专业导论(优秀课件

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1、2022-6-15专业导论(优秀课件1机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化专业导论专业导论-数字化设计部分数字化设计部分 陈新度陈新度 教授教授Email：2022-6-15专业导论(优秀课件2Questions？l 我们这个专业是做什么的？我们这个专业是做什么的？l 本专业最新的技术发展情况？本专业最新的技术发展情况？l 学校的师资情况、实验条件如何？学校的师资情况、实验条件如何？l 我应该在这四年中学些什么？我应该在这四年中学些什么？l 2022-6-15专业导论(优秀课件3第一章第一章 现代产品设计与开发过程现代产品设计与开发过程 1.1 制造业与产品设计制造业与产品设计 1.2

2、 产品设计的内涵产品设计的内涵 1.3 产品设计与开发过程产品设计与开发过程第二章第二章 现代产品设计方法与技术现代产品设计方法与技术 2.1 2.1 计算机辅助产品设计（计算机辅助产品设计（CADCAD） 2.2 2.2 计算机辅助工程（计算机辅助工程（CAECAE） 2.3 2.3 并行设计并行设计 2.4 2.4 虚拟设计虚拟设计主要内容主要内容2022-6-15专业导论(优秀课件41.1 制造业与产品设计制造业与产品设计1、制造业、制造业(Manufacturing Industry)的的地位地位制造业是国民经济的物质基础、国家安全的重要保障、国民经济高速增长的发动机及国家竞争力的主要

3、体现。 “日本、德国二战后发展奇迹”与“美国90年代对制造业的反思”第一章第一章 现代产品设计与开发过程现代产品设计与开发过程2022-6-15专业导论(优秀课件51、制造业的地位、制造业的地位l我国制造业已发展成为国民经济的重要组成部分，我国制造业已发展成为国民经济的重要组成部分，其工业增加值（全部制造业）已占其工业增加值（全部制造业）已占GDP的的35.75% l我国，制造业包括我国，制造业包括29个行业，占前六位的是：个行业，占前六位的是：电子及通信设备制造业交通运输设备制造业化学原料及化学制品制造业黑色金属冶炼及压延制造业电气机械及器材制造业及纺织业 第一章第一章 现代产品设计与开发过

4、程现代产品设计与开发过程2022-6-15专业导论(优秀课件62、中国制造、中国制造l中国已是世界制造大国，中国已是世界制造大国，2009年我国年我国GDP达达5.2万亿美元，万亿美元，居世界第二位，美国居世界第二位，美国14.5万万亿美元亿美元。l世界制造中心世界制造中心第一章第一章 现代产品设计与开发过程现代产品设计与开发过程2022-6-15专业导论(优秀课件7第一章第一章 现代产品设计与开发过程现代产品设计与开发过程中国制造业面临挑战中国制造业面临挑战- -自主创新能力弱自主创新能力弱我国制造业自主创新能力弱，缺乏核心技术和自主品牌，产品附加值低、竞争力不强，已成为制约我国制造业发展的

5、重要障碍。我国技术对外依存度高我国技术对外依存度高我国仅占世界制造业我国仅占世界制造业500500强的强的1.2%1.2% 我国制造业技术对外依存度高达我国制造业技术对外依存度高达50%50%，设备的投资中有，设备的投资中有60%60%需进口；需进口； 在世界制造业品牌在世界制造业品牌500500强中，我国仅占强中，我国仅占1.2%1.2% 工业产品新开发的技术约有工业产品新开发的技术约有70%70%属于外援性技术；属于外援性技术； 每年的发明专利数占世界的比重不到每年的发明专利数占世界的比重不到3%3%。2022-6-15专业导论(优秀课件8第一章第一章 现代产品设计与开发过程现代产品设计与

6、开发过程中国制造业面临挑战中国制造业面临挑战- -产业结构不合理产业结构不合理产业结构不合理，恶性同质化竞争严重，市场对外依存度高，产业集中度低，大量企业处于价值链低端，制约了我国制造业发展。 例如，钢铁产业集中度低，粗钢生产例如，钢铁产业集中度低，粗钢生产企业平均规模不足企业平均规模不足100100万吨，排名前万吨，排名前5 5位的企业钢产量仅占总量位的企业钢产量仅占总量28.5%28.5%；同；同质竞争严重，国内钢材多数品种市场质竞争严重，国内钢材多数品种市场饱和度超过饱和度超过100%100%，有的达到，有的达到140%140%以上；以上； 大量企业从事加工、组装，处于价值大量企业从事加

7、工、组装，处于价值链低端，严重依赖出口，对外依存度链低端，严重依赖出口，对外依存度已超过已超过60% 60% 加工、组装加工、组装研发、制造研发、制造核心核心技术技术美、日、西欧美、日、西欧韩国、中国台湾韩国、中国台湾我国总体产业我国总体产业上海市、北京市上海市、北京市2022-6-15专业导论(优秀课件9第一章第一章 现代产品设计与开发过程现代产品设计与开发过程 我国人均占有资源低于世界平均水平，对我国人均占有资源低于世界平均水平，对外依存度高外依存度高; ; 制造业能耗占全国一次能耗制造业能耗占全国一次能耗63%63%，单位产品，单位产品的能耗高出国际水平的能耗高出国际水平20%20%至至

