產(chǎn)品設(shè)計(jì)
關(guān)注創(chuàng)建者：陳明 創(chuàng)建時(shí)間：2015-07-10
產(chǎn)品設(shè)計(jì)的視頻教程
塑件產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)范-產(chǎn)品設(shè)計(jì)原則篇
塑件產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)范共7章節(jié) 點(diǎn)擊觀看全部
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塑件產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)范-尺寸精度和表面質(zhì)量2/7
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通過基于模型的設(shè)計(jì)來優(yōu)化并改進(jìn)產(chǎn)品制造
本次網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)將消除所有阻止創(chuàng)新的各級(jí)界限，同時(shí)提供電氣電子解決方案，以創(chuàng)成式方式合成架構(gòu)，允許快速進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，從而優(yōu)化下游增值實(shí)施建議。 為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造實(shí)施全面數(shù)字化雙胞胎 產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造這兩方面的數(shù)字化雙胞胎都在收集真實(shí)生產(chǎn)反饋之前創(chuàng)建，用于鏡像、優(yōu)化和改進(jìn)現(xiàn)實(shí)情況。使用過程中收集的信息，例如車輛運(yùn)作性能信息，還會(huì)將數(shù)據(jù)帶回上游，從而對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造優(yōu)化產(chǎn)生影響。
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產(chǎn)品設(shè)計(jì)的實(shí)例教程
一、前 言
機(jī)械設(shè)備在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)中競(jìng)爭(zhēng)力的強(qiáng)弱，在很大程度上取決于產(chǎn)品的質(zhì)量(這里所指的是廣義質(zhì)量，即包括QCTES等用戶對(duì)產(chǎn)品的各種要求)，而產(chǎn)品的質(zhì)量又在很大程度上取決于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量可賦予某種產(chǎn)品“先天性優(yōu)劣”這種至關(guān)重要的本質(zhì)特性。因此對(duì)絕大多數(shù)產(chǎn)品來說，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)在保證產(chǎn)品質(zhì)量的過程中起著頭等重要的作用。
長(zhǎng)期以來，科技工作者試圖通過各種設(shè)計(jì)方法來滿足用戶對(duì)產(chǎn)品廣義質(zhì)量的要求，盡最大努力來提高所研制產(chǎn)品的質(zhì)量。到目前為止，已提出了數(shù)十種設(shè)計(jì)方法，諸如概念設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、智能設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)等。這些設(shè)計(jì)方法可以從不同角度來滿足用戶對(duì)產(chǎn)品廣義綜合質(zhì)量的要求。但是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中全面采用所有這些設(shè)計(jì)方法，是不現(xiàn)實(shí)的，只能選擇對(duì)產(chǎn)品廣義質(zhì)量有重要影響的少數(shù)幾種方法進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，而對(duì)其他設(shè)計(jì)方法所能實(shí)現(xiàn)的對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求，只能在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行適當(dāng)?shù)目紤]，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響不大的設(shè)計(jì)方法甚至不予考慮。據(jù)此，作者提出一種基于“產(chǎn)品質(zhì)量功能化設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)、智能化設(shè)計(jì)和可視化設(shè)計(jì)”的綜合設(shè)計(jì)法，試圖應(yīng)用這種綜合設(shè)計(jì)法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便在較大程度上使產(chǎn)品獲得良好的廣義綜合質(zhì)量，進(jìn)而滿足用戶對(duì)產(chǎn)品的各種要求。
