1、计算机辅助设计与制造技术对制造业发展和新产品开发有何意义和作用？A为制造业的发展提供了重要的技术支撑；高新技术发展和应用的重要领域；是提高企业竞争力的重要技术支撑；是满足人类不断增长物质需求的主要技术支撑。对汽车制造业新产品开发的重要作用：如实现 3D 设计，迈向电子样车，推行并行工程，缩短开发周期；发掘独特市场，一平台多型号；追求品牌路线，不断创新产品。对新产品生产线规划设计的重要作用：如：汽车焊接生产线仿真。对供应链与第三方物流产业的重要作用：以互联网传递销售、生产、采购信息，信息传递快捷、准确。对大规模客户定制与电子商务的重要作用。B缩短了新产品开发的生命周期，提高了新产品的质量，减少了
2、新产品开发的成本，使企业更具备竞争力；计算机辅助设计与制造技术的主要内容有哪些？A、计算机辅助设计CAD（包括二维/ 三维 CAD 和 KBE、并行协同设计） ；b、计算机辅助工艺设计CAPP（装配工艺、机加工艺、热加工工艺、特种加工工艺、数控加工工艺等） ；c、计算机辅助工程CAE/CAT（整机和零部件的性能仿真分析和仿真试验） ；d、计算机辅助制造CAM（有广义和狭义之分，广义凡是采用计算机进行辅助制造的都叫 CAM；狭义主要指数控加工） ；e、逆向工程技术RE（又叫反求设计） ，属于 CAD 技术的范畴；f、激光快速原型制造RP ；g、数字样机DMU（Digital Mockup） ；h
3、、计算机辅助生产工程CAPE（又叫数字化工厂） ；i、产品数据管理（PDM）和产品生命周期管理（PLM）在产品生命周期中所用的 CAX 技术：见课本 P348在产品生命周期各阶段各需要哪些计算机辅助设计与制造技术？产品生命周期各阶段各需的技术： 产品设计业务流程再造与流程管理技术：CAX/DFX/PDM 技术；产品策划阶段的数字化技术：用于市场预测的虚拟现实技术（如动画仿真） 、QFD 用户需求转换技术、技术经济分析技术、新产品概念评价技术等；产品概念设计阶段的数字化技术：CAID、CAE、KBE、CAM、DMU 可视化协同设计工具和 PDM 技术等；产品工程化设计阶段的数字化技术：CAD/C
4、AE、CAT、DFX、逆向工程技术、快速原型技术、KBE、CBD、基于 GT 的相似设计、PDM、供应商信息管理等；产品设计阶段的工艺验证数字化技术：GT、工艺工程数字仿真、制造资源数据库、工艺知识库、工艺决策支持系统、工艺技术信息管理等；部件及样机试制阶段的数字化技术：数控加工技术、数控加工过程仿真、快速原型制造技术等；产品销售中的数字化技术：远程故障诊断、可视化拆装显示技术、电子维修手册、客户关系管理技术等。什么叫产品数字化设计与管理技术？它主要由哪些单元技术组成？对制造业新产品开发有何作用？产品数字化设计与管理技术是以现代设计方法学,各专业领域知识和信息技术为核心的一系列技术学科的总和。
5、它主要包含的单元技术有：计算机辅助设计，计算机辅助制造，计算机辅助工程分析与数字仿真技术，虚拟测试技术，新产品开发业务流程再造与协同控制，质量功能配置，产品数据管理技术，逆向工程与快速原型技术等。新产品数字化设计与管理技术的学科结构由 4 层组成：底层为现代信息技术和传统的设计/工艺技术；第二层为利用现代管理技术和信息技术对传统产品设计业务流程的再造技术（BPR）和面向网络化协同的产品数据管理技术（PDM） ；第三层为贯穿于产品设计各阶段的全体数字化技术；第四层为新产品设计的各个应用领域及专门技术。作用：有效的缩短新产品开发周期和上市时间，降低产品成本，提高产品开发质量和效率，使企业具备竞争力
