企業(yè)信息化概論教師：劉穎重慶大學(xué)機械工程學(xué)院3.1.1產(chǎn)品研發(fā)與制造信息化3.1.1.1計算機輔助設(shè)計CAD3.1.1.2計算機輔助制造CAM3.1.1.3計算機輔助工藝規(guī)程CAPP3.1.1.4計算機輔助工程CAE

3.1.1.5產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM3.1.1.6虛擬制造3.1.1.7并行設(shè)計技術(shù)3.1.1.8快速原型制造技術(shù)

3.1.1.9成組技術(shù)3.1.1.10數(shù)控技術(shù)3.1.1.11工業(yè)機器人3.1.1.12自動物料儲運系統(tǒng)3.1.1.13柔性制造單元與系統(tǒng)3.1.1.4計算機輔助工程CAE

CAE技術(shù)帶給制造業(yè)的沖擊

——傳統(tǒng)的設(shè)計過程為什么提出CAE？概念設(shè)計詳細(xì)設(shè)計物理樣機試制樣機的測試、評估物理樣機評估:a)費用b)性能c)質(zhì)量d)生產(chǎn)性定型生產(chǎn)符合設(shè)計要求嗎?概念設(shè)計有還有時間和經(jīng)費嗎?符合不符合詳細(xì)設(shè)計沒有或不足大循環(huán)過程:重新設(shè)計3.1.1.4計算機輔助工程CAE

CAE技術(shù)帶給用戶的沖擊

——現(xiàn)代設(shè)計過程概念設(shè)計及初步評估實體建模,參數(shù)定義網(wǎng)格生成計算機運算詳細(xì)設(shè)計概念設(shè)計詳細(xì)設(shè)計物理樣機試制樣機的測試、評估概念設(shè)計詳細(xì)設(shè)計物理樣機測試,評估壓縮設(shè)計周期40-70%物理樣機最終確認(rèn):a)費用b)性能c)質(zhì)量d)生產(chǎn)性e)使用壽命小循環(huán)過程:評估:a)費用b)性能c)質(zhì)量d)生產(chǎn)性e)壽命評估節(jié)省設(shè)計費用10-45%3.1.1.4計算機輔助工程CAE

（一）基本概念CAE求解器前處理－模型準(zhǔn)備后處理－方案評估CAE：主要是指用計算機對工程和產(chǎn)品進(jìn)行性能和安全可靠性分析和優(yōu)化；對產(chǎn)品未來的工作狀態(tài)和運行行為進(jìn)行模擬，及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷，并證實未來工程、產(chǎn)品功能和性能的可用性與可靠性。3.1.1.4計算機輔助工程CAE

（二）CAE作用和核心思想

CAE(ComputerAidedEngineering)是用計算機輔助求解復(fù)雜工程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強度、剛度、屈曲穩(wěn)定性、動力響應(yīng)、熱傳導(dǎo)、三維多體接觸、彈塑性等力學(xué)性能的分析計算以及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè)計等問題的一種近似數(shù)值分析方法。CAE系統(tǒng)的核心思想是結(jié)構(gòu)的離散化，就是將實際結(jié)構(gòu)離散為有限數(shù)目的規(guī)則單元組合體，實際結(jié)構(gòu)的物理性能可以通過對離散體進(jìn)行分析，得出滿足工程精度的近似結(jié)果來替代對實際結(jié)構(gòu)的分析。CAE的前處理：采用CAD技術(shù)來建立CAE的幾何模型和物理模型，完成分析數(shù)據(jù)的輸入CAE的后處理：CAE的結(jié)果也需要用CAD技術(shù)生成形象的圖形輸出，如生成位移圖、應(yīng)力、溫度、壓力分布的等值線圖，表示應(yīng)力、溫度、壓力分布的彩色明暗圖，以及隨機械載荷和溫度載荷變化生成位移、應(yīng)力、溫度、壓力等分布的動態(tài)顯示圖。3.1.1.4計算機輔助工程CAE

（三）CAE的應(yīng)用靜力分析及應(yīng)用失穩(wěn)分析及應(yīng)用模態(tài)分析及應(yīng)用動力分析及應(yīng)用傳熱及熱應(yīng)力分析優(yōu)化及工藝仿真分析3.1.1.4計算機輔助工程CAE

（四）常用CAE軟件ANSYS分析軟件結(jié)構(gòu)非線性分析、電磁分析、流體動力學(xué)分析、設(shè)計優(yōu)化、接觸分析、自適應(yīng)網(wǎng)格劃分。NASTRAN分析軟件

基本分析模塊、動力學(xué)分析模塊、熱傳導(dǎo)模塊、非線性分析模塊、設(shè)計靈敏度分析及優(yōu)化模塊、超單元分析模塊、氣動彈性分析模塊、DMAP用戶開發(fā)工具模塊及高級對稱分析模塊。MARC分析軟件是功能齊全的高級非線性有限元軟件，線性/非線性靜力分析、模態(tài)分析、簡諧響應(yīng)分析、頻譜分析、隨機振動分析、動力響應(yīng)分析、自動的靜/動力接觸、屈曲/失穩(wěn)、失效和破壞分析等。Fatigue分析軟件用于耐久性疲勞壽命預(yù)測仿真軟件。全壽命及初始裂紋分析、裂紋擴展分析、多軸初始裂紋分析、振動疲勞分析、點焊的疲勞壽命分析、虛擬應(yīng)變片測量、高級疲勞和加載功能Pamcrash，專門的碰撞研究軟件LS-DYNA，強大的動態(tài)問題求解器，專門汽車分析模塊Moldflow，模流分析軟件AutoForm，鈑金沖壓，特別是拉深分析軟件Madymo，汽車安全系統(tǒng)，如氣囊，安全帶整車碰撞性能分析軟件Hyperworks，主要做前處理（分單元加載荷加約束）和后處理（看輸出結(jié)果和仿真）Abaqus，強大的非線性復(fù)雜動態(tài)問題求解器，專門汽車分析模塊，

