、目标成本或消费者对产品的评价值等。实施价值工程的过程,就是设法使价值比率提高的过程,或者说是使低价值比率向高价值比率改善的过程。采用价值工程进行产品设计时,应根据零部件的重要程度,采用不同的方法。对于重要的零部件、功能大的零部件,应尽量使用好一点的材料,以满足其功能要求。而对于次要的零部件,则可使用一般的材料,以避免其功能过剩。在实际运用时,可采取“零部件功能评价表”的方式,对各种零部件在产品中的重要程度进行分析,并将分析的结果运用于不同的设计方案中。
产品设计部门在将初步设计方案确定之后,应将其交给有关部门论证,进入产品深化设计阶段,其中还应包括成本管理部门所进行的产品成本的测算。企业的成本管理部门应对产品设计部门提供的设计方案进行审查,并根据设计方案计算产品的设计成本。在计算产品的设计成本时,应根据设计方案所规定的材料、工时等资料,计算产品投产后可能发生的成本数。对于计算出来的预计成本,应与企业的计划成本进行对比,看其是否超过计划成本规定的指标。如果符合成本计划的要求,则从成本的角度看,该设计方案是可行的;若超过了成本计划指标,则从成本的角度看,该设计方案需要进行修改。因此,成本管理部门应根据成本管理的要求,对该项设计方案提出意见。对于不符合成本计划要求的方案或虽然符合成本设计的要求但仍有需要改进的设计方案,成本管理部门应根据自己所掌握的情况,对设计方案提出改进的意见,如材料使用的是否合理,能否使用代用材料替换价格较贵重的材料,生产工艺过程能否改进,所经过的所有工序是否都是必需的,其中是否有能够改进的环节等。由于产品设计部门的人员考虑成本问题不多,所以,成本管理部门应与设计部门沟通,强调成本指标在产品设计工作中的重要性。让产品设计人员了解成本指标对新产品能否投产具有重要的影响。如果新产品的成本指标不能满足要求,则该项产品就不能投产。这样,产品设计人员就会提高降低产品设计成本的积极性。
经过上述三个程序后,产品设计进入了加工图设计阶段,即设计产品生产所经过各道工序的加工方法等。此道工序关键是产品的加工工时及生产工序设计得是否合理。这些项目对成本水平的高低也有重要的影响,如加工工序问题,若产品的加工工序比较合理,则所花费的各工序的结转费用就少,否则就会增加这方面的费用支出。制造技术部门负责制定制造工艺。制造技术部在确定工艺方案后,应开展工艺成本的预测,并进行工艺成本定量分析。同一产品设计,往往可以采用几种不同的工艺方案,究竟哪种方案能同时满足技术和经济性的要求,就要在成本预测和技术评价基础上,从经济上对各种工艺方案进行比较,从中选择经济合理的方案。制造技术部门应重视工艺成本控制,不仅要重视工艺方案所规定的设备、工艺装备、加工方法和工艺规划能保证产品质量、工作效率达到最高水平,而且要关注工艺成本下降到最低水平,以便对工艺方案作出正确的决策,达到事先控制工艺成本的目的。技术部门的人员应定期进行成本管理相关知识的培训,特别是与技术部门相关的业务的培训,使他们明确技术部门在成本管理工作中的作用。
产品设计结束后,还要经过小规模生产和增量生产阶段。小规模生产阶段,在生产设备上加工与测试的单个零件已装配在一起,并作为一个系统在工厂内接受测试。在小规模生产中,应生产一定数量的产品,也应当测试新的或改进的生产过程应付商业生产的能力。正是在产品开发过程中的这一时刻,整个系统(设计、详细设计、工具与设备、零部件、装配顺序、生产监理、操作工、技术员)组合在一起。产品设计最后一个阶段是增量生产。在增量生产中,开始是在一个相对较低的数量水平上进行生产;当组织对自己(和供应商)连续生产能力及市场销售产品的能力的信心增强时,产量开始增加。目前产品成熟过程越来越快,为了保持企业在市场上的竞争优势,必须加快新产品开发设计过程,缩短新产品开发设计的周期。但实际资料表明,许多企业的设计开发周期往往很长,一般要占到总生产周期的60%,因而成为企业生产经营的“瓶颈”。所以对产品设计周期成本进行研究势在必行。如何大力缩短设计开发周期时间已成为制造企业的一项重要课题。目前已有不少方法可用来缩短新产品的开发设计时间。首先是提高产品“三化”程度,扩大产品结构继承性。产品“三化”是指产品系列化、零部件的通用化和标准化。产品系列化是对使用条件相通、设计依据相同和结构与功能相同的产品将其基本尺寸和参数按一定的规律编排,建立产品系列型谱,以减少产品品种,简化设计;零部件通用化是在产品系列化的基础上,在不同型号的产品之间扩大通用的零部件。这样,可以大大减少零部件的品种数从而减少大量的产品设计工作量;相应地又可减少工艺准备,如编制工艺规程、设计制造专用工具等的工作量,因而能极大地缩短它们的生产技术准备周期。零部件品种数的减少还能使他们的制造批量扩大,这又有助于生产熟练程度的提高、提高生产效率和保证质量;零部件标准化则是按国家标准生产零部件,或进一步扩大通用零部件的应用范围,将它们转为工厂标准,从而更多地减少设计和加工制造的工作量,缩短生产技术准备周期。