6、。什么叫产品生命周期？它是怎样形成的？以一个你所熟悉的产品为例说明产品生命周期管理的构成和特点？产品生命周期是任何一种产品从它进入市场为用户所接受，到退出市场被用户所冷落，一般都要经过产品策划设计制造产品推出迅速增长饱和衰退退出市场的几个阶段。产品战略规划 新产品概念设计 产品工程化设计 工艺工装设计 样机试制 样机 试验 批量生产 销售传统 PDM管理范围PLM管理范围市场调查、需求分析、产品规划市场调查、需求转换、目标产品定义、（项目管理、配置管理、文档管理、变更管理、系统维护）需求管理 （项目管理、配置管理、文档管理、变更管理、系统维护） 供应链管理客户关系管理顾客定制制造与销售过程新产
7、品战略定义过程 新产品设计过程客户订单与销售与 ERP系统接口PDM关注企业内部协同设计过程和设计数据管理产品生命周期PLM既关注企业内部、也关注企业间的产品生命周期协同过程和数据管理图 8.10 产品生命周期中 PLM 和 PDM 的管理范畴与联系PLM 是在 PDM 的基础上，为满足全球化、网络化产品生命周期管理的要求，向传统 PDM 管理的前端顾客需求管理和向生产/制造 /销售/售后服务等后端延伸而构成的一整套管理方法和技术。PLM 的基础是目前的 CAD、CAE 、CAM 、PDM 、数字样机、ERP 、供应链管理（SCM） 、客户关系管理（CRM）和知识库等信息平台。PLM 的管理思
8、想是从新产品的战略策划开始，就将与产品有关的功能、性能、外观特征、质量、成本、顾客群、销售价格、生产规模、产品投放时机、市场占有量维护、差异化竞争优势的保持等一系列问题进行统一的考虑，详细计划、分阶段控制实施，使各种有限的资源发挥出最大的效益。形成：（1）是电子商务的产生和快速发展的必然结果；（2）是制造业的迫切需求；（3）internet 时代协同产品商务解决方案。再抄 P342 页勾的。产品生命周期管理包括：需求管理、项目管理、产品创新开发、质量管理、数据管理、资源管理、变更管理、价值链管理、协同与集成、实施方法、安全保密管理；产品生命周期管理的特点;通过一致的数据访问模型将不同商业和工程
9、应用集成，使 PLM 用户得以协同的工作。PLM 的信息体系结构支持产品整个生命周期所有活动的协同，协同的数据处理使商业应用和资源信息前后贯穿，消除产品活动中产生的各种数据形成的信息“孤岛” 。例如：我们利用 PLM 的思想从产品的应用系统中将产品所使用的金属材料的重量信息提取到需要该信息的其他应用系统（如产品成本核算、产品包装、包装、原材料采购等） 。在 CAD 三维建模技术中，正向设计和和逆向工程有什么异同？它们各应用在哪些产品和零部件的设计中？逆向工程技术主要应用与引进技术的消化吸收和从油泥模型、木模型等获取三维数据；正向设计是对已有的工程二维图或待开发的三维实体进行三维设计。逆向工程主
10、要应用在进口汽车零部件、进口工装模具等产品中；正向设计则主要应用在自主创新的产品设计中。何为产品数字化设计与制造技术？它与传统的产品设计制造技术有何不同，产品数字化设计制造技术对产品创新设计有何意义？产品数字化设计和制造技术是建立在计算机辅助设计 CAD 和计算机辅助制造 CAM 基础上对产品用计算机设计和制造的技术。与传统产品设计制造的区别是，其可在数字状态下进行仿真分析，然后再对原设计重新进行组合或改进，故只需制作少量的自重实物模型就可能使产品开发获得一次成功。对产品创新设计的意义：可根据设计对象和任务的不同，以及设计各阶段的特点，采用某些相适应的有效的方法和技术，去解决整个产品设计中的总
