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经济竞争已成为世界各国竞争的焦点和世界发展的重要推动力,竞争的核心是以知识为基础的新产品的竞争。因此新产品的开发是企业确保市场优势、维持企业生存和发展的重要机能。 传统的创新设计方法是试错法,试错的过程类似于艺术家的艺术创作,主要取决于灵感和经验。而TRIZ理论认为创新设计存在解决问题的一般规律,TRIZ是基于知识的解决概念设计阶段创新设计问题的有力工具,采用TRIZ设计方法对整个制造业的产品创新设计有重要的意义。 本文利用TRIZ创新设计理论,对Giant Cam产品概念设计进行创新设计的基础上,对TRIZ理论、Giant Cam概念设计阶段的设计、Giant Cam产品结构的计算机辅助设计和建模、数据交换标准、产品工程数据库系统的建立进行了研究。 在Giant Cam概念设计阶段的创新设计过程中,对Cam产品的特点和Cam产品的进化进行分析,得出Cam产品的进化定律为:产品零部件的不均衡发展,其进化路线是产品向着增加自动化减少人工介入方向进化。通过对原有Cam产品的技术成熟度进行预测,预测出Cam产品的性能参数已处在S-曲线上的成熟期,确定Cam产品需要创新。分析了实施Giant Cam产品创新设计的设计矛盾是技术矛盾,用TRIZ标准参数表示为:希望提高的技术参数是TRIZ通用工程参数中的No.10“力”,导致技术参数恶化的是TRIZ 39个通用工程参数中的No.25“时间的浪费”。根据这一对技术矛盾,在TRIZ矛盾矩阵中解决本问题所推荐的发明原理有四种。结合Giant Cam创新设计中的设计问题,对推荐的这四种发明原理进行分析,采用No.5“合并”发明原理可解决Giant Cam创新设计的设计问题。并结合设计约束设计了Giant Cam系列产品工作面宽度为1000mm的产品,工作角度有0、10、20、30、40、50、60度共七种产品的概念原型。TRIZ创新设计方法使设计人员对设计过程有可操作性,并对设计过程有可预见性,使设计过程有规律可循,特别对于缺乏设计经验的设计人员,可以在很短的时间内得到产品创新设计的设计方案。因此采用TRIZ创新设计理论对产品概念设计阶段进行创新设计,可以加快产品创新的周期,提高产品创新水平,增强产品的市场竞争力。有效地解决了Giant Cam产品创新设计中的问题,避免采用传统试错法带来的弊端。 通过对计算机辅助设计的建模方法和建模软件的分析,综合考虑软件的功能、成本以及所匹配的硬件要求等问题的情况下,选择能全面表达产品信息的建模方法和建模软件501 idworks进行Giant Cam的结构设计。提出产品的外形模型概念,以便供客户或企业决策人员了解产品的外形和进行功能试验。并在选择的Solidworks软件中进行了其它Caln产品模型的建立。 为了使产品的数字模型能被多个部门或其它用户在后续的分析、模拟仿真等过程中继续应用,对产品模型数据交换接口进行了应用研究。对于二维工程图采用DXF作为产品数据交换标准;对于曲面复杂的产品模型采用IGES作为产品模型的数据交换标准;对于曲面不复杂的产品模型,优先采用STEP作为数据交换标准。并采用sTEP作为中性文件对Giant caln和其它caln产品从s。lidworks中输入到UG、CATIA、I一DEAS系统中。 在windows 2000操作系统下开发了Giant cam工程数搪的管理软件,实现了Giant Cam工程数据的计算机化管理,可以完成对标准数据、产品数据的查询、添加、修改、删除、统计等工作,并与绘图软件有相应的接口,进入绘图软件中进行设计工作。由于图形数据占用的存储空间较大,在对工程数据的几何和非几何数据实行分开存放和管理。对于非几何数据以数据记录的形式相关联地存储在数据库中,对于几何数据以文件的形式按层次关系存储在其它物理地址上。 本文对Giant Caln概念设计阶段采用TRIz创新设计方法,在较短的时间内就设计出Giant Caln的概念原型,加快产品创新的周期,提高产品创新水平,增强产品的市场竞争力。在分析选择数字建模方法、建模软件和数据交换标准,并建立工程数据库系统的基础上,对GiantC柳在详细设计阶段采用计算机辅助设计方法的应用,提高了产品的设计效率,缩短产设计周期,有效传递产品的模型数据,使产品的信息能在整个生命周期内共享,使计算机管理代替人对产品的工程数据进行管理,提高了管理效率。