8、30%30%；资源绩效；资源绩效居世界居世界5959个主要国家的倒数第位；个主要国家的倒数第位； 据世界银行估计，环境污染给中国带来相据世界银行估计，环境污染给中国带来相当于当于3.53.5-8-8的的GDPGDP损失，企业损失，企业7070造成造成的污染来源于制造业；的污染来源于制造业；我国人均资源占用量低NoImage我国资源对外依存度大资源环境压力大资源环境压力大 资源不足，对外依赖大；能源消耗大，利用率低；资源结资源不足，对外依赖大；能源消耗大，利用率低；资源结构不合理，环境保护压力大等已成为我国制造业现在和未来构不合理，环境保护压力大等已成为我国制造业现在和未来都必须面对问题。都必须

9、面对问题。2022-6-15专业导论(优秀课件10第一章第一章 现代产品设计与开发过程现代产品设计与开发过程物流社会化、专业化程度较低，制约制造业的发展物流社会化、专业化程度较低，制约制造业的发展 我国物流业社会化、专业化、集成化、协同化、标准化水我国物流业社会化、专业化、集成化、协同化、标准化水平低，物流技术基础差，服务能力弱等问题，严重制约物流平低，物流技术基础差，服务能力弱等问题，严重制约物流业与制造业的联动发展。业与制造业的联动发展。 物流费用占了货品总成本的物流费用占了货品总成本的30%30%左右，而发达国家不到左右，而发达国家不到10%10%； 物流专业化水平低，物流专业化水平低，

10、“大而全大而全”、“小而全小而全”的企业物流运作模式的企业物流运作模式还相当普遍；还相当普遍； 我国目前尚未建立起适应物流发展和物流业务运作的技术标准和工我国目前尚未建立起适应物流发展和物流业务运作的技术标准和工作标准体系（美国物流标准有作标准体系（美国物流标准有12001200余条，其中信息化余条，其中信息化123123条）。条）。2022-6-15专业导论(优秀课件113、世界制造、世界制造 VS. 世界设计中心世界设计中心产品设计产品设计国内的企业要想创建属于自己的品牌，不作他人的加工厂，真正从“中国制造”走向“中国设计”或“中国创造”，就要在产品创新上下功夫 第一章第一章 现代产品设计

11、与开发过程现代产品设计与开发过程2022-6-15专业导论(优秀课件121.2 产品设计的内涵产品设计的内涵 1. 产品的多样性产品的多样性第一章第一章 现代产品设计与开发过程现代产品设计与开发过程大和小大和小：由尺度上的长、大和重来构成制造业主要奋斗目标的历史阶段正在或已经逐渐将前沿锁定在尺度上的微、小和精细的新阶段。 -小，蕴含着物质结构的科学规律 -小，体现了不断加深的科学技术含量 -小，决定着已有产品的升级和革命性新产品的诞生。（摩尔定律） 所谓“小的是美妙的”，从一个侧面反映了理解未来科技重心的新理念。 2022-6-15专业导论(优秀课件131.2 产品设计的内涵产品设计的内涵 1

12、. 产品的多样性产品的多样性第一章第一章 现代产品设计与开发过程现代产品设计与开发过程大和小的辩证法：大和小的辩证法： 从重大精尖转向细小精微，指的是制造技术前沿的转化，难点的转移。从物理角度看，产品的大型化依然是重要发展方向之一，而从内涵看，则机械产品（包括大型产品）的关键和核心越来越体现在所谓的微小技术（Small-Tech）上，体现为专用芯片、控制器件、微传感器、智能控制、新型材料等，有时大型设备的技术竞争往往最终归结到核心器件的竞争，这样的情景在彩电（芯片组）、影碟机（解码器）、精密机床（数控系统）已经表现得十分明显。2022-6-15专业导论(优秀课件141. 产品的多样性产品的多样

13、性第一章第一章 现代产品设计与开发过程现代产品设计与开发过程微电子器件微电子器件2022-6-15专业导论(优秀课件15第一章第一章 现代产品设计与开发过程现代产品设计与开发过程光交换机光交换机DWDM模块模块以太网光纤以太网光纤全光开关全光开关波分复用器波分复用器DWDM测试仪测试仪光通信元器件光通信元器件2022-6-15专业导论(优秀课件16第一章第一章 现代产品设计与开发过程现代产品设计与开发过程微器件微器件2022-6-15专业导论(优秀课件17标准喷墨打印头喷墨面积14平方毫米喷嘴3072个直径15微米打印时加热器在十万分之一秒内升温至三百多度，使喷嘴内形成约100大气压由此从喷嘴

14、中喷出直径为20微米、体积为4微微升的墨滴，速度每秒24000滴这还只是微米技术这还只是微米技术谁来做喷墨头？谁来做喷墨头？2022-6-15专业导论(优秀课件18无限风光在无限风光在“微小微小”2022-6-15专业导论(优秀课件19轿车上的轿车上的微型传感器微型传感器用于加速度、光亮度、位置、温度、湿度、扭矩、负荷、重量、空气流量、氧气含量等测量控制Analog Devices公司截止2002年已制造出一亿只MEMS加速度传感器 2022-6-15专业导论(优秀课件20比蚂蚁小许多的微齿轮比蚂蚁小许多的微齿轮2022-6-15专业导论(优秀课件211.2 产品设计的内涵产品设计的内涵1.