11、体和个体问题。CAD 技术主要解决产品及零部件设计的什么问题？三维 CAD 和二维 CAD 的设计步骤有何异同？在下列图 A图 F 的三维模型中，各采用了哪些三维建模技术来完成这些零部件的设计？（20 分）CAD 能解决的问题计算机辅助设计：采用计算机硬软件系统进行零部件及整机的设计（可以是二维设计，也可以是三维设计） ，在计算机上更有效地帮助人们完成产品的几何结构、装配、公差、尺寸检查、机构分析、造型、包装等设计任务。主要功能：几何建模、装配设计、绘图、公差设计、装配仿真、任意剖切、干涉检查、鈑金设计、管路设计、线束设计、工业设计、工装/模具设计、KBE工具、数据管理、权限管理、BOM接口、
12、数据接口（DFX、IGES、STEP等）、二次开发工具等。三维CAD和二位CAD的设计步骤的异同点：不同点：在二维CAD设计中一般将产品和工程设计图纸看成是“点、线、圆、弧、文本”等几何元素的集合，将表达的任何设计都变成了几何图形，所依赖的数学模型是几何模型；而三维CAD设计中是将其实际形状表示成为三维的模型，模型中包括了产品几何结构的有关点、线、面、体的各种信息，更多地关注产品的实际结构；相同点：都是通过计算机发挥其分析计算和存储信息的能力，完成信息管理、绘图、模拟、优化和其他数值分析任务，都要建立完备的产品设计数据库，建立完备的应用程序库，建立多功能交互式图形程序库。各图使用的三维建模技术
13、：A图：数字样机的三维曲面几何建模（A级曲面）；B图：数字样机的三维曲面几何建模（B级曲面）；C图：数字样机设计中的实体建模技术与应用，实体建模由柱、锥、球、台、环等基本体素，通过并、交、叉等布尔运算而得到所需的零件实体模型；D图：数字化主模型建模中的汽车内覆盖件主模型设计结果，前壁板主模型的三维线框，某新车型前壁板B级曲面的三维设计结果；E图：凸轮轴座实体结构，实体阵列的建模方法；F图：装配模型；（仿真模型？）如图 1 所示的是几个机械零件的三维几何模型，它们的几何建模是由哪些基本三维建模功能完成的，并说明这些三维建模功能的特点，以及它们在机械产品设计中的主要用途。 （20 分）车身外覆盖件
14、，车身内覆盖件采用的是曲面建模；箱体类零件采用的是实体建模；车身覆盖件和轮胎采用的是三维线框建模；缸盖凸轮轴座、缸盖进气管零件采用的是特征建模；这三种建模方式的特点及主要用途：三维线框建模：数据结构简单，表达物体轮廓信息清晰，占用内存和 CPU 计算时间少，交互功能强；主要用于：草图绘制、结构方案设计；曲面建模：主要用于：复杂物体表面的设计，如汽车机身、飞机机身、流体机械的片等呈流线型的自由曲面；特点：实体建模：CAE 技术能解决新产品设计中的哪些问题？（180 页）固体力学中的位移场和应力场分析、 电磁学中的电磁场分析、 振动特性分析、 传热学中的流场分析等CAE 的解题步骤是什么？（183
15、 页）前处理部分：实体模型的创建， 定义单元属性，划分有限元网格， 模型修正和更改图 1 几种机械零件的典型三维建模实例有限元解算部分：有限元解算由载荷施加和有限元方程求解后处理部分：基本数据（如结构分析中节点位移） 和导出数据（如结构分析中单元的应力、 应变）当我们设计完一个齿轮的三维几何模型后，如果要分析该齿轮是否具有足够的机械强度和刚度，请从齿轮传动的受力和运动特点，解释 CAE 方法的应用过程。 （184，201 页） （20 分）第五章 PPT 总结CAE 的基本原理是什么？机械产品或零部件设计中常用的 CAE 软件有那些主要的功能？CAE：主要是指用计算机对工程和产品进行性能和安全
