一、技術(shù)概述  

　　設(shè)計產(chǎn)品不僅是設(shè)計產(chǎn)品的功能和結(jié)構(gòu)驳蒙，而且要設(shè)計產(chǎn)品的規(guī)劃绳瓣、設(shè)計、生產(chǎn)挥桑、經(jīng)銷豪杉、運行、使用达玉、維修保養(yǎng)豆玖、直到回收再用處置的全壽命周期過程。全壽命周期設(shè)計意味著蹲居，在設(shè)計階段就是考慮到產(chǎn)品壽命歷程的所有環(huán)節(jié)沙峻，以求產(chǎn)品全壽命周期所有相關(guān)因素在產(chǎn)品設(shè)計分階段就能得到綜合規(guī)劃和優(yōu)化。

　　新產(chǎn)品是一個相對概念两芳，具有很強(qiáng)的時間性摔寨、地域性和資源性，全壽命周期設(shè)計的最終目標(biāo)是盡可能在質(zhì)量怖辆、環(huán)保等約束條件下縮短設(shè)計時間并實現(xiàn)產(chǎn)品全壽命周期最優(yōu)是复。以往的產(chǎn)品設(shè)計通常包括可加工性設(shè)計、可靠性設(shè)計和可維護(hù)性設(shè)計竖螃，而全壽命周期設(shè)計并不只是從技術(shù)角度考慮這個問題淑廊，還包括產(chǎn)品美觀性、可裝配性特咆、耐用性甚至產(chǎn)品報廢后的處理等方面也要加以考慮季惩，即把產(chǎn)品放在開發(fā)商、用戶和整個使用環(huán)境中加以綜合考察坚弱。

　　由于是對同一種產(chǎn)品對象進(jìn)行設(shè)計蜀备，不同的設(shè)計人員很可能會設(shè)計出不同的模型，這樣往往會造成不必要的紊亂，所以為了解決這個問題晾晕，統(tǒng)一的模型是必不可少的何屏。同時，為了進(jìn)行這一模型的統(tǒng)一講解窃等，要求工作人員在表達(dá)產(chǎn)品制造甫危、生產(chǎn)設(shè)備和管理等方面必須擁有統(tǒng)一的知識表達(dá)模式。

　　全壽命周期設(shè)計的最重要的特點是它的集成性淀准，要求各部門工作人員分工協(xié)作售荆，所以注定他們的工作地點是分散的，尤其在計算機(jī)技術(shù)已經(jīng)充分利用到傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)計中來的時候烁讨，每個工作人員都擁有自己的工作站或終端俭柒。所以，分布式環(huán)境是全壽命周期設(shè)計的重要特點么养。

　　全壽命周期設(shè)計始終是面向環(huán)境資源（包括制造資源帅维、使用環(huán)境等）而言的，它的一切活動都是為了使制造出來的產(chǎn)品能夠“一次成功”并在當(dāng)?shù)氐馁Y源環(huán)境下達(dá)到最優(yōu)协固，而不必進(jìn)行不必要的返工溢傅。在設(shè)計過程中，不僅要考慮產(chǎn)品功能芋忿，造型復(fù)雜程度等基本的設(shè)計特性炸客，而且要考慮產(chǎn)品設(shè)計的可制造性。

　　全壽命周期設(shè)計的關(guān)鍵問題在于建立面向產(chǎn)品全壽命周期的統(tǒng)一的戈钢、具有可擴(kuò)充性的能表達(dá)不完整信息的產(chǎn)品模型痹仙，該產(chǎn)品模型能隨著產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)程則自動擴(kuò)張并從設(shè)計模型自動映射為不同目的的模型，如可制造性評價模型殉了、成本估算模型蝶溶、可裝配性模型、可維護(hù)性模型等宣渗，同時產(chǎn)品模型應(yīng)能全面表達(dá)和評價與產(chǎn)品全壽命周期相關(guān)的性能指標(biāo)；面向用戶的全壽命周期的產(chǎn)品智能建模策略梨州，開發(fā)相應(yīng)的計算機(jī)的輔助智能導(dǎo)航產(chǎn)品建暮鄞眩框架系統(tǒng)，包括產(chǎn)品的全過程仿真和性能評價模型暴匠、面向全壽命周期的廣義約束模型鞍恢；復(fù)合知識的表達(dá)模型及其進(jìn)化策略，全壽命周期設(shè)計涉及到大量的非數(shù)值知識每窖，現(xiàn)有的簡單的數(shù)值化方法不能很好反映非數(shù)值知識的本質(zhì)溶隅，不僅造成模型的失真，更使模型不易被用戶理解菊蹬。解決數(shù)值和非數(shù)值混合知識的表達(dá)和進(jìn)化已成為產(chǎn)品全過程尋優(yōu)的關(guān)鍵龄冀。   