产品结构模块化是另一种简化设计、减少零部件总数的设计合理化措施。它是将产品部件按功能特征分解成相对独立的功能单元,并使他们的接口(结合要素形状、尺寸)标准化,使它们成为可以互换、可按不同用途加以选用组合的标准模块。这些模块的不同结合,或模块与其它部件的组合就能构成各种变形产品,以满足不同的订货需要。
上述两种措施都是通过扩大产品结构的继承性,来简化设计,提高设计工作效率,缩短设计周期;同时,由于大量利用已有的设计和工艺都已成熟的零部件,因而能提高产品设计的质量。这些都将给产品的设计、制造、使用和维修等带来显著的经济效益。除了上述两种方法以外,缩短新产品设计开发时间的技术和方法还包括计算机辅助设计和并行工程等。计算机辅助设计将新产品设计开发过程中大量繁琐的重复性劳动,如插表、计算、绘图、制表等等交给了计算机来处理,从而大大地提高了设计开发工作的效率,缩短了新产品设计开发周期;而并行工程则是在开发设计新产品时,同步地设计产品生命周期的有关过程,力求使产品开发人员在设计阶段就考虑到整个生命周期的所有因素,包括设计、分析、制造、装配、检验、维护、可靠性和成本等。
利用价值工程进行产品设计管理也是产品设计成本管理的重要方面。如前所述,产品的设计方案在很大程度上影响产品的生产成本和使用成本。如果产品设计不合理,存在剩余功能,会造成新产品的先天性浪费。因此,在开发与设计新产品时,设计人员还应运用价值的方法,实现技术与经济的最佳结合。价值工程的每一项程序都必须采用一定的技术方法,在这些具体技术方法中,主要有下列几类,即对象选择的方法、功能评价的方法、方案创造的方法、方案评价和选优的方法。应注意避免贪大求精的现象,不要不顾企业的生产实际和产品报价,盲目追求高精尖,致使产品成本无必要的增加。
三、工艺设计成本管理
在产品设计完成后,还需要进行工艺设计。产品的生产过程一般都可以按工艺性质的不同划分为不同的生产阶段,这些各具特定工艺性质的生产阶段就是工艺阶段。不同的工艺阶段不仅需要不同的物质技术条件,其生产管理的特点也有较大差异。划分工艺阶段的主要目的,是为了针对其工艺阶段的特点,进行相应的生产管理工作。产品工艺设计得是否合理,对成本的影响也很大,合理地设计生产工艺过程,既可以提高生产效率,也可以大大节约成本费用的开支。因此,优化的工艺设计对日后产品生产成本的降低有重要的作用。
同一工艺阶段的各项作业活动,因为使用不同的机器设备、工艺方法和工作场地,又可以进一步划分为若干不同的工种和许多不同的工序。所谓工序,就是在一个工作地(或一台设备)上,由一个工人(或一组工人)对一定的劳动对象连续进行的加工(或装配)的作业。它是生产过程最基本的组成单位。每个产品的生产都必须顺次经过各道工序而完成其全部生产过程。工序不但是制定工艺规程的单位,也是计算劳动量、制定劳动定额、配备工人、核算生产能力、确定生产组织形式、安排生产作业计划、进行质量检验的基本单位。
工序按其作用可分为工艺工序、检验工序和运输工序。工艺工序是使劳动对象发生物理或化学变化的工序;检验工序是对原材料、半成品和成品的质量进行检验的工序;运输工序是在工艺工序之间、工艺工序与检验工序之间运送劳动对象的工序。工序的划分取决于对产品(零件)的技术要求、所采用的工艺方法和设备以及劳动分工的情况。一般地说,产品(零件)的技术要求愈高,加工工序特别是精加工工序的数目越多,采用的工艺方法和设备越是低效率和通用的。工序划分愈粗糙,工序数目越少。工序划分的粗细问题也就是工序的集中与分散问题。
在进行工艺设计时,不仅要考虑加工件的工艺要求,同时还要考虑所采用材料的性能等各种因素。不同材料的性能不同,所经过的工艺过程也应有区别。
在工艺设计完成后,还需要进行工艺改进,制定合理的工艺方案通过工艺改进,尽可能使生产过程达到设计成本。在进行产品生产时,经常会发现所设计的生产工艺过程会有不合理的地方,可能有不产生价值的非增值作业。因此,在工艺设计完成进行生产阶段后,经过一段时间,还需要进行工艺改进。通过工艺的不断改进,优化作业过程,减除非增值作业,尽可能地降低成本。工艺改进涉及设备、工序等的调整,同时,应在调查研究的基础上找出影响优化工艺的瓶颈,进行重点改进,进而提高生产效率和产品质量,降低产品成本。在工艺编制和工艺审查等方面,成本控制还是有很好效果的。
产品设计成本的高低,对于决策起着重要的作用。如果设计成本过高,可能会导致决策部门否定该产品的投产。在产品设计完成并经决策投产后,生产部门的任务就是努力使成本控制在设计成本的范围内。战略成本管理的理念就是应进行全面的成本管理,在生产经营的全过程进行严格的成本管理,特别是对一些传统成本管理很少涉及的方面进行重点管理,会取得很好的控制效果。
【参考文献】
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万寿义教授简介
万寿义,男,1955年9月生,辽宁省大连市人。1982年毕业于东北财经大学,获经济学(会计学)学士学位,1989年获经济学(会计学)硕士学位,2000年获管理学(会计学)博士学位。