16、可靠性分析和优化；对产品未来的工作状态和运行行为进行模拟，及早发现设计缺陷，并证实未来工程、产品功能和性能的可用性与可靠性。能够解决的问题有：1、结构静力分析，2、结构动力分析，热分析及热应力分析，4、电磁场分析，5、流体动力学分析，6、多刚体/多体动力学力学和运动分析。CAE可以对零部件的刚度、强度和模态等进行分析，也可对整机的工作原理仿真和性能评估分析，现在已有专业化的CAE分析评估系统，例如汽车产品开发中的发动机燃烧分析，NVH分析、悬架分析、整车和动力响应分析，冷却系统的流场、温度场和应力场的耦合作用分析等等。CAE解题步骤：前处理、求解、后处理； 齿轮传动的受力特点：单个齿轮逐渐进入
17、啮合，然后逐渐退出啮合区，齿轮传动时，受力总体上出现周期性，由于齿轮、轴、支承等的制造误差、安装误差以及在载荷作用下的变形等因素的影响，齿轮沿齿宽方向的作用力非均匀分布，存在着载荷局部集中现象。此外由于原动机与工作机的载荷变化，以及齿轮传动的各种误差所引起的传动不平稳等，都将引起附加载荷。首先建立齿轮集合模型，然后定义齿轮的有限元网格模型，第三步定义单元属性，第四步加载，由于齿轮传动的受力特点载荷比较复杂需要根据啮合的周期性和齿宽方向受力的不均匀性加载。如何分析结构的强度和刚度：计算出零部件在静载作用下任意一点的位移、应力和应变，找出零部件最大位移和应力位置，评价零部件的刚度和强度，得出零部件
18、肯承受的最大载荷。CAE的基本原理：有限元法的基础是变分原理和加权余量法，其基本求解思想是把计算域划分为有限个互不重叠的单元，在每个单元内，选择一些合适的节点作为求解函数的插值点，将微分方程中的变量改写成由各变量或其导数的节点值与所选用的插值函数组成的线性表达式，借助于变分原理或加权余量法，将微分方程离散求解。CAE软件的能解决的问题：结构静力学分析、结构动力学分析、热分析及热应力分析、电磁场分析、多刚体/多体动力学和运动学分析。常用 CAE 软件的功能：ANSYS 分析软件：结构非线性分析、电磁分析、流体动力学分析、设计优化、接触分析、自适应网格划分等；NASTRAN 分析软件：正则模态分析
19、、复特征值分析、瞬态响应分析、频率响应分析、随机振动分析、响应谱分析、声学分析等；Fatigue 分析软件：耐久性疲劳寿命预测仿真；全寿命及初始裂纹分析；裂纹扩展分析；多轴初始裂纹分析；振动疲劳分析；电焊的疲劳寿命分析；虚拟应变片测量；高级疲劳和加载功能；疲劳寿命分析前后处理器MARC分析软件：线性/非线性静力分析、模态分析、简谐响应分析、频谱分析。随机振动分析、动力响应分析、自动的静/动力接触、屈服/失稳、失效和破坏分析等。结构静力学和动力学分析能解决新产品或零部件开发设计中的哪些问题？结构静力分析用来分析由于稳态外部载荷引起的系统或部件的位移、应力、应变和力。静力分析很适合于求解惯性及阻力
20、的时间相关作用对结构响应的影响并不显著的问题。这种分析类型有很广泛的应用，如确定结构的应力集中程度，或预测结构中由温度引起的应力等。结构动力分析一般包括结构模态分析、谐响应分析和瞬态动力学分析。结构模态分析用于确定结构或部件的振动特性（固有频率和振型） 。它也是其它瞬态动力学分析的起点，如谐响应分析、谱分析等。结构模态分析中常用的模态提取方法有：子空间(Subspace)法、分块的兰索斯(Block Lanczos)法、PowerDynamics 法、豪斯霍尔德(Reduced Householder)法、Damped 法以及 Unsysmmetric 法等。谐响应分析用于分析持速的周期载荷在
21、结构系统中产生的持速的周期响应（谐响应） ，以及确定线性结构承受随时间按正弦（简谐）规律变化的载荷时稳态响应的一种分析方法，这种分析只计算结构的稳态受迫振动，不考虑发生在激励开始时的瞬态振动，谐响应分析是一种线性分析，但也可以分析有预应力的结构。瞬态动力学分析（亦称时间历程分析）是用于确定承受任意随时间变化载荷的结构的动力学响应的一种方法。可用瞬态动力学分析方法确定结构在静载荷、瞬态载荷和简谐载荷的随意组合作用下的随时间变化的位移、应变、应力及力。在如图 2 所示的数控机床中，数控机床的加工控制原理是什么？他们最多可实现多少坐标轴的联动控制？如果要在图中所示的加工中心上采用数控铣削加工一个阿基
