正向設計

劉晨曦

1概念

正向設計源自20世紀80年代。針對不同產(chǎn)品的需求。進行概念設計、物理設計、產(chǎn)品研制、部件檢測、系統(tǒng)集成、系統(tǒng)驗證和系統(tǒng)確認等階段。終點是完成涉眾需求產(chǎn)品的驗收。正向設計涵蓋創(chuàng)新產(chǎn)品設計和正向設計體系咨詢。

需求收集

面對終需用戶，收集產(chǎn)品意見，將抽象需求轉(zhuǎn)化為具體設計指標，

概念設計

形成產(chǎn)品的初步設計方案，考慮TQCS綜合指標。

詳細設計

利用CAD畫出3D模型圖，建立模。型庫：綜合考慮最優(yōu)生產(chǎn)制造過程，

制造系統(tǒng)

完成樣機生產(chǎn)、測試、試驗：利用CAPP/CAM/EMA等系統(tǒng)完成規(guī)模制造。

新產(chǎn)品

產(chǎn)品交付、安裝與售后服務：收集用戶使用情況的數(shù)據(jù)。

2正向設計與逆向設計

正向設計流程：

傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)品的正向設計遵循序列嚴謹?shù)难邪l(fā)流程，從產(chǎn)品的功能與規(guī)格預期指標確定開始，構(gòu)思設計產(chǎn)品的零組件需求，再由各個元件的設計、制造與組裝、檢驗整機組裝、性能測試等程序來完成、

逆向設計流程

逆向設計過程是指設計師對產(chǎn)品實物樣件表面進行數(shù)字化處理，同時利用可實現(xiàn)逆向三維造型設計的軟件來重新構(gòu)造實物的CAD模型，最后利用CAD/CRE/CAM系統(tǒng)實現(xiàn)分析、數(shù)控編程、數(shù)控加工的過程。

3背景

2015年，國務院發(fā)布了《中國制造2025》，指出我國雖然制造業(yè)規(guī)模躍居世界第一位，但還普遍存在創(chuàng)新能力不強、同質(zhì)化問題突出、產(chǎn)品質(zhì)量問題此起彼伏、核心技術薄弱、共性技術缺位以及資源浪費等問題。

改進逆向工程為正向設計，建設企業(yè)正向設計體系。

完善企業(yè)仿真體系，充分發(fā)揮應有的價值。

加強質(zhì)量管理，質(zhì)量融入到研發(fā)體系中。

梳理數(shù)字化研發(fā)流程。做好型號開發(fā)頂層策劃。

共享知識與資源，并融入到研發(fā)活動中。

4發(fā)展趨勢

創(chuàng)新驅(qū)動

環(huán)境驅(qū)動

服務型制造

從要素驅(qū)動向創(chuàng)新驅(qū)動的發(fā)展

正向設計通過“基于仿真和優(yōu)化設計的數(shù)字技術”實現(xiàn)設計細節(jié)創(chuàng)新與通過“精密成型技術”實現(xiàn)制造過程的創(chuàng)新來完成整體設計方案創(chuàng)新，進行突破性、架構(gòu)性、超越性和顛覆式的創(chuàng)新產(chǎn)品設計。

從粗放制造向綠色制造轉(zhuǎn)變

綠色設計是促進制造業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要舉措。我國未來將摒棄依賴資源消耗、低成本競爭等惡性發(fā)展方式，實現(xiàn)由資源消耗大、污染排放物多的粗放制造向綠色制造的轉(zhuǎn)變，

從生產(chǎn)型制造向服務型制造升級

正向設計的互聯(lián)流程使企業(yè)能夠更加集中精力于產(chǎn)品前期的市場開拓與后期的客戶服務工作，實現(xiàn)分散化研發(fā)資源、制造資源的整合及各自核心競爭力的高度協(xié)同，完成轉(zhuǎn)向服務型制造的過程。

5發(fā)展建議面向企業(yè)的建議

開展基于產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)分解理論，產(chǎn)品設計工作分解結(jié)構(gòu)理論以及相關的標準的學習，使企業(yè)實現(xiàn)工業(yè)品設計過程的規(guī)范化和標準化。

企業(yè)積極開展基于系統(tǒng)工程的工業(yè)品正向設計理念宣傳、貫徹和咨詢培訓，幫助內(nèi)部員工建立工業(yè)品正向設計的正確理念。

1理念宣傳

2普及標準

3結(jié)合實踐

開展基于精益研發(fā)理論和平臺工業(yè)品正向設計信息化的平臺建設，將產(chǎn)品設計過程管理、輔助設計分析和仿真軟件等緊密結(jié)合。

建立重點戰(zhàn)略任務的正向設計體系和公共服務平臺，圍繞各個產(chǎn)業(yè)和細分領域的需求，開展正向設計的標準建設、人才培訓和行業(yè)交流等工作。

打造正向設計生態(tài)圈，、從市場中獲取改進意見，逐漸建立完善正向設計研發(fā)、工業(yè)仿真、物理驗證、工藝定型、批量生產(chǎn)和整機總成等循環(huán)流程。

面向政府的建議

1建立公共平臺

2打造新生態(tài)圈

提升企業(yè)經(jīng)濟效能和社會效能、將機械制造行業(yè)中積極采用工業(yè)再設計的企業(yè)應納入智能制造、工業(yè)強基等相關項目試點，并提供相關政策扶持