1计算机概念化设计的提出
所谓计算机概念化设计,是指产品在制造出来之前,设计师以计算机为工具,进行产品最初的创意、设计,然后生成数字化实体模型,最后生成仿真的三维产品模型。当今世界上领先的企业,正在追求的战略是并行工程。在该环境中把产品投放到市场所需的过程是同时进行而非顺序进行的。在概念化设计进行的同时,可以较早创建详细的零件和装配体,进行优化设计,完成工程图的绘制,并且定义制造过程。这些功能的并行交叠极大地缩减了产品投放市场的时间。现代工业产品设计除了科学技术这一层面,还要在设计过程中体现人的视觉艺术。国外那些工业产品设计师明确地指出,一件优秀的工业产品,它本身就是一件工艺品。同样性价比的工业产品,由于造型,外观的差异,即使是微小的差别,都会产生不同的销售结果。采用计算机概念化设计方案,就能够很好地解决这个问题。
2无约束自由建模方法
采用无约束自由,构建工业产品的三维模型,即搭建概念化设计平台。在表达产品设计的初始创意阶段,可以选择无约束自由建模软件,例如,Alias、3dSMAX等。这类软件工具擅长表达创意阶段的造型设计,让设计者能够快速地将构想的草图以逼真的三维模型呈现在眼前。用户在设计过程中不必局限于传统实体模型在参考面的设置,在约束条件的限制下绘制模型。而让用户的创意随着意念走,轻松地利用计算机建立的三维模型发挥个人创意,把这种三维模型叫概念模型。由于采用的是一种无约束的自由建模方式,所以可以大胆地提出各种设计方案,尽情地发挥设计人员的想象能力。并且允许设计人员随时进行修改、加工。允许保留多个设计方案,供专家和工程技术人员进行评估。这一阶段完成了产品的外观形态、内部结构、动力驱动系统等各项主要设计任务。
3参数化设计建模方法
Pro/E的参数化设计过程,是基于在三维空间坐标系的参照下构建三维实体模型。整个建模过程可大致分为三个部分。(1)草绘轮廓当设计一个零部件时要把它的轮廓描绘下来,然后标注尺寸。同样,在参数化设计过程中也要把所要设计的零部件的基本轮廓描绘下来,然后修改它的尺寸,使其符合要求。这个过程称之为草绘。要进入草绘工作模式,首先要选择空间直角坐标系中三个参照平面中的一个平面为草绘平面,同时,系统还要求再选择一个平面为参照平面。草绘平面和参照平面选定后,系统方可将草绘平面转正,也就是将草绘平面转向屏幕的正方向。这样就可以在草绘平面上作图了。(2)生成三维实体模型Pro/E是基于实体特征来生成三维实体模型的。机械产品的零部件、家用电器的外壳等在几何外观上都存在相类似的一些几何特征,比如拉伸特征、旋转特征、倒角特征、加强筋特征、孔特征、壳特征、扫描特征等。当轮廓图形建立之后就可以把这些特征指定给实体模型,系统会自动的把特征加到实体模型上面。同许多三维建模软件一样,参数化建模方法同样是对模型施加修改项。例如尺寸驱动修改、布尔运算、再次施加特征操作及特征的阵列复制等。可以说,参数化建模的过程就是一个特征集合、尺寸修改的过程。这也体现了工业产品的设计过程就是一个不断修改、不断完善的过程。由于是实体化三维建模,所以在设计过程中,任何对模型的修改过程都会实时的、立体的反馈给设计人员。同时系统还会发出信息,指出哪些修改存在问题,如何解决。这样将会使设计效率极大的提高。(3)进行组件的各项设计在正规的产品设计过程中,很多机械装置是由很多各种零部件有机装配起来的组合产品。Pro/E系统则为用户提供了组件模块来完成组合产品的装配工作。组件操作的各项功能能够完成大型的、复杂的机械产品的参数化设计。采用参数化设计重要的是使计算机理解设计意图。设计意图就是通过所定义的几何约束和尺寸驱动来表达的。产品设计初期的概念化模型制作是用3DSMA软件,主要是利用它的无约束自由建模的特点。这个软件还有一个强大的渲染器及材质贴图制作系统。利用3DSMAX这一特点,可以进行产品的仿真设计。也就是说,在产品没有制造之前,可以用计算机把产品模型渲染、输出成仿真的虚拟产品。以前,在产品的设计图纸完成后,为了让人们看到最终的产品造型,通常用手工做成模型,用以展示所设计的产品。这样的模型做起来费工费时,成本高,且修改也不易。工程设计问题本质上是一个约束满足问题。约束是一种描述对象所必须满足的某种特定关系的断言。约束从宏观上可分为几何约束与工程约束。所谓几何约束从性质上可分为尺寸约束与结构约束。尺寸约束是指固定几何元素之间相对位置的约束,结构约束是指拓扑与结构上的约束。
4轿车设计过程
以轿车为例来近一步说明计算机概念化设计的过程,参考了相关的图片资料,充分发挥设计师的想象能力。借鉴优秀的汽车产品造型特点。同时还要构想自己的一些设计想法,形成一个新的设计方案。建模过程中,把握了它的主要特征。外形大体确定之后,利用自顶向下设计的原则,依据机体外形来设计它的内部结构。为了向人们展示设计思路,可以采用渲染技术,由表及里地展示整个模型。为了有一个更直观的了解,也可以将概念模型放置到一个仿真的虚拟景观当中。(1)建立车体的三视图,如图1所示。(2)依据曲线生成一个侧曲面,对侧曲面进行编辑。如图2所示。③在前视图画两条用于进行矢量投影的曲线,如图5所示的白色曲线。④点选S1曲面,将两条曲线结合。⑤在变动命令面板中选择(建立曲线次物体)选项,打开建立曲线次物体面板,单击矢量投影曲线按钮,分别对两条曲线进行投影和剪切。剪切出的两个区域分别为前大灯部分和通风口,引擎盖制作完成,如图6所示。(4)用同样的方法进行车体的其他部分设计,最终设计效果如图7所示。图7轿车模型图在这个基础之上,又进行了第二阶段的参数化建模,使这个模型在尺寸约束条件下确定下来。