22、米德螺旋面，为保证被加工面的表面质量，则应采用多少轴的联动进行加工？为什么？（20 分） （218 页）数控机床是一个装有程序控制系统的机床，该系统能够逻辑地处理具有使用号码，或其他符号编码指令规定的程序。程序控制系统即通常所说的数控系统，现代数控系统一般称为CNC（计算机数字控制）系统。CNC系统可自动阅读输入载体上事先给定的数字值，并将其译码，驱动机床运动和切削加工。卧式镗床可实现的联动：XYZ 三轴移动，Y 轴转动立式加工中心可实现的联动：XYZ 移动，YZ 转动数控铣削加工一个阿基米德螺旋面，为保证被加工面的表面质量，则应采用四轴的联动进行加工；当曲导线为圆柱螺旋线 AB，直导线为该圆
23、柱的轴线 OO，并与导平面 H 垂直时，直母线 AC 与这两导线相交，当直母线移动到素线位置时，仍与导平面保持一个夹角，这样连续运动形成的曲面为阿基米德螺旋面。由于阿基米德螺旋面为一个斜螺旋面，可以看成由无数条螺旋线组成，加工一条曲线可以由 B 和 y 和刀具转动联动完成，为了行成曲面需要一个垂直于导线方向的进给，这就需要 z 轴方向的位移，所以数控铣削加工一个阿基米德螺旋面，为了保证加工面的质量，应采用四轴联动加工。如图 3 所示的是汽车新产品设计开发流程，根据你所学产品数据和产品生命周期管理的有关知识，论述在新产品设计开发的全过程中，采用 PDM 技术可以管理哪些过程和数据？如何进行管理才
24、能保证整个新产品设计开发活动的顺利完成？（20 分）PDM 软件功能在新产品开发过程中的分布项目管理：贯穿在整个新产品全过程的各个阶段，管理新产品开发流程和过程状态；任务管理：在新产品开发流程和阶段、活动确定后，逐层分解、指派、执行、提交工作任务（设计结果）实现产品开发各阶段以任务为驱动的过程与数据管理） ；配置管理：分布在新产品战略定义、概念设计、详细设计、工艺设计和售后服务各阶段，是实现产品数据管理的核心功能；文档管理：分布在整个新产品开发的各个阶段，管理产品开发活动的输入/输出、存储、检索、重用和知识管理，与项目任务、BOM、设计变更有密切联系；变更管理：主要分布在新产品的设计阶段，但对
25、生产、采购、销售、售后服务等业务活动有密切联系；编码管理：是基础性工作，部署在新产品的概念设计、详细设计、工艺设计阶段，对文档的编码管理部署在整个产品生命周期中；接口与集成：部署在新产品开发的设计输入和输出阶段，如顾客订单、市场预测订单、二维/三维CAD/CAPP 数据输入 /输出，对 ERP 的制造 BOM 数据输出、对 SCM/CRM 的采购、销售 BOM 数据和技术文档输出等；系统工具：部署在 PDM 系统应用的全过程，管理系统备份、权限、用户、安全设置广义的计算机辅助制造（或数字化制造）主要包含哪些技术？在 CAM 技术中数控机床的坐标轴是如何由 CNC 系统控制的？数控加工与一般机床
26、加工有何异同？数控加工主要用在机械制造的什么地方？（20 分）广义 CAM 是指利用计算机辅助完成从原材料到成品的全部制造过程其中包括直接制造过程和间接制造过程。主要包括CNC、逆向工程技术RE、激光快速原型制造RP、数字样机DMU、计算机辅助生产工程CAPE（又叫数字化工厂）狭义 CAM 是指制造过程中某个环节应用计算机，在计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）中，通常是指计算机辅助加工，更确切地说是指数控加工。各个坐标轴都由相应的伺服电机驱动，电机根据数控系统的脉冲信号运转。CNC 系统可自动阅读输入载体上事先给定的数字值，并将其译码，驱动各伺服电机，从而带动机床运动和进行切削加工。数控机