二、現(xiàn)代機(jī)械的發(fā)展方向及現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法的種類
（一）現(xiàn)代機(jī)械的發(fā)展趨向與產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法的主要種類
機(jī)械設(shè)備正在向大型化（或微型化）、高速化、高效化、精密化、集成化、綜合（指功能）化、模塊化、自動(dòng)化、智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、綠色化方向（即大（或微）、高（1）、高（2）、精、集、綜、模、自、智、數(shù)、網(wǎng)、綠等十二字方向）發(fā)展。
因此，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求也愈來愈高。
展開 機(jī)械裝備功能化設(shè)計(jì)問題
這個(gè)問題通常在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的第一個(gè)階段，即概念設(shè)計(jì)或方案設(shè)計(jì)階段對(duì)產(chǎn)品的綜合質(zhì)量加以全面考慮，即首先考慮的是機(jī)械設(shè)備的綜合質(zhì)量：機(jī)器的結(jié)構(gòu)性能、工作性能的制造性能。
這一階段要對(duì)產(chǎn)品的綜合質(zhì)量的功能化問題進(jìn)行全面考慮，進(jìn)而確定機(jī)器各部分的結(jié)構(gòu)及整個(gè)工作系統(tǒng)，以滿足機(jī)械設(shè)備綜合質(zhì)量的要求。這是產(chǎn)品設(shè)計(jì)十分重要的工作階段，因?yàn)樵谶@一階段方案的好壞，會(huì)對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生收發(fā)室性的影響。所以要多方面了解用戶的要求，及機(jī)器具體工作的條件；然后建立起產(chǎn)品的幾個(gè)主要質(zhì)量屋；再根據(jù)這些質(zhì)量要求，確定機(jī)器的可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的各種質(zhì)量功能的工作原理及具體結(jié)構(gòu)，包括各組成部份的結(jié)構(gòu)。這一階段可以參照基于產(chǎn)品質(zhì)量功能配置或展開的設(shè)計(jì)方法，即QFD方法。
2. 機(jī)械裝備的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)問題
這是機(jī)械設(shè)計(jì)內(nèi)容中最重要最具廣泛性的問題。而當(dāng)前機(jī)械裝備設(shè)計(jì)中的絕大多數(shù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)仍以靜態(tài)設(shè)計(jì)為主，最多應(yīng)用的是傳統(tǒng)的線性動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。這在當(dāng)前大型機(jī)械裝備，特別是大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)中是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。國(guó)內(nèi)外對(duì)此都特別重視。近十幾年來，國(guó)際上機(jī)械系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)是研究的熱點(diǎn)，許多原來根本認(rèn)識(shí)不清的問題現(xiàn)在可以用非線性動(dòng)力學(xué)理論來解決，因此，對(duì)重大機(jī)械裝備進(jìn)行高層次的動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)，引入現(xiàn)有非線性動(dòng)力學(xué)成果和進(jìn)一步擴(kuò)展研究成果，這是十分必須的。