关键词:产品设计数据库;图文档管理;通用零件库
潞安机械公司根据本单位的产品结构和设计研发现状,开发出切合本单位实际的产品数据库管理系统,促进了机械公司向专业化、规模化、数字化方向发展。即在现用的CAXA软件基础上引进了CAXA图文档数据管理系统,用来管理所有与产品相关的信息和所有与产品设计相关的过程。
1CAXA图文档管理系统的功能特点
CAXA图文档管理系统主要具备以下功能:文档管理、产品结构管理、设计检索和零件库等功能。主要解决的是文档内容的快速浏览、快速索引和查询,文档的安全性、一致性和版本管理,文档组织结构定义和管理等方面的问题。利用这些功能特点对图纸设计进行管理。
2CAXA图文档管理系统在实际中的应用
2.1明确责权范围,分权限管理
CAXA图文档提供完备的权限管理模式,能将权限的设置工作分解到不同层次的组织管理者,在安全和效率的平衡上有一个很好的解决方案。为了方便日常管理,机械公司针对不同级别的工作人员进行不同的授权。总工程师具有最高权限:可以对产品的大类、产品、产品总装以及零部件进行建立、删除,数据及图纸的导入导出;工程师的权限:可以对产品、产品总装进行建立、删除;而普通科员的权限仅为浏览、创建零件、编辑、出入库、复制、打印等一些基本的应用功能。
2.2实现技术文件的共享和统一管理
CAXA图文档把所有的产品图纸和工艺文件统一存放在服务器中,并清楚地记录了是谁,在什么时候上传的图纸等详细资料,并提供对图纸快速浏览的工具。以前产品图纸都存放在个人电脑中,一旦技术人员调离,查找图纸就十分困难。将图纸导入图文档,通过查询功能,就可以快速找到所需要的图纸。有时也会出现这样一种情况:客户传真来图纸订做产品,由于纸质图纸保存不当,一旦和客户发生争议就无据可循。现在由于把所有传真文件和产品图纸都存放到图文档中,有效地解决了这个问题。
2.3有序的文件版本控制
在企业的生产运营过程中,产品图纸有时需要作变更设计,经多次变更设计后,图纸的变更信息不能及时反映到其它部门,而CAXA图文档有着很优秀的图纸版本控制功能,见图1。图文档可以记录每次修改时间、修改人、修改原因,当前版本是哪个,还可以查看所有的历史图纸,详细记录了图纸的所有变更过程。每一次对图纸、文件的出库、入库以及修改都会在文档的工作版本情况中产生一个新的文档版本,同时旧版本的文档信息仍旧保留在产品数据管理的数据库中,而且可以根据设计对象所处的不同状态,形成不同版本的状态名。其一般形式为a.1、a.2、a.3......,以此来记录产品图纸的设计过程和演变过程。
2.4实现清晰的产品结构
在采用图文档管理系统以前,机械公司的产品组成关系比较笼统,经常出现图纸上标识的零配件与实际使用的不相符合等情况,图纸等资料只能靠熟悉情况的工作人员来进行管理。可是,在实际的生产过程中,一旦熟悉资料情况的工作人员不在时,其他有需要使用的工作人员则要花费大量时间和精力去查询已有图纸,这就大大降低了员工的工作效率。CAXA图文档的产品结构树中可以清晰明了地表示产品的组成关系,使得这个问题得到完美解决,有力地促进了企业的信息化管理。
2.5建立通用零件库
模块化设计是产品设计开发过程中的重点和关键,即充分利用标准化的原理和方法,提高产品零部件的标准化程度,最终形成产品图纸的系列化和模块化。这种方法可以用最少种类的零件,设计出尽可能多的成品,使企业在运营中产品的总成本降到最低。借着开发图文档的机会,潞安机械公司通过对液压支架销轴类、立柱千斤顶,胶带机托辊等技术进行全面的分析和研究后,形成了液压支架销轴类、立柱千斤顶、托辊标准件等一系列的标准化的零件库,避免了在产品设计过程中重复出图纸,提高了产品的设计效率。
3结语
关键词:项目驱动;实践教学;工业设计;自主学习;创新能力
中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:1671―1580(2014)02―0097―03
近两年来,随着我国《国家中长期教育改革与发展规划纲要(2010~2020年)》对提高人才培养质量的要求和企业对自主设计研发人才的需求,高等学校正在逐步转变教育思想,重新定位教师角色,由此对研究型教学、项目驱动、讨论式教学的研讨和探索成为教学改革的热点。随着国内高等教育逐步迈向高水准,深入探索面向研究型教学的系统方法和评价体系,推动向“研究型大学”的转变,是高校实现向国际一流教学研究机构跨越式发展的必由之路。“项目驱动式”作为研究型教学的主要方法之一,是国外先进教学普遍采用的教学方法,欧美大学中大量课程是以项目驱动的研究型课程。国内高等教育在开展项目驱动、研究型教学方面起步较晚,我们无论在教学理念、过程及方法上,与国外大学相比都存在一定差距。因此,针对高等学校工程和设计类创新人才培养中存在的种种问题,我们在工业设计专业的课程中开展了一系列有关项目驱动式教学方法的改革措施。本文着重讨论在《产品设计》系列课程中如何开展项目驱动式实践教学。