　　二懒俊、現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展趨勢 

　　1.國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

　　由于市場競爭的日益激烈，人們開始認(rèn)識到有效利用企業(yè)資源的重要性圆如。發(fā)達(dá)國家從1968年就提出：應(yīng)該設(shè)計出能一次生產(chǎn)成功的產(chǎn)品钮瘪，以有效利用生產(chǎn)資源，獲得最大的效益游颅。美國總統(tǒng)防務(wù)咨詢委員會早在1986年就向總統(tǒng)報告：“武器系統(tǒng)的開發(fā)周期太長湿铃，生產(chǎn)費用太高，且使用效果不盡人意诞昧〉锇欤”為此，美國國防部指示防御分析研究所對相關(guān)的全壽命周期設(shè)計及其用于武器系統(tǒng)的可行性進(jìn)行研究步嘹。于1988年10月提交了題為“并行工程在武器系統(tǒng)采購中的作用”的研究報告虐干，建立了并行工程研究中心（CERC）。它致力于并行工程的設(shè)計湖饱、開發(fā)和促進(jìn)技術(shù)以及相應(yīng)的實踐和標(biāo)準(zhǔn)工作∫锤颍現(xiàn)在該中心的技術(shù)已在全國范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。美國國防部在軍工生產(chǎn)中也在向全壽命周期設(shè)計方向發(fā)展井厌，其武器系統(tǒng)的試驗項目蚓庭、全規(guī)模開發(fā)項目及生產(chǎn)項目都采用了這種方法，與此同時仅仆，很我支持全壽命周期設(shè)計的工具軟件也在研制和開發(fā)中器赞。

　　通過“九五”攻關(guān)和國家863項目的組織實施，我國在CAD/CAM墓拜、并行工程港柜、工程廣義優(yōu)化和全壽命周期設(shè)計技術(shù)方面有了較好的基礎(chǔ)，浙江大學(xué)咳榜、華中理工大學(xué)夏醉、清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)涌韩、上海交通大學(xué)和其他院校相繼開展了并行優(yōu)化畔柔、并行工程技術(shù)的研究工作。早在1991年模朋，這些院校已經(jīng)開始認(rèn)識到開展并行工程技術(shù)研究的重要性布橄。近年來，他們一直致力于并行工程環(huán)境的研制工作谆府，并取得了顯著的成績荠涂。

　　2.發(fā)展趨勢

　　從產(chǎn)品的全壽命周期設(shè)計的發(fā)展過程來看，它的發(fā)展肯定是從簡單到復(fù)雜、從小領(lǐng)域發(fā)展到大領(lǐng)域裙靶。美國的DEC公司的專家提出了建立并行工程自動化環(huán)境的幾個階段泼剩，應(yīng)用于全壽命周期設(shè)計也同樣適用：內(nèi)部可操作工具及任務(wù)；內(nèi)部可操作計算環(huán)境硼环；產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理洼眶；過程管理和決策支持。

　　發(fā)展第一階段僅限于實現(xiàn)單個任務(wù)內(nèi)部的集成狰宗；第二白庙、第三階段可實現(xiàn)任務(wù)之間的集成；第四階段實現(xiàn)全過程的集成甘沾；第五階段為高級階段搬设，可根據(jù)現(xiàn)有產(chǎn)品要求及歷史經(jīng)驗，給各級管理者和設(shè)計者提供決策支持撕捍。

　　美國的全壽命周期設(shè)計發(fā)展很快拿穴，已形成了多層次的集民軟件框架產(chǎn)品，當(dāng)前正致力于開發(fā)過程軟件框架忧风。在設(shè)計自動化方面默色，電子設(shè)計自動化進(jìn)展得較快，設(shè)計工具正從CAX向DFX（Design for X）方向發(fā)展狮腿，并已較完整腿宰。機(jī)械設(shè)計自動化，由于產(chǎn)品本身復(fù)雜缘厢，正在不斷完善吃度，基于STEP的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展較迅速，已經(jīng)從CAD擴(kuò)展到全過程贴硫，并正在發(fā)展中椿每。