15、产品的多样性产品的多样性2. 成功的产品设计成功的产品设计lProduct quality: 质量lProduct cost：成本lDevelopment Time：时间lDevelopment cost：开发成本lDevelopment capability：开发能力第一章第一章 现代产品设计与开发过程现代产品设计与开发过程2022-6-15专业导论(优秀课件221.3 产品设计与开发过程产品设计与开发过程1. 过程过程 （1）新产品定义新产品定义: 客户需求驱动新产品的客户需求驱动新产品的定义定义l产品概念阶段产品概念阶段： 产品定义的前期工作产品定义的前期工作l产品概念阶段产品概念阶段

16、：创新的源泉分析创新的源泉分析,创意的评估及创意的评估及筛选筛选l产品调研阶段产品调研阶段：洞察市场客户的需求及变化：洞察市场客户的需求及变化l产品定义阶段产品定义阶段：决定产品开发与否的关键评估：决定产品开发与否的关键评估 第一章第一章 现代产品设计与开发过程现代产品设计与开发过程2022-6-15专业导论(优秀课件231.3 产品设计与开发过程产品设计与开发过程1. 过程过程 （2）新产品开发新产品开发: : 如何从绝妙的想法变成绝妙的产如何从绝妙的想法变成绝妙的产品。品。如何保证开发项目的三个目标同时实现： 产品上市时间/开发周期、开发成本、产品设计质量概念设计-初步设计-详细设计-原型

17、制作-测试-定型-组织生产（加工-装配）产品使用性测试：VIP客户测试产品技术测试：环境测试，功能测试，使用性测试新产品投放市场计划的制定：使用手册,宣传材料, 产品支持和服务计划 第一章第一章 现代产品设计与开发过程现代产品设计与开发过程2022-6-15专业导论(优秀课件241.3 产品设计与开发过程产品设计与开发过程 第一章第一章 现代产品设计与开发过程现代产品设计与开发过程设计设计制造制造放样放样加工加工仿真仿真产品数据产品数据同步同步2022-6-15专业导论(优秀课件251.4 产品全生命周期的概念产品全生命周期的概念产品生命周期，Product Life Cycle影响企业竞争力

18、的因素lT: Time；Q: Quality；C: CostlS: Service不同年代起决定性的因素l规模、成本、质量、响应时间第一章第一章 现代产品设计与开发过程现代产品设计与开发过程2022-6-15专业导论(优秀课件26涉及产品涉及产品全生命周期-可应用于产可应用于产品开发的全生命周品开发的全生命周期，并随着产品生期，并随着产品生命周期的演进而不命周期的演进而不断丰富和完善；断丰富和完善； 生产生产销售销售使用使用维护维护/服务服务报废报废/回收回收规划规划设计设计/确认确认制造制造概念设计概念设计第一章第一章 现代产品设计与开发过程现代产品设计与开发过程2022-6-15专业导论(

19、优秀课件27附附1：与产品设计有关的主要课程：与产品设计有关的主要课程机械制图；计算机图形学机械设计基础（机械原理、机械零件）机械CADCAD/CAE/CAPP/CAM工程训练课程第一章第一章 现代产品设计与开发过程现代产品设计与开发过程2022-6-15专业导论(优秀课件28附附2：学生机械创新设计大赛作品：学生机械创新设计大赛作品2022-6-15专业导论(优秀课件29附附2：级学生机械创新设计大赛作品：级学生机械创新设计大赛作品1. 新型黑板擦新型黑板擦2022-6-15专业导论(优秀课件30附附2：学生机械创新设计大赛作品：学生机械创新设计大赛作品2. 多功能运动车多功能运动车2022

20、-6-15专业导论(优秀课件31附附2：学生机械创新设计大赛作品：学生机械创新设计大赛作品3. 翻书机翻书机2022-6-15专业导论(优秀课件32附附2：学生机械创新设计大赛作品：学生机械创新设计大赛作品4.受阻自动让位公交车车门受阻自动让位公交车车门2022-6-15专业导论(优秀课件33附附2：学生机械创新设计大赛作品：学生机械创新设计大赛作品5.高空户外自动清洗机高空户外自动清洗机2022-6-15专业导论(优秀课件34附附2：学生机械创新设计大赛作品：学生机械创新设计大赛作品2022-6-15专业导论(优秀课件35附附2：学生机械创新设计大赛作品：学生机械创新设计大赛作品2022-6-15专业导论(优秀课件36附附2：学生机械创新设计大赛作品：学生机械创新设计大赛作品 6. 三轮车式人工动力便利起重机2022-6-15专业导论(优秀课件37附附2：学生机械创新设计大赛作品：学生机械创新设计大赛作品 7.洁杯易