一、项目驱动式教学现存的问题
1.对以项目驱动的实践教学定位过低
实践不仅仅是“提高动手能力”,实践是全面培养人格、人文和能力的主要途径,实践是培养专业思维行为方式的唯一有效途径,实践是学真本事的唯一途径,实践也是激发开拓探索创新能力唯一有效的途径[1]。
2.很多项目驱动教学中教师仍然没有摆脱“喂奶瓶”、“保姆式”的传统思维,项目往往是由教师提出的,学生缺乏选题训练,实际上选题是科研活动中最难的环节
项目过程中学生遇到问题,也是由教师想办法解决。项目驱动式教学是要建立学生自主做事的环境,而不是教师代替学生做事。这也是造成学生能力和责任感低下的主要原因。
3.项目缺乏企业实际工程背景,学生在设计过程中缺乏考虑企业真实情况下遇到的各种复杂问题
和我国其他专业一样,工业设计的大多数教师本身就缺乏实践,不会设计产品,不了解企业实际,设计作品变成了“纸上谈兵”,“闭门造车”,最终停留于纸上。
4.结果缺乏实际应用或企业评价
项目的最终考核仍然由教师完成。是否被企业认可、是否产品化应作为项目结果评价的主要依据。
二、开展项目驱动式教学的目的
工业设计专业课程教学最重要的两个问题是:设计什么,如何设计。传统教学方法是传授各种设计技能。设计专业最大的忌讳就是模仿,而这些设计技能课程几乎都在传授模仿技能,模仿无法培养设计专业所需的创新能力和思维方式,项目驱动的实践教学是解决这一问题的唯一途径。项目驱动式教学强调过程性知识和面向未来企业要求的工程师标准。其目的是培养学生今后从事职业工作所需的基本人文素质、行动能力和认知能力[2]。
项目驱动是利用企业真实的设计项目和科研项目驱动教学,目的是为了克服纸上谈兵。主要是为了解决以下问题[3]:
1.如何寻找和确定研究课题或设计项目。技术科学的价值在于发现和解决国民经济中的技术与管理方面的普遍性问题和难点性问题,要求学生到社会实践和专业实践中去寻找和解决问题。科研和生产中找课题是最难的环节。
2.项目驱动迫使学生参与实践。传统教学中的一些习题、实验、课程设计脱离实际,逐渐变成闭门造车。解决办法之一就是用企业实际项目和科研项目作为专业课程的训练内容,学生进行行业、企业调查,承担真实设计项目,通过在项目完成过程中遇到的各种实际问题,让学生了解真实设计过程。
三、项目驱动式教学改革内容
西安交通大学工业设计系在开设研究型课程中经过了十余年的积极探索,已经建立了数门具有独特设计思维体系的研究型课程。研究型课程教学过程的共同特点是把传授陈述性知识转变为带领学生自主选题,以项目驱动掌握过程性知识;主要的学习途径是调查、实验和讨论,探索全局性知识。本专业主干课程――《产品设计》系列课程的教学改革,旨在落实卓越工程师教育培养计划,与企业紧密结合,进一步探索校企合作的项目驱动实践教学模式。同时通过与企业、创业团队、产品孵化平台等建立合作机制,实现创新设计方案的产品化过程。
本次教学改革的具体内容包括:
1.建立自主的开放做事环境。项目驱动的实质是“干中学(learning by doing)”[4],项目驱动教学应该在和谐开放的教育氛围中实施。教师需要思考如何跳出自身知识体系的局限,充分发挥学生自主学习能力和动机。教学过程应该按照动机心理学从设计过程的目的动机、计划、实施、评价这四方面展开[5]。根据人才培养目标以及具体的教学任务,引导学生自主建立团队,选择可行的实施项目,制定项目实施的相关方案、计划和进度。通过企业实践、合作项目、企业调研参观、学生实习等方法,进一步探索校企合作的课程教学模式,为学生提供除课堂外的多种教学实践环境。
2.建立校企合作的课程培养体系。项目驱动不仅是把企业真实课题带入课堂教学,而且还要让学生真正参与企业的设计项目,或者由学生独立承担企业的设计课题[6]。在项目驱动教学中,由教师和企业设计师共同负责指导学生,教师指导学生的过程也是教师了解企业、行业情况,丰富设计经验的过程。学生参与企业的设计项目,让学生了解企业的设计流程,多方面考虑问题,学会沟通合作。包括建立校企教学团队,共同制定课程大纲,制定详细的课程内容,建立教学评价方法等内容。
(1)按照卓越工程师的标准,建立课程培养目标:我们调查国内外高端企业对工业设计从业人员的要求,提出工业设计专业卓越工程师应具备的人文素质和专业能力。人文素质包括团队合作、沟通能力、全局眼光、责任心、积极主动、自学能力、抗压能力、诚信、探索创新和领导能力等。专业能力包括全局规划、设计调查、设计定位、设计实施、设计评价和设计管理等环节的职业能力。在课程的具体培养目标中,我们通过项目驱动培养学生能够从企业全局、技术及生产工艺、市场、用户的需求等方面规划项目,能够通过设计调查分析建立详细设计规格,胜任产品外观、结构、模具设计的能力,能够进行项目组织、管理、成本与质量控制。