3.1.1.4計算機輔助工程CAE

（五）案例發(fā)動機曲軸的有限元網(wǎng)格劃分3.1.1.4計算機輔助工程CAE

（五）案例3.1.1.4計算機輔助工程CAE

（五）案例包絡(luò)空間分析產(chǎn)品裝配過程仿真3.1.1.4計算機輔助工程CAE

——前50階柔性模態(tài)（長安之星）3.1.1.4計算機輔助工程CAE

--長安之星車身Von-Misses應(yīng)力響應(yīng)歷程

3.1.1.4計算機輔助工程CAE

（五）案例包絡(luò)空間分析產(chǎn)品裝配過程仿真3.1.1.4計算機輔助工程CAE

（五）案例渦輪增壓發(fā)動機活塞的溫度場分析活塞零件三維實體模型三維有限元模型分析、計算結(jié)果3.1.1產(chǎn)品研發(fā)與制造信息化3.1.1.1計算機輔助設(shè)計CAD3.1.1.2計算機輔助制造CAM3.1.1.3計算機輔助工藝規(guī)程CAPP3.1.1.4計算機輔助工程CAE3.1.1.5產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM3.1.1.6虛擬制造3.1.1.7并行設(shè)計技術(shù)3.1.1.8快速原型制造技術(shù)

3.1.1.9成組技術(shù)3.1.1.10數(shù)控技術(shù)3.1.1.11工業(yè)機器人3.1.1.12自動物料儲運系統(tǒng)3.1.1.13柔性制造單元與系統(tǒng)3.1.1.5產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM

（一）概念

PDM系統(tǒng)目的在于解決大量工程圖紙、技術(shù)文檔以及CAD文件的計算機化管理問題、工作流程管理問題、信息集成以及共享問題。PDM是一門管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和所有與產(chǎn)品相關(guān)的過程的技術(shù)。（1）與產(chǎn)品相關(guān)的所有信息，即描述產(chǎn)品的各種信息，包括部件信息、結(jié)構(gòu)配置、文件、CAD檔案、審批信息等。（2）與產(chǎn)品相關(guān)的所有過程，即對這些過程的定義和管理，包括信息的審批和分配。3.1.1.5產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM

（二）PDM系統(tǒng)的主要功能（1）電子倉庫所謂電子倉庫，是在PDM中實現(xiàn)某種特定數(shù)據(jù)存儲機制的元數(shù)據(jù)(管理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù))庫及其管理系統(tǒng)。（包括數(shù)據(jù)和指針）電子倉庫是系統(tǒng)中最基本、最核心的功能，是實現(xiàn)系統(tǒng)中其他相關(guān)功能的基礎(chǔ)。電子倉庫功能：文件輸入輸出、按屬性搜索、動態(tài)瀏覽/導(dǎo)航、分布式文件管理、分布式倉庫管理、安全機制。（2）文檔管理文檔管理的對象在產(chǎn)品的整個生命周期中與產(chǎn)品相關(guān)的信息是多種多樣的。這些信息以文件或圖檔的形式存在，統(tǒng)稱為文檔。文檔管理的功能：文檔對象的瀏覽與導(dǎo)航、文檔的分類歸檔管理、版本管理、安全控制。3.1.1.5產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM

（二）PDM系統(tǒng)的主要功能（3）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和配置管理產(chǎn)品材料明細(xì)表（材料清單）的創(chuàng)建與修改;版本控制/版本修改;

支持對“零件和/或子部件被哪些部件采用”和“部件采用了哪些零件或子部件”的查詢;支持對產(chǎn)品文檔的查詢;產(chǎn)品材料明細(xì)表的多視圖管理;系列化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)視圖管理;支持規(guī)則驅(qū)動的配置。（4）工作流管理面向任務(wù)和變更的工作流管理;

規(guī)則驅(qū)動的結(jié)構(gòu)化工作流管理;

觸發(fā)器、提醒和報警；電子郵件接口管理；圖形化工作流設(shè)計工具。3.1.1.5產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM

（二）PDM系統(tǒng)的主要功能（5）集成開發(fā)接口（6）項目管理（7）電子協(xié)作（8）設(shè)計檢索和零件庫管理（9）實用化功能：通訊、傳遞、圖象服務(wù)等3.1.1.5產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM

（二）PDM系統(tǒng)的主要功能3.1.1.5產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM

（二）PDM系統(tǒng)的主要功能3.1.1.5產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM

（二）PDM系統(tǒng)的主要功能3.1.1.5產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM

（二）PDM系統(tǒng)的主要功能3.1.1.5產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM

（二）PDM系統(tǒng)的主要功能3.1.1.5產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM

（三）典型PDM軟件簡介軟件名稱出品者主要特色I(xiàn)MANEDS公司主要用于汽車、航空