動(dòng)態(tài)可靠性是機(jī)電設(shè)備產(chǎn)品的主要質(zhì)量特征。可靠性問題起于20世紀(jì)40年代，源于軍工電子設(shè)備。60年代進(jìn)入機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域，使機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)發(fā)生了深刻的變化，特別是近些年來，國(guó)內(nèi)外一些有代表性的機(jī)電產(chǎn)品（如數(shù)控機(jī)床、汽車、儀表等）在設(shè)計(jì)上更加強(qiáng)調(diào)可靠性指標(biāo)。進(jìn)入80年代后，美國(guó)開始把可靠性工作放在與產(chǎn)品性能、成本和開發(fā)周期同等重要的位置，并頒布一系列管理措施，推動(dòng)可靠性技術(shù)的研究與應(yīng)用。
展開 三、產(chǎn)品設(shè)計(jì)在保證產(chǎn)品質(zhì)量過程中的重要作用
（一） 產(chǎn)品廣義綜合質(zhì)量的基本內(nèi)容
產(chǎn)品廣義綜合質(zhì)量或總體質(zhì)量應(yīng)該包括哪些呢？我們認(rèn)為從廣義的角度來看，最主要的有以下13點(diǎn)，可以稱它為13性：①系統(tǒng)可靠性；②人機(jī)安全性；③環(huán)境無害性；④工作耐久性；⑤ 造型藝術(shù)性⑥運(yùn)行穩(wěn)定性；⑦工效實(shí)用性；⑧指標(biāo)優(yōu)越性； ⑨操作宜人性； ⑩制造工藝性；⑾結(jié)構(gòu)和零部件的規(guī)范性; ⑿生產(chǎn)周期性；⒀產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性（包括設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性、使用經(jīng)濟(jì)性和制造經(jīng)濟(jì)性）等。
前面所提出的這些質(zhì)量要求都十分重要，歸納起來大體可分為以下三個(gè)主要方面：①結(jié)構(gòu)性能：安全、可靠、耐用、外形美觀；②工作性能：有實(shí)際的工效、工作穩(wěn)定、指標(biāo)優(yōu)越； ③制造性能：較好的工藝性、較短的生產(chǎn)周期、較低的制造成本等。
如果在新產(chǎn)品開發(fā)中，充分考慮用戶的需求，使產(chǎn)品具有良好的質(zhì)量（Q）（這里的Q，所指的質(zhì)量是狹義的，主要是指的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性能（如工作可靠性）和工作性能（如技術(shù)性能等），合適的價(jià)格（C）、較短的交貨時(shí)間或生產(chǎn)周期（T）、（可把前兩者作為制造性能來考慮）、優(yōu)良的工作環(huán)境（E）及良好的售后服務(wù)（S）（最后兩項(xiàng)與三種性能都有關(guān)系），應(yīng)該說滿足上述三種性能的產(chǎn)品是優(yōu)良的產(chǎn)品，它在市場(chǎng)中應(yīng)該具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，這是所有設(shè)計(jì)工作者所追求的目標(biāo)。
50多年來，我國(guó)制造業(yè)有了很大的發(fā)展，現(xiàn)在我國(guó)已能自行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)各種機(jī)械設(shè)備，如冶金設(shè)備、發(fā)電設(shè)備、化工設(shè)備、數(shù)控設(shè)備等諸多的工業(yè)裝備，有的設(shè)備已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，在國(guó)際市場(chǎng)中具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。但還有許多設(shè)備的設(shè)計(jì)質(zhì)量和制造質(zhì)量與國(guó)外產(chǎn)品相比，有較大的差距。產(chǎn)生這些差距的主要原因是產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平較低。如果能在下面一些問題上加以考慮，將會(huì)在較大程度上提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量。
1.
展開 因此，閥式澆口熱澆道的技術(shù)逐漸地應(yīng)用于擋泥板的生產(chǎn)制造中，此技術(shù)有利于控制注塑的流量、時(shí)間、縫合線的位置和模具內(nèi)的壓力，進(jìn)而達(dá)到輕量、省料又符合產(chǎn)品質(zhì)量要求的目標(biāo)。此案例中我們使用閥式澆口技術(shù)和不同厚度的導(dǎo)流設(shè)計(jì)，以幫助塑料在對(duì)象不同區(qū)域內(nèi)流動(dòng)能夠平衡，同時(shí)可以降低射出機(jī)高噸數(shù)的需求。