(2)制定详细的课程内容:明确校企教师的教学环节和内容。由学生自己选题,自己选择学校或企业的指导教师,学生在导师的指导下,通过完成设计项目或企业设计课题,逐步掌握各种产品从设计调研、设计立项、部件选型,到外观设计、结构设计和模具设计,以及样机制作、测试的完整过程;或通过实际项目,掌握软件设计的基本过程,包括用户需求调查分析、建立系统架构、软件逻辑设计、详细设计、交互流程设计、图形界面设计、程序设计、测试评估。能够初步掌握产品规划的整体思路,编写项目经济与技术分析总结报告,制定产品的推广策略的方案。
(3)建立教学评价方法:通过课程互动建立关于教学效果的反馈机制,教师掌握每个学生的能力特点,随时给予有针对性的指导。学生学习效果的考核,不仅看学生掌握知识的程度,更重要的是评估学生在人文素质、认知能力和行动能力方面的提升。根据承担项目的难易程度,完成结果对企业的实际贡献,以及设计作品是否产品化作为课程成绩的主要依据。
3.建立实践经验丰富的师资队伍。由学校和企业共建的教学团队中,校内教师要求有丰富的工程实践背景,承担过企业的设计项目,与企业有长期科技合作经历。校外企业导师,要求至少是中级以上专业技术人员。教师必须具有长远眼光,在价值观念和专业思维方向走在时代前面,这样才能对学生有启发作用。教师必须能够向学生示范专业思维行为方式,具备全局思维能力和行动能力,因此教师必须承担过企业实际的设计项目。通过项目驱动,促使青年教师进一步丰富实践经验。
四、课程教学过程
该课程以学生实践为主,大约占90%学时。实践环节主要包括企业参观、实习、市场调查、用户调查、设计实施、产品原型制作及测试等。
1.选题
自主选题的训练是为了使学生具备全局规划能力:能够从未来长远愿景规划下一时代的可持续发展、低碳科技、生态循环策略;能够胜任新产品开发,从行业、企业策略角度预测规划产品;能够进行项目规划和预算,从生产制造角度设计产品;能够从市场策略规划产品;能够准确把握并预测用户需求。只有学会探索未知问题,才能摆脱跟随式思维,才能为企业提高自主创新能力。
如何选题?没有权威,没有系统知识,针对问题自己思考,自己建立方法。选题的过程是不断尝试、探索、发现问题的过程。教师通过讲座、带领学生参观、调查、讨论,使学生了解某产品的设计思想和国内外行业发展趋势;通过产品案例,让学生开展讨论,分析产品设计的优缺点,促使学生发现产品设计的问题;学生通过调查企业产品设计策略、用户和市场对产品的需求,逐渐形成新的设计思想,并通过讨论、技术可行性、经济性分析等确定选题的可行性。最终提出项目计划书。《产品设计》系列课程分三个学期完成,设计对象涉及家电产品、仪器仪表、医疗产品、数字电子产品、交通工具、数控机床等产品大类。
2.设计实施
(1)设计调查
通过调查用户、市场和技术,分析得出产品的设计目标,制定设计指南。
(2)产品概念设计
将创新概念转化为设计方案,把人因素和美学融入到产品功能设计和机械设计中,提出全面的设计解决方案,将设计调查结果转化为产品设计信息、研发要求、规格定义、实际生产工艺和价格目标。包括产生概念方案、方案选择、概念测试,最终确定产品的设计规格几个阶段。
(3)产品结构设计
通过企业实习、参观,企业导师指导,参与企业设计项目,了解产品开发周期,熟悉常见的材料、加工和表面处理等制造工艺的相关知识。通过产品拆装、功能结构分析,积累典型产品结构设计经验。最终将相关的工程技术知识运用到项目中,完成产品的结构和模具设计。
(4)原型测试
原型的主要作用是探索是否符合用户需求,是否能正常工作;通过产品与相关设计开发人员、用户、市场人员进行交流;通过原型集成实现各功能的产品子系统及组件。原型包括产品的外观原型、分析原型、完整产品或部分功能的实体化原型。对原型的测试包括单一或综合功能的可行性测试,结构和性能的可靠性测试。这一阶段学生首先需要按照设计方案实际制作出不同的原型,设计不同的实验及方法对不同结构装置、材料、整体模型进行测试,最终实现对产品各个设计目标的验证。
3.设计评价
所完成的设计项目最终是否产品化是评价该课程改革效果的主要指标。设计方案不停留于纸上,设计活动不局限于校内。目前我们已经建立了一些与企业、创业团队、产品孵化平台等的合作关系,利用其生产和市场渠道,同时设计方案经过不断改进最终转化为产品。
五、结论
目前我国处于经济转型时期,为了提高自主创新能力,企业急需大量工业设计相关人才,而国内的教育水准和企业社会需求之间还存在着一定差距。我系在工业设计专业课程中开展项目驱动式教学改革研究,建立了校企合作、产品孵化等新模式,所培养的学生在人文素质和专业能力方面有了全面提升,学生能够胜任工业设计师的职业需求。
[参考文献]
[1]李乐山.研究型大学探索:PHA教育模式的理念与实践[J].西安交通大学学报(社科版),2004(01).