27、床的坐标系统采用右手法则、直角笛卡儿坐标系统。基本坐标轴为 XYZ 直角坐标，相对于每个坐标轴的旋转运动坐标为 A、B 、 C。不论机床的具体结构对工件静止、刀具运动，还是工件运动、刀具静止，为便于数控编程，规定数控机床的运动是刀具相对于静止的工件坐标系的运动。Z 轴作为平行于机床主轴的坐标轴，如果机床有一系列主轴，则选尽可能垂直于工件装夹面的主要轴为 Z轴，其正方向定义为从工件到刀具夹持的方向。如图 6.3 所示。X 轴作为水平的、平行于工件装夹平面的轴，它平行于主要的切削方向，且以此方向为正向。Y 轴的运动方向则根据 X 轴和 Z 轴按右手法则确定。旋转坐标轴 A、B 和 C 相应地在 X
28、、Y 、Z 坐标轴正方向上，按右旋螺纹前进的方向来确定。CNC 机床与普通机床的区别主要有如下几点：CNC 机床一般具有手动加工（用电手轮） 、机动加工和控制程序自动加工功能，加工过程中一般不需要人工干预。普通机床只有手动加工和机动加工功能，加工过程全部由人工控制。CNC 机床一般具有 CRT 屏幕显示功能。显示加工程序、多种工艺参数、加工时间、刀具运动轨迹以及工件图形等。数控机床一般还具有自动报警显示功能，根据报警信号或报警提示，可以迅速查找机器故障。而普通机床不具备上述功能。CNC 机床主传动和进给传动采用直流或交流无级调速伺服电动机。一般没有主轴变速箱和进给变速箱，传动链短。而普通机床主
29、传动和进给传动一般采用三相交流异步电动机，由变速箱实现多级变速以满足工艺要求，机床传动链长。CNC 机床一般具有工件测量系统。加工过程中一般不需要进行工件尺寸的人工测量。而普通机床在加工过程中必须由人工不断地进行测量，以保证工件的加工精度。CNC 机床与普通机床最显著的区别是当对象（工件）改变时，数控机床只需改变加工程序（应用软件） ，不需要对机床作较大的调整，即能加工出各种不同的工件。（数控加工与一般机床加工的差别：可实现高速切削，提高加工速度；可实现复合加工，减少工装夹具，减少加工成本和周期；可进行高精度控制，提高产品精度和质量）数控加工与一般加工的异同：不同：数控机床带有数控系统（程序控
30、制系统） ，可以通过编制程序来实现自动化加工。而普通机床没有该特性，需要人工去操作；数控系统用来控制机床运动部件作运动的是电脉冲数。每个电脉冲伺服系统驱动机床部件所产生的运动量称为脉冲当量；数控机床具有高柔性，加工对象改变时，一般只需要更改数控程序，体现出很好的适应性，可大大节省生产准备时间。在数控机床的基础上，可以组成具有更高柔性的自动化制造系统FMS；换刀方式:普通机床是手动换刀 而数控机床是自动换刀；相同点：数控机床的床体与普通机床相比，在结构与外观上无多大差别，都包括床身、导轨、各运动部件和各种工作台等。数控加工主要用在：精度要求较高的场合，批量小而又多次重复生产的零件；几何形状复杂的
31、零件；贵重零件加工；需要全部检验的零件；试制件在新产品设计开发的全过程中，哪些部门需要参与协同设计？在设计中有哪些信息或数据需要系统处理或管理？参与协同设计和其相关的数据信息如下：A、 销售部门：用户对产品的具体技术要求和规格（由设计部门处理） ；用户对产品的需求量（由计划、设计和生产部门处理）B、 设计部门：产品设计方案（由销售部门转用户处理、试制和生产部门处理） ；产品具体施工图纸（由计划部、试制部、生产部处理）C、 试制试验部门：试制过程中的相关数据（由设计部门处理以改进设计） ；生产过程中的实验数据（由设计部门梳理供参考，由销售部门转用户以备案）D、 计划部门：商品计划（由销售部门结合