　　無疑，當(dāng)前中國應(yīng)當(dāng)走這條路英遭，并完全可以跳過第一階段砂腰，而以第二、第三階段為基礎(chǔ)蔑氛，主攻第四階段尺澜，在今后10年中，要盡量向第五階段發(fā)展补屎。當(dāng)然，這需要軟件方面的大力支持螺蜻。

　　3.市場需求

　　全壽命周期設(shè)計是跨世紀(jì)的現(xiàn)代企業(yè)特征臣搏，它強(qiáng)調(diào)技術(shù)、組織和人員素質(zhì)的集成，采用并行的陨否、小組化的工作方式膜却，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本殃通，以增強(qiáng)企業(yè)的應(yīng)變的競爭能力攘默。

　　現(xiàn)代設(shè)計方法要求在初始設(shè)計階段就將產(chǎn)品的功能需求轉(zhuǎn)化為設(shè)計概念、初步設(shè)計參數(shù)昔搂，再將這些參數(shù)往下傳遞玲销，以約束后續(xù)的進(jìn)一步詳細(xì)設(shè)計。全壽命周期設(shè)計要求在設(shè)計過程中盡早考慮后續(xù)階段對設(shè)計施加的設(shè)計約束摘符，以達(dá)到“一次成功”贤斜，從而減少在設(shè)計后期發(fā)現(xiàn)錯誤而導(dǎo)致的返工。

　　現(xiàn)代制造業(yè)再也不象本世紀(jì)初那樣長期生產(chǎn)單一的產(chǎn)品了逛裤，任何產(chǎn)品都需要在很短的時間內(nèi)做出新改進(jìn)瘩绒，而且品種要相對增多，以適應(yīng)市場的需求带族。由于時間短锁荔，因此也就決定了產(chǎn)品設(shè)計必須滿足小批量、多品種的要求蝙砌，但這并不是說產(chǎn)品結(jié)構(gòu)會越來越簡單阳堕，而是恰恰相反會越來越復(fù)雜。全壽命周期設(shè)計恰好能滿足這一特點拍霜。

　　當(dāng)前社會已經(jīng)進(jìn)入到計算機(jī)時代嘱丢，通過計算機(jī)輔助設(shè)計，可以非常逼真地模仿設(shè)計的各個過程祠饺，降低成本腔益。所以，對于我國的機(jī)械制造業(yè)來說络峦，必須大力推廣計算機(jī)的應(yīng)用舰打，以提高經(jīng)濟(jì)效益。

　　產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享是企業(yè)過程自動化的基礎(chǔ)蒋巡，當(dāng)然也是全壽命周期設(shè)計的基礎(chǔ)凫荡。數(shù)據(jù)庫涉及到幾何、拓?fù)涞榷x信息肚苇，也涉及到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)功抠、開發(fā)過程等管理信息。因此如何優(yōu)化數(shù)據(jù)庫環(huán)境蚣锌、減少查詢時間就成為了今后企業(yè)發(fā)展的必要環(huán)節(jié)耘昙。

　　4.發(fā)展前沿

　　全壽命周期設(shè)計的基本內(nèi)容就是面向制造及其維護(hù)和回用處理的設(shè)計沈路，實現(xiàn)產(chǎn)品全壽命周期的最優(yōu)化，所借助的手段是并行設(shè)計谓墨，而要順利完成設(shè)計任務(wù)的基礎(chǔ)是設(shè)計過程和數(shù)據(jù)的管理加六。

　　成型產(chǎn)品很大一部分可以使用權(quán)設(shè)計產(chǎn)品化，也可以進(jìn)一步商品化怒见，但在我國俗慈，由于沒有一個合理的設(shè)計過程，很多圖紙上的產(chǎn)品不能及時轉(zhuǎn)化為實際的產(chǎn)品遣耍，采用面向制造的設(shè)計技術(shù)闺阱，是改變一現(xiàn)狀的關(guān)鍵。并行設(shè)計強(qiáng)調(diào)從產(chǎn)品開發(fā)的初始階段就考慮壽命周期后續(xù)活動對產(chǎn)品綜合性能的影響及產(chǎn)品各方面屬性的聯(lián)系配阵，以達(dá)到最優(yōu)的產(chǎn)品性能馏颂。于是可以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，以提高產(chǎn)品競爭力棋傍。