[2]李乐山.高等学校开设研究型课程的新思维[J].西安交通大学学报(社科版),2004(02).
[3]李乐山.高等学校进行研究型教学的方法与意义[J].西安交通大学学报(社科版),2008(01).
[4]李乐山.工业设计心理学[M].北京:高等教育出版社,2004.
[关键词]数字样机技术,工程设计,应用研究
中图分类号:TB21 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)15-0382-01
一、前言
数字样机技术是使用数字代替实物进行产品数字化设计的技术。使用数字样机能够快速灵活的进行设计,而且更加有真实感。并且能够缩短研发周期,降低成本。
二、虚拟样机技术的概念
虚拟样机技术是一种通过综合运用计算机辅助设计中先进的建模、信息管理和多领域仿真等对产品进行设计和分析的方法。利用虚拟样机技术建立产品计算机模型,对模型进行仿真分析,根据分析结果指导产品的后续研发以及产品的改进设计;同时可以分析机械产品在不同应用环境下的整体性能,进而对产品的质量性能进行评价。
在以往的机械产品研发过程中,对方案进行论证、根据经验进行初步的设计、后续的细节进一步修正或改进设计等一系列流程总是在不断的循环讨论当中。为了验证设计是否合理、可行,功能能否实现,还需要对物理样机进行多次的测试实验,根据实验结果,再对产品的设计方案进行改进,同时再次制造或改进物理样机进行实验以达到设计的要求。在机械产品设计和研发中应用数字化的虚拟样机技术改变了产品设计样机建造测试评估反馈设计的传统设计流程,避免了物理样机的生产及其修改加工,节约了设计研发成本。通过数字化的计算机辅助设计技术,可迅速缩短产品开发周期,同时也有利于不同设计工作的协同进行。
三、虚拟样机技术的特点
机械产品的设计是一个不断的循环过程。为了验证设计方案是否合理,需要制造样机进行性能测试,但设计过程中往往需要对设计及样机进行多次改进,才能获得符合要求的设计方案,这种设计方法往往耗时、耗力、耗物。
利用虚拟样机技术对机械产品进行的设计研发是一个并行的过程。通过对多种设计方案进行如有限元、运动学和动力学等仿真分析,对仿真结果比较,最终确定一个最优化的方案,产品研发周期短,研发成本低,有效地提高了产品质量。
1、全新的研发模式
传统的产品设计研发是一个串行的过程,而采用虚拟样机技术则可以实现产品不同设计工作的同时进行,通过仿真得到产品在不同使用环境下的动态响应,进而评价不同设计方案可行性。
2、产品研发周期短、成本低、质量高
基于虚拟仿真平台建立初步设计完成后的产品模型,对所建模型进行多次仿真试验,这样省去了样机的制作时间,缩短产品开发周期,同时也能够提高产品的质量和性能。
3、实现动态设计的重要手段
企业间可以通过网络将各自的产品的信息进行传递,以便双方就一些产品设计信息进行交流,同时可以就设计问题进行讨论,实现了不同时间、地点、人员对产品设计的进行。
4、支持产品的全方位测试、分析与评估
利用虚拟样机技术对产品在不同应用环境下的动态响应进行仿真,根据结果对产品结构进行分析,得到产品全方位的测试结果,有利于对产品进行全方位的分析和评估。
四、应用现状
数字样机技术在一些工程设计与制造技术较发达国家,如美国、德国、日本等已得到广泛的应用,应用领域从汽车制造业、航空航天业、国防工业到人机工程学、医学以及工程咨询等很多方面。所涉及的产品从庞大的卡车到照相机的快门、火箭到轮船的锚链。在各个领域里,针对各种产品,数字样机技术都为用户节约了开支、时间并提供了满意的设计方案。采用虚拟现实技术,基于数字样机软件,借助VR外设工具可对产品的不同层面(零部件级、组件级、系统级)进行数字化样机装配和维护,实现具有沉浸感的产品装配与维护,对产品装配性能、装配工艺性和维护性进行评估和优化,在设计阶段验证产品的装配和维护性能。如在宝马汽车公司,虚拟装配被用于验证整车装配,在整车总计806个装配操作中,有494个操作得到评估,并且据此制定了标准的操作规程。该公司为车门的装配操作设计了一个虚拟装配系统。该系统能够识别语言输入,完成相应的操作,当发生干涉碰撞时,能够发出声音报警。