32、市场情况处理） ；生产计划（由设计、生产和销售部处理）E、 生产部门：生产过程中的设计质量问题（由设计部门处理以完善设计） ；执行生产订单的完成情况（由计划部门、销售部门处理，以便安排下一步生产或订购计划）PDM 相关自底向上需要协同的有零部件功能、性能、尺寸、装配关系、质量等设计活动；自顶向下需要协同的有项目任务、设计资源、顾客需求资源和商务活动。PDM 系统的主要管理功能：项目管理、协同设计、产品结构管理、变更管理、设计知识管理、可视化浏览与圈阅、任务管理、工作流管理、物料和零部件分类管理、文档管理、编码管理、数据集成管理、系统工具。集成接口：CAD 系统、ERP 系统、CAPP 系统、B
33、OM 系统集成数据：设计数据、ERP 数据、工艺数据、BOM 数据为什么说新产品概念设计是新产品开发中最重要的环节？新产品概念设计主要包括哪些主要内容？p24整个产品开发工作的 80%全部集中在产品的策划阶段，即新产品的战略策划与概念设计阶段，此阶段需要将新产品开发中要处理和协调的所有问题全部列出，并制定出详细的开发计划和资源安排；而剩下的 20%的工作就是按开发计划的规定执行具体的设计试制任务。主要内容有：新产品概念设计的市场学；新产品概念设计的方法学；新产品概念设计过程的管理。为什么说新产品开发策划是产品设计中最早的环节？新产品开发策划包含哪些主要的内容？对产品后续的概念设计、详细设计、质
34、量和成本控制有何指导意义？主要内容有：市场需求分析、顾客需求与目标产品的功能转化、新产品概念定义、新产品开发计划制定及新产品的目标成本管理等。如图 3 所示的是汽车新产品设计开发流程，根据你所学产品数据和产品生命周期管理的有关知识，论述在新产品设计开发的全过程中，采用 PDM 技术可以管理哪些过程和数据？如何进行管理才能保证整个新产品设计开发活动的顺利完成？（20 分）答：（1）在新产品设计开发的全过程中，采用 PDM 技术可以管理的过程和数据:项目管理：贯穿在整个新产品全过程的各个阶段，管理新产品开发流程和过程状态；任务管理：在新产品开发流程和阶段、活动确定后，逐层分解、指派、执行、提交工作
35、任务（设计结果）实现产品开发各阶段以任务为驱动的过程与数据管理）；配置管理：分布在新产品战略定义、概念设计、详细设计、工艺设计和售后服务各阶段，是实现产品数据管理的核心功能；文档管理：分布在整个新产品开发的各个阶段，管理产品开发活动的输入/输出、存储、检索、重用和知识管理，与项目任务、BOM、设计变更有密切联系；变更管理：主要分布在新产品的设计阶段，但对生产、采购、销售、售后服务等业务活动有密切联系；编码管理：是基础性工作，部署在新产品的概念设计、详细设计、工艺设计阶段，对文档的编码管理部署在整个产品生命周期中；（2）在整个产品开发中，PDM 科学性的实施方法，保证了整个新产品设计开发活动的顺
36、利完成。A.选择实施PDM 的战略伙伴；B.正确的实施步骤；C.关注实施 PDM 的专业性，企业的决策者一定要明确企业实施 PDM 系统的目的，要避免出现只关注技术问题的情况；D.团队合作：将那些了解公司情况以及知道最大的瓶颈存在于什么地方的人组织在一起，在明确企业需求目标的前提下，对产品开发过程和数据管理中出现的问题能提出改进性的建议；E.长远规划，分步实施：实施双方应合理计划，实事求是。按照进度计划完成工作，一旦发现问题，马上采取相应的措施解决，不断总结归纳好的经验，供后续实施参考。如图 3 所示的是以市场预测为主的汽车新产品开发全过程业务流程模型，根据你所学产品网络化协同设计与 PDM