為了進(jìn)一步了解此注塑過程，Shape 使用Moldex3D Shell網(wǎng)格快速模擬多組不同的設(shè)計(jì)變更，Shape將不同厚度的導(dǎo)流設(shè)計(jì)加入于對(duì)象上不同的區(qū)域，希望可以藉此消弭縫合線的產(chǎn)生和達(dá)到塑料流動(dòng)平衡狀態(tài)。透過模擬取得設(shè)計(jì)變更組的條件加入最后的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，并同時(shí)與Moldex3D eDesign 3D網(wǎng)格技術(shù)進(jìn)行模擬交互比對(duì)。Shell和3D網(wǎng)格的模擬結(jié)果比對(duì)中，可以發(fā)現(xiàn)Moldex3D Shell是可靠、又適合短時(shí)間內(nèi)必須做出多組設(shè)計(jì)變更的工作流程的迅速分析方式；而Moldex3D eDesign的分析則可以提供更全面精準(zhǔn)的分析結(jié)果，進(jìn)一步在開模前驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)，為產(chǎn)品質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)。
挑戰(zhàn)
Shape在產(chǎn)品與模具設(shè)計(jì)過程中，遇到了不少挑戰(zhàn)：
找出理想的閥式澆口設(shè)計(jì)，以達(dá)到流量均衡狀態(tài)
加入導(dǎo)流設(shè)計(jì)以達(dá)到流動(dòng)平衡，同時(shí)把產(chǎn)品重量控制于理想范圍之內(nèi)
原始設(shè)計(jì)所需要的鎖模力超過原射出機(jī)的負(fù)荷
節(jié)省試模次數(shù)和避免開模后模具設(shè)計(jì)修改
解決方案
此案例必須透過多次的設(shè)計(jì)變更，如調(diào)整澆口數(shù)量及位置、導(dǎo)流厚度設(shè)計(jì)與位置，加上經(jīng)過多次的模擬分析，進(jìn)而克服產(chǎn)品設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，最后達(dá)到設(shè)計(jì)優(yōu)化狀態(tài)。
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產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最新內(nèi)容
回顧過去三年的獲獎(jiǎng)作品，一個(gè)非常明顯的趨勢(shì)：優(yōu)秀作品早已不只是“完成一次仿真分析”，而是正在利用仿真推動(dòng)整個(gè)研發(fā)流程優(yōu)化，甚至改變產(chǎn)品設(shè)計(jì)方式。越來越多的獲獎(jiǎng)項(xiàng)目開始呈現(xiàn)出以下特點(diǎn)：
從單一物理場(chǎng)分析走向多物理場(chǎng)協(xié)同
從器件級(jí)驗(yàn)證走向系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)優(yōu)化
從經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)走向 AI 與自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
為什么他們能夠脫穎而出？
仿真如何助力自適應(yīng)前照燈設(shè)計(jì)
無論是對(duì)于簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)光輔助系統(tǒng)，還是最新的AFS，設(shè)計(jì)自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)的工程師都需要應(yīng)對(duì)以下幾項(xiàng)重大挑戰(zhàn)：
1.車輛沖擊和振動(dòng)
2.封裝
3.響應(yīng)時(shí)間
4.眩光
5.光源位置與光型
6.熱管理
7.熱循環(huán)
8.系統(tǒng)集成
9.安全標(biāo)準(zhǔn)
10.性能優(yōu)化
11.成本降低
12.系統(tǒng)驗(yàn)證/夜間駕駛測(cè)試
大多數(shù)汽車制造商已經(jīng)將由仿真技術(shù)驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品開發(fā)集成到設(shè)計(jì)流程中
現(xiàn)代塑料產(chǎn)品設(shè)計(jì)為了追求功能集成與美觀，模具結(jié)構(gòu)變得日益復(fù)雜。對(duì)嵌入件（Part Insert）而言，前處理—特別是網(wǎng)格制作—面臨巨大挑戰(zhàn)。多材質(zhì)射出成型（Multi-Component Molding，MCM）模擬最困難的地方在于不同材質(zhì)（如雙色模、金屬嵌件）之間的接觸面處理，其模擬的準(zhǔn)確度往往取決于組件交界面的處理。
十一 供電線路材料的影響和選擇