洛克希德马丁在战斗机系统F-16项目研究中,为了解决F-16维护性和人因学方面的技术问题,公司经过多次论证,淘汰了基于金属实物模型方案,转而利用数字样机进行维护性和人因学设计评估与验证,从经济角度看,飞机装置的一次重新设计和样式翻新所
需要的金属模型的造价就会超出一个虚拟维修系统的费用。虚拟维护的其他优势还在于它比金属模型更能够缩短研制进度。利用金属模型的时候,设计组对模型进行设计审查的准备工作要花费数周时间;而利用虚拟维护系统,在几天内就可以将模型转换成虚拟维修模型,在一周内就可以将详细的分析结果返回到设计组。通过利用数字样机技术,极大地改善了维修性设计技术手段,该公司提出在以后的飞机维修性设计与分析中要广泛采用数字样机技术。
五、虚拟样机技术在机械领域的应用
产品的设计流程包含结构设计、结构有限元分析、系统运动学与动力学分析、控制系统设计、虚拟样机作业过程模拟、系统稳定性与安全性评价、系统故障预测及冗余设计等。该设计过程在设计初期就充分考虑结构系统与控制系统的相互耦合作用,并进行产品作业全过程的计算机模拟,预测产品的性能、寿命及可靠性,从而缩短了开发周期,降低产品开发成本和开发风险。
1.虚拟样机技术软件
比较有影响的有美国MSC公司的ADAMS、比利时LMS公司的DADS以及德国航天局的SIMPACK。ADAMS占据市场50%以上份额。其他软件还有:WorkingModel、Flow3D、IDEAS、Phoenics、ANSYS和Pamcrash。ADAMS(AutomaticDynamicAnalysisMechanicalSystem)软件是美国MDI公司(现已并入MSC公司)开发的机械系统动力学仿真分析软件,是目前世界上最具权威的,使用最广的机械动力学分析软件。ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。包括ADAMS/ViewADAMS/Solver及其他扩展模块
2.虚拟样机技术在机械系统中有三种不同性质的分析
(1)机械系统的静力学分析:刚性系统。(2)机械系统的运动学分析:主要涉及系统及其构件的运动分析。当机构的自由度=0时,进行运动学分析。(3)机械系统的动力学分析:主要涉及由外力作用引起的系统运动分析
当机构的自由度>0时,进行动力学分析。主要有基于运动学和动力学可靠性分析技术:基于运动学和动力学虚拟样机制造技术;基于运动学和动力学结构综合优化技术;基于运动学和动力学机构优化分析技术(如多连杆杆系分析);运动学和动力学设备故障分析技术;下面就我们机械压力机的曲柄连杆结构用虚拟样机如果处理来举例一下:
六、结束语
数字样机技术是使用数字代替实物进行产品数字化设计的技术,被广泛的应用。使用数字样机能够快速灵活的惊醒设计,而且更加有真实感。并且能够说短研发周期,降低成本。
参考文献
[1] 刘国昌,韩虎.基于ADAMS协同仿真技术的研究与实现[J].起重运输机械,2010(6):38-40.
用户需求主导着PC产业的发展,宏碁商祺也遵循着市场经济的规则因需而改变着,一方面不断地推出新品以满足用户进一步深化的应用体验,另一方面不断调整架构以应对市场越来越细分化的需求,推进ATM行销模式,为市场细分做好了战斗的准备。
PC方案时代的到来
回顾商用PC市场发展的历程,用户需求的变化已经从简单的产品发展为集成,再到现在的一个全新的阶段——解决方案阶段,因而厂商们开始探询全新的创新行销模式,以应对用户的细分需求。一方面,要准确把握用户需求,在产品设计上要符合特定群体的消费习惯、应用需求、消费水平及其个性化心理等;另一方面,在需求把握的基础上还应不断提升自身的创新能力、制造能力与资源整合能力。通过遍布全国、深入各级城市的经销商和系统集成商,宏碁商祺建立了向下销售产品、向上传递信息均非常顺畅的销售渠道。用户可将各自的需求传递给宏碁商祺,借助原厂产品设计和方案制定方面的优势,每个用户均可获得满足自身需求的直接定制方案,其效率不言而喻。
坚定行销模式
早在1年多以前,针对SMB市场细分的趋势,宏碁商祺在转型发展中,就提出了ATM行销模式,以应对市场变化带来的挑战。“ATM”是3个英文单词首字母的组合。A:Accuracy,精准度;T:Total,全面的产品和方案;M:Moving sale,主动行销。