37、的有关知识，针对图 3 中的汽车新产品开发业务流程，采用什么方法和技术？才能实现自顶向下和自底向上相结合的协同设计与新产品开发过程和数据管理？（20 分）PA ST产品战略确认项目细化 项目执行批准表面提交动力系统设计完成KO SISCPHPTCP CC LS J1 FS1PP产品战略策划立项样车制作设计冻结通关车试生产投产认可最终状态系统整车零部件市场预测产品定位供应商选择 产品概念设计车身设计动力匹配整车设计完成 设计定型 工艺性修改完善（整车厂和供应商共同完成产品开发）1PP整车设计完成图 3 汽车新产品设计开发流程答：（1）在新产品设计开发的全过程中，采用 PDM 技术可以管理的过程和
38、数据:项目管理：贯穿在整个新产品全过程的各个阶段，管理新产品开发流程和过程状态；任务管理：在新产品开发流程和阶段、活动确定后，逐层分解、指派、执行、提交工作任务（设计结果）实现产品开发各阶段以任务为驱动的过程与数据管理）；配置管理：分布在新产品战略定义、概念设计、详细设计、工艺设计和售后服务各阶段，是实现产品数据管理的核心功能；文档管理：分布在整个新产品开发的各个阶段，管理产品开发活动的输入/输出、存储、检索、重用和知识管理，与项目任务、BOM、设计变更有密切联系；变更管理：主要分布在新产品的设计阶段，但对生产、采购、销售、售后服务等业务活动有密切联系；编码管理：是基础性工作，部署在新产品的概
39、念设计、详细设计、工艺设计阶段，对文档的编码管理部署在整个产品生命周期中；在汽车新产品开发业务流程中，整机厂承担的设计和协同管理工作，供应商同步进行零部件三维设计、工艺设计和试制：（1）在整车概念设计阶段，整机厂运用 PDM 进行市场预测、新产品战略规划与策划，指定未来新产品的发展战略；利用协同设计平台实现与顾客的及时沟通，了解需求，制定产品方案。整机厂按项目、产品、零部件、数据所属关系，选择供应商，并向供应商分解零部件设计任务，进度计划要求 。 （2）在整车及零部件详细设计阶段，整机厂开发设计项目团队的项目负责人根据新产品开发时间进度和总体技术要求，创建产品协同设计项目、定义协同设计业务流程
40、、分解协同设计任务、配置配套商资源、协调多项目协同资源配置冲突、时间进度计划冲突、生成协同项目计划网络图、甘特图、WBS 任务树。整机厂用互联网向供应商发布零部件协同设计任务和进度要求。供应商运用各自的 PDM，进行自主研发，完成产品的设计开发与过程，数据管理，提供准确的产品数据；对配套厂提交的各种数据和文档，整机厂可以及时进行评审并返回评审意见；在计划时间内，整车设计完成 。 （3） 在整个开发过程中，协同平台文档管理器按项目、产品、BOM、任务、零部件、文档分类等层次构建文档结构树，用户通过各种组合条件查询平台中存储的文档，实现文档分类管理。整车厂和配套企业项目团队各个用户在授权范围内可以对文档进行浏览、上传、下载和快捷发放。 （4）在工艺、工装及模具设计阶段，试制、试验、更改、定性鉴定阶段，众多供应商参与零部件同步开发，对技术冲突可采用三维视频会议，与配套厂、客户共享产品三维模型，实时进行技术交流，解决技术冲突，各方协商形成的会议记录通过在线电子签名并存档。从而，整车厂与供应商共同完成产品开发。（2）产品网络化协同设计:从市场需求分析、目标产品定义、方案设计、详细设计、工艺/工装设计、试制、试验、量产、销售到售后服务的全过程都贯穿着企业内部、外部、各部门、各人员间的各种协同。从产品设计的角度看，主要分为项目协同、设计协同和商务协同。
