数字化产品开发

5.1.3　数字化产品开发

产品开发是信息流的源头，它对企业的运作和生产成本有重大的影响，据不完全统计，在批量生产的条件下，产品开发的成本仅占总成本的5%，而对产品制造总成本的影响高达70%，因为产品的结构、原材料和加工方法已经大体上被确定了。因此，产品开发比原材料和元器件、劳动力以及企业管理对总成本的影响大得多。

传统的产品开发过程是设计完成后，进行样机试制，经过改进，再投产。新产品开发的周期长，风险大，上市慢，限制了企业的市场竞争力。数字化产品开发将从根本上改变这个现状，它把产品设计和样机试制过程结合在一起，尽可能采用数字原型替代物理原型，缩短新产品开发周期，减少失误，保证一次投产成功，从而加快上市速度。例如，通过数字化，汽车的新产品开发周期从20世纪80年代的48个月缩短到目前的24个月，并且正在向12个月的目标进军。

数字化产品开发是在CAD/CAM/CAE/PDM集成的基础上发展起来的，涉及的主要内容有：

（1）零部件结构设计和优化；

（2）数字原型（DigitalMock-Up）；

（3）数控加工程序编制及其仿真；

（4）快速原型和逆向工程；

（5）虚拟原型和可视化；

（6）数字化工厂。

为了实现上述目标，首先必须解决各种应用软件所需的三维实体模型数据格式，如STEP、IGES、STL、VRML之间的自动转换。国际标准化组织（ISO）正在制定和即将发布有关产品建模和结构、产品设计合作、产品制造特征、产品应用、产品信息管理和产品生命支持5个设计自动化的标准（ISO/TC184-SC/C）。

虚拟产品开发是数字化产品开发的最新进展，通过各种虚拟现实装置，例如头盔、虚拟墙、立体眼镜、数据手套、音频设备以及软件可以营造一个三维的虚拟环境，设计者能够多方位、多形态地与计对象交互，提高设计者和所设计的实体之间的互操作性。

数字化产品开发的目的是：在获得市场机遇后，能够在计算机上迅速开发出新产品，反复完善产品的外观和性能、产品的可制造和可装配性，规划生产新产品的设备布局和流程。然后，再在现实生产环境中顺利地制造出真实的、高质量的产品。

数字化产品开发带来重大的变革还在于：设计者不仅要对图样的正确与否负责，还要与企业各部门以及客户一起，对产品的整个生命周期负责。因为，数字化产品开发过程是多学科交叉、多部门合作的过程，产品开发的结果，不仅是产品图样或模型，而是通过仿真和虚拟现实技术对整个生产过程和产品使用性能的预测。