汽車數(shù)字化設(shè)計(jì)

1、1第1章汽車數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)汽車數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)1.1概述概述1.2三維數(shù)字化建模技術(shù)三維數(shù)字化建模技術(shù)1.3數(shù)字化仿真技術(shù)1.4產(chǎn)品生命周期管理技術(shù)第1章汽車數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)汽車數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)由于不同品牌的同類汽車產(chǎn)品的性能趨同、開發(fā)和生產(chǎn)程序也趨同等原因，使得當(dāng)前汽車企業(yè)間的競爭核心由原來的產(chǎn)品質(zhì)量和成本等變成以最低的成本、在最短的時(shí)間內(nèi)提供適銷對(duì)路的高品質(zhì)新產(chǎn)品的研究、設(shè)計(jì)、開發(fā)能力。技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新能力成為汽車企業(yè)生存與發(fā)展的關(guān)鍵，

2、因此，新產(chǎn)品的研發(fā)在企業(yè)中的地位顯得尤為重要。提高企業(yè)新產(chǎn)品自主研發(fā)能力離不開高新技術(shù)的應(yīng)用，以CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）、CAE（計(jì)算機(jī)輔助工程分析）、CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）和PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）系統(tǒng)為基礎(chǔ)的集成數(shù)字化設(shè)計(jì)和虛擬開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為國際汽車工業(yè)發(fā)展的主要標(biāo)志之一。數(shù)字化及數(shù)字化生產(chǎn)方式是世界汽車制造業(yè)的發(fā)展趨勢，發(fā)展方向之一是汽車開發(fā)過程中的零實(shí)物驗(yàn)證，亦即在一個(gè)新車型的設(shè)計(jì)、開發(fā)的整個(gè)過程中，完全采用集成數(shù)字化設(shè)

3、計(jì)和虛擬開發(fā)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)方案優(yōu)化、性能仿真分析和驗(yàn)證評(píng)價(jià)，省去實(shí)物樣車制作和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。采用先進(jìn)的數(shù)字化設(shè)計(jì)和虛擬開發(fā)技術(shù)，福特和通用1999年宣布實(shí)現(xiàn)全新車型開發(fā)周期為22個(gè)月和24個(gè)月，最終目標(biāo)是12～18個(gè)月。為了實(shí)現(xiàn)高速度開發(fā)，美國三大汽車公司于2000年簽訂了共用零部件協(xié)議，通用公司提出在因特網(wǎng)環(huán)境采購零部件計(jì)劃，并提出了產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)與協(xié)同商務(wù)的概念(CollabativeProductDevelopmentCommerce)；

4、繼而德國大眾提出了平臺(tái)化技術(shù)，福特公司提出了零部件矩陣的概念；此后通用、大眾和豐田三大集團(tuán)協(xié)議共建部分標(biāo)準(zhǔn)零部件數(shù)據(jù)庫等。這些格局變化的目的，是實(shí)現(xiàn)零部件系列化、低成本和高質(zhì)量的開發(fā)。寶馬已經(jīng)可以在3個(gè)多月內(nèi)把一款新車的生產(chǎn)能力提高到峰值，這在10年前需要至少2～3年時(shí)間。寶馬集團(tuán)董事會(huì)成員、負(fù)責(zé)全球產(chǎn)品生產(chǎn)的NberReithofer博士說：“過去更新一個(gè)車型的生產(chǎn)線需要數(shù)月的時(shí)間，現(xiàn)在已不可同日而語。數(shù)字化設(shè)計(jì)與生產(chǎn)方法的應(yīng)用，使我

5、們可以更快地為顧客提供新的汽車產(chǎn)品?！盤DFcreatedwithpdfFactytrialversion3不難看出，汽車數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)是一個(gè)跨學(xué)科的綜合性技術(shù)，它包括汽車數(shù)字化定義、仿真、可視化、虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)據(jù)集成、優(yōu)化等。主要是指在計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，通過三維CADCAE軟件，建立完整的汽車數(shù)字化樣車（包括汽車本身及所包括的機(jī)械系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)、儀器儀表等配套產(chǎn)品），組成數(shù)字化樣車的每個(gè)部件除了準(zhǔn)確定義三維幾何圖形外，還賦有相互間的裝配關(guān)系、

6、技術(shù)關(guān)聯(lián)、工藝、公差、人力資源、材料、制造資源、成本等信息，數(shù)字樣車應(yīng)具有從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造到產(chǎn)品維護(hù)各階段所需的所有功能，為產(chǎn)品和流程開發(fā)以及從產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)到產(chǎn)品維護(hù)整個(gè)產(chǎn)品生命周期的信息交流和決策提供一個(gè)平臺(tái)。作為汽車工業(yè)重要環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，數(shù)字化技術(shù)主要體現(xiàn)在三維數(shù)字化建模技術(shù)、三維仿真技術(shù)和產(chǎn)品全生命周期的數(shù)據(jù)管理技術(shù)。2數(shù)字化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)數(shù)字化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)數(shù)字化設(shè)計(jì)具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）高效性三維設(shè)計(jì)直接反映設(shè)計(jì)人員的想法，自動(dòng)生成二維投

7、影視圖，簡化人工繪圖的工作量。三維模型和二維圖紙之間自動(dòng)保持尺寸一致，提高設(shè)計(jì)效率。（2）經(jīng)濟(jì)性數(shù)字樣車可以進(jìn)行干涉檢查、靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)、溫度場、電磁場、結(jié)構(gòu)碰撞等性能仿真，大大減少甚至取消實(shí)物樣車。（3）重用性汽車標(biāo)準(zhǔn)件、常用件、通用件和平臺(tái)產(chǎn)品等的數(shù)字化產(chǎn)品可以被相關(guān)人員重用，并可以不斷地對(duì)可重用的知識(shí)資產(chǎn)進(jìn)行優(yōu)化。（4）協(xié)同性在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代數(shù)字化信息的傳遞速度按照秒的量級(jí)計(jì)算，相比按小時(shí)計(jì)算的手工傳遞紙質(zhì)文件要高出成千上萬倍

8、。另外，一個(gè)數(shù)字化信息可以被不受數(shù)量和地點(diǎn)限制的人員同時(shí)訪問。有了上述兩個(gè)條件，使得不同專業(yè)、不同地點(diǎn)的設(shè)計(jì)人員開展實(shí)時(shí)的協(xié)同工作成為可能。（5）追溯性數(shù)字化設(shè)計(jì)過程中每一個(gè)里程碑均可以按照一定的規(guī)則保留下來。其中包括原始的設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)與變更的歷史和原因、各種仿真分析的結(jié)果、審批的過程與批示、各項(xiàng)任務(wù)開始與完成的日期等內(nèi)容。由此可見，采用數(shù)字化設(shè)計(jì)將極大地提高新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)能力。PDFcreatedwithpdfFactytrialve