我們完成了產(chǎn)品的機(jī)械設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)和軟件控制還沒有完事，接下來進(jìn)入物料采購(gòu)、3D結(jié)構(gòu)制作、電路板打板等驗(yàn)證環(huán)節(jié)。
其中供電線路材料的選擇比較重要，財(cái)哥從以下幾個(gè)方面來提醒大家注意。
網(wǎng)上搜索了一下發(fā)現(xiàn)很多企業(yè)發(fā)布的宣傳內(nèi)容，宣稱自己的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，采用AI達(dá)到了多么先進(jìn)的性能，節(jié)約時(shí)間80%，很多大型企業(yè)都有類似的宣傳。類似的宣傳讓我想起了幾十年前的現(xiàn)象“小麥畝產(chǎn)1萬金”。現(xiàn)在的AI感覺就像這個(gè)，誰家公司AI不能節(jié)約80%的支出，效率提升80%，就像人家畝產(chǎn)糧食1萬斤，你家糧食畝產(chǎn)800斤，你能不急嗎？
三、測(cè)試賦能產(chǎn)業(yè)升級(jí)：從 “合格” 到 “卓越” 的品質(zhì)躍遷
在消費(fèi)升級(jí)背景下，用戶對(duì)熱水器的需求已從 “能用” 轉(zhuǎn)向 “好用、耐用、安全”，而可靠性測(cè)試正是連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)與用戶體驗(yàn)的關(guān)鍵橋梁。沃華慧通的測(cè)試設(shè)備，不僅幫助企業(yè)滿足國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)要求，更通過極限工況測(cè)試、長(zhǎng)期耐久驗(yàn)證、智能性能優(yōu)化，推動(dòng)產(chǎn)品從 “達(dá)標(biāo)” 向 “高品質(zhì)” 升級(jí)。
該集成平臺(tái)極大簡(jiǎn)化了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程并提高了設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量。
挑戰(zhàn)/需求
企業(yè)希望借助集成化、自動(dòng)化的仿真工具簡(jiǎn)化電機(jī)產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)流程，降低仿真軟件使用門檻，便捷管理繁雜的仿真設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)；仿真工具操作盡量簡(jiǎn)潔，同時(shí)具備必要的數(shù)據(jù)可視化功能，從而減少開發(fā)人員的重復(fù)性工作，提高電機(jī)產(chǎn)品的開發(fā)效率。
有效跌落測(cè)試指南
進(jìn)行有效且信息豐富的跌落測(cè)試的關(guān)鍵在于，建立符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的跌落測(cè)試程序，為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供有用信息，并對(duì)包裝和產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證。
跌落測(cè)試目標(biāo)
任何跌落測(cè)試項(xiàng)目的第一步，都是確定測(cè)試的目標(biāo)和對(duì)象。有時(shí)，唯一的測(cè)試目標(biāo)就是滿足FedEx等托運(yùn)商或Amazon、Sam's Club等分銷商所要求的標(biāo)準(zhǔn)。在另一些情況下，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)需要使用測(cè)試數(shù)據(jù)來優(yōu)化產(chǎn)品或包裝設(shè)計(jì)。
時(shí)尚消費(fèi)品與文創(chuàng)?：原創(chuàng)設(shè)計(jì)產(chǎn)品、文創(chuàng)產(chǎn)品、文化用品、IP授權(quán)商品、潮玩、非遺好物等。?
?食品與節(jié)慶商品?：特色食品、糧油調(diào)味、休閑食品、綠色食品、節(jié)慶食品（覆蓋中秋、國(guó)慶、年貨等采購(gòu)周期）。?
?電子電器與智能產(chǎn)品?：消費(fèi)電子、家用電器、廚房電器、生活電器、智能家電、移動(dòng)電子（音頻、快充、儲(chǔ)能）等。?
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布瑯軻鍶特的產(chǎn)品設(shè)計(jì)具有高度的模塊化特征，例如FLEXI-FLOW緊湊型系列中的定制型號(hào)（BtO）明確支持多通道配置，單套系統(tǒng)可集成高達(dá)8個(gè)通道，這種設(shè)計(jì)允許將多個(gè)質(zhì)量流量控制器緊湊地安裝在一起，通過統(tǒng)一的總線接口（如EtherCAT、PROFIBUS、Modbus TCP等）與上位機(jī)系統(tǒng)連接。
