《先进制造技术》教案第4课现代设计技术（三）.docxVIP

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2024-03-10 发布于江苏
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《先进制造技术》教案第4课现代设计技术（三）.docx

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课题

第四课现代设计技术（三）

课时

2课时（90min）

教学目标

知识技能目标：

（1）了解并行设计的基本概念和技术工具

（2）了解反求工程的基本概念和关键技术

（3）了解模块化设计的基本概念和主要方式

（4）了解绿色产品设计的基本概念、主要特征、方法和准则

素质目标：

培养作为一名机械专业技术人员必须具备的刻苦专研和锲而不舍的学习精神，严谨的科学态度和积极向上的价值观，为未来的专业深造和工作奠定坚实的基础

教学重难点

教学重点：并行设计、反求工程、模块化设计和绿色产品设计的基本概念

教学难点：绿色产品设计的方法和准则

教学方法

案例分析法、问答法、讨论法、讲授法

教学用具

电脑、投影仪、多媒体课件、教材

教学过程

主要教学内容及步骤

考勤

【教师】使用APP进行签到

【学生】按照老师要求签到

问题导入

【教师】提出以下问题：

你知道现代设计的方法有哪些吗？

【学生】聆听、思考、举手回答

传授新知

【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解并行设计、反求工程、模块化设计、绿色产品设计的相关知识

2.4现代设计方法

2.4.1并行设计

1．并行设计的基本概念

【教师】利用多媒体展示“并行设计模式”图片，并进行讲解

从20世纪80年代末开始，在西方工业国家出现了一种名为并行工程（ConcurrentEngineering，CE）的生产方式，相较于传统的串行工程（SequentialEngineering，SE）生产方式，并行工程能够从产品设计一开始就对产品的关键技术进行全面考虑，以达到降低成本、提高产品质量和缩短开发周期的目的。并行工程的核心是并行设计（ConcurrentDesign）。并行设计在设计阶段综合考虑产品生命周期中工艺、制造、装配、测试、维修等环节的因素，全面评价产品设计，及时反馈改进意见，迅速改进产品设计，使产品设计、工艺设计、制造一次成功。在并行设计模式中，产品在各个阶段都有一些重合的部分，这使得并行设计比串行设计有更多的设计活动空间。设计活动的并行开展，减少了整个设计过程的时间。

2．并行设计的技术工具

（1）CAX技术

CAX技术包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程分析（CAE）、计算机辅助工艺（CAPP）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助检测（CAT）等。

DFX技术

DFX是并行设计的支持技术，DFX中的X可以代表产品生命周期中的制造、装配、拆卸、检测、维护、支持等因素。这些因素能够使设计人员在设计初期就考虑设计决策对后续过程的影响。较常用到的是面向装配的设计（DFA）和面向制造的设计（DFM）。

PDM技术

产品数据管理（PDM）技术是产品数据共享与过程管理技术，为并行设计提供了基础平台。PDM将所有与产品有关的信息和过程集成于一体，并将从概念设计、计算分析、工艺流程设计、制造、销售、维修直至产品报废的整个生命周期相关的数据加以定义、组织和管理，使产品数据在整个生命周期内保持一致、必威体育精装版、共享及安全。

除上述关键技术外，并行设计的技术工具还包括实施过程的建模、仿真与数据系统综合协调技术。

2.4.2反求工程

1．反求工程的基本概念

【教师】利用多媒体展示“反求工程工艺流程图”图片，并进行讲解

反求工程（ReverseEngineering，RE）也称逆向工程、反向工程等，是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量，根据测量数据通过三维几何建模方法，重构实物的CAD模型，从而实现产品设计与制造的过程。

所谓“逆向”，是针对通常的先有设计意图再制造出实物的设计制造流程而言的。这是近年来为引进并消化高新技术而发展起来的一项综合性技术，它以已有的先进产品或设备的实物、软件（图样、程序、技术文件等）或影像（图片、照片等）作为研究对象，应用现代化的手段和理论，解剖并掌握所研究对象的关键技术，进行创新，开发出新产品，实现“样品—反求—再创造设计—产品”的新产品设计开发过程。根据有关文献统计，反求工程可以缩短新产品研制周期的40%以上，是提高新产品开发能力的有效手段。

在机械制造领域应用多年的仿制技术，是反求工程的基础。但是，反求工程不同于传统意义上的“仿制”，它是基于原型的再设计。从应用目标上来看，传统仿制技术的着眼点在于制造出与实物相同的产品；而反求工程的着眼点在于对原始设计的还原与再设计，而后制造出与原始产品“形似”或“神似”的产品。从技术层面上来看，传统仿制技术主要是利用别人的技术，画出可供生产的图纸，定出工艺路线，制造出产品，这种没有消化引进技术的做法，会使生产陷入引进—仿制—再引进—再仿制的恶性循环；而反求工程要求对引进技术进行消化、吸收和创新，做到既能有效地使用它，还能逐步地掌握和发展它，实现由生产