　　全壽命周期設(shè)計會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)和信息救拉，它們都將存儲到數(shù)據(jù)庫中，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理可以保證數(shù)據(jù)的一致性和共享性瘫拣。保證最有效地利用和調(diào)度企業(yè)的各種資源亿絮，及早發(fā)現(xiàn)錯誤，縮短產(chǎn)品開發(fā)時間麸拄。   

　　三派昧、“十五”目標(biāo)及主要研究內(nèi)容  

　　1.目標(biāo)

　　（1）用系統(tǒng)論和全壽命周期綜合考慮的觀點提出產(chǎn)品的合理開發(fā)進(jìn)程颤皆、開發(fā)的組織結(jié)構(gòu)酬苇，研究解決產(chǎn)品開發(fā)各階段的關(guān)鍵技術(shù)，建立全壽命周期設(shè)計理論體系给番，開發(fā)出相應(yīng)的計算機(jī)輔助產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計工具蚤件，實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)時全、快和優(yōu)的全壽命周期設(shè)計思想狞绰。

　⊥曛辍（2）在一批產(chǎn)品開發(fā)中應(yīng)用全壽命周期設(shè)計技術(shù)，并在實踐中不斷檢驗和完善全壽命周期設(shè)計的理論體系和開發(fā)工具峦夺，使全壽命周期設(shè)計技術(shù)完全實用化颁殃。

　　2.主要研究內(nèi)容

　　（1）并行設(shè)計技術(shù)

　　在并行工程中拄屈，最重要的問題是如何處理各個任務(wù)間的耦合及協(xié)調(diào)并行設(shè)計群體的活動方式显钙，因此，有效地建立并行工程的模型和優(yōu)先順序是并行設(shè)計技術(shù)發(fā)展的突破點斋值。

　“笮邸①支持全壽命周期所有相關(guān)信息的產(chǎn)品多重表達(dá)模型对嚼，建立一個統(tǒng)一的產(chǎn)品模型以支持產(chǎn)品產(chǎn)品的全壽命周期，實現(xiàn)多側(cè)面模型的自動映射绳慎；

　　②多功能設(shè)計小組所處理各個任務(wù)間的解耦漠烧、耦合及協(xié)調(diào)策略和方法杏愤，計算機(jī)輔助解耦及協(xié)調(diào)方法和系統(tǒng)的研究。

　∫雅А（2）面向制造的設(shè)計技術(shù)

∩郝ァ①系統(tǒng)總結(jié)面向制造的機(jī)械零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計知識，并在此基礎(chǔ)上建立面向掛靠的機(jī)械零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計的專家系統(tǒng)度液；

　〔拮凇②建立面向制造的機(jī)械零部件結(jié)構(gòu)信息特征模型；

　《榈！③建立面向制造機(jī)械部件和整機(jī)裝配設(shè)計的專家系統(tǒng)及支持虛擬現(xiàn)實環(huán)境裝配模型已慢；

　　④建立面向制造機(jī)械部件結(jié)構(gòu)的并行設(shè)計支持系統(tǒng)霹购，該系統(tǒng)還應(yīng)包括企業(yè)制造資源庫佑惠、標(biāo)準(zhǔn)件和外購件庫、原材料加工和裝配成本庫贾瞪、多計算機(jī)并行設(shè)計協(xié)調(diào)系統(tǒng)的評價和決策支持系統(tǒng)等凯践。

　　（3）全壽命周期設(shè)計數(shù)據(jù)管理技術(shù)

　∠芭①研究支持跨平臺數(shù)據(jù)集成與共享的PDM系統(tǒng)符站，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上不同平臺和系統(tǒng)的真正一體化；

　∶獭②研究支持全壽命周期的動態(tài)模型的數(shù)據(jù)庫和設(shè)計過程管理技術(shù)弯沥；

　　③研究支持異地流動計算的自治體表達(dá)模型及其代理策略歹簸。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)孩砸，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé)搬洪，也不構(gòu)成任何其他建議贸掰。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳燃拥，對此類作品本站僅提供交流平臺审胚，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻礼旅、圖片膳叨、文字如涉及作品版權(quán)問題洽洁，請第一時間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容菲嘴，以保證您的權(quán)益饿自！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。