虚拟制造中产品的性能分析(二)

详细内容

2　虚拟产品全性能模型
　　当今机械产品功能日益增强,结构日益复杂,产品性能涉及多个领域。这使产品性能分析工作变得日益复杂。因此有必要建立产品全性能模型来描述产品性能及其产品各性能之间的关系,进行性能综合分析评价。在虚拟产品开发中,用面向对象的方法构造具有层次结构的产品全性能树,结合产品树一起对产品性能进行分析。
2.1　产品全性能树
　　　产品性能包括技术性能、经济性能、实用性能和社会性能等四个主要方面。
ａ)技术性能　产品技术性能包括产品可加工性、可装配性、结构与工艺性等。
ｂ)使用性能　产品工作性能、产品质量、人机工程等。
ｃ)经济性能　指产品上市时间,设计制造费用。
ｄ)社会性能　考虑使用产品时对人体健康的影响、对环境的污染、资源的利用,满足绿色制造的要求。
2.2　产品结构树
　　为了满足对产品全方位的分层次、分阶段的性能分析的需要,设计者首先要确定产品的层次结构,按照产品系列、整机、零件、部件和特征等建立产品树。
ａ)结构属性层
　　　对机械产品进行性能分析时,其对象可能是零件、部件、组件或整机。每个对象都有其上一级的结构所属层。对于零件而言,其上一级结构所属层即为该零件装配所属的部件。对部件而言,其上一级结构所属层即为该部件装配所属的组件。这种所属关系逐级向上,直到整机。整机的结构所属层,即为该机的使用条件与环境。在进行性能分析时,首先应该清楚分析对象所处的结构层的位置,从而明确与分析对象相关的环境约束因素。
ｂ)性能属性层
　　　性能属性层主要反映设计对象在整个产品实现过程中的性能。要得到有竞争力的产品,设计对象在性能属性层的因素至少应该包括如下一些方面 :设计对象的功能性、制造工艺性、经济性、资源利用率、人机适应性、使用安全性、质量可靠性、环境友好性、易于服务维修及回收利用等。传统设计中,对于人机适应性、环境友好性、服务维修方便性以及可回收利用性往往没有给予足够重视,从而影响了产品的竞争力。产品全性能树就是对产品性能的分类归纳总结,其目的是为了便于性能分析评价工作的进行。
ｃ)结构属性层与性能属性层的关系
　　　结构是性能的载体,性能是结构的反映。但是同一设计对象在整机结构层的位置并不一定完全对应于该对象在整机性能层的位置。一个具体对象在整机性能层中的位置,取决于它对整机性能的影响程度。而不是它在整机中的结构位置。
　　　整机的某一特定性能可以由全部结构对象反映,也可以由某些结构对象反映。如汽车整机的经济性是由所有组成件的经济性来反映。而汽车的安全性却并非与其所有组成件有关。
　　　结构属性层中,隶属关系是下层属于上层;而性能属性层中,隶属关系则是上层属性取决于下层属性。于较低结构层位置的零件,当其失效后,将引起其所有结构上层。如汽车制动系统中制动摩擦片这一位于较低结构层位置的零件,当其失效后,将引起所有结构上层 (如制动系统、底盘 )直至整机 (整个汽车 )在制动性能这一性能属性的失效。
3　总结
　　　虚拟制造环境下的产品实际上是一种数字化模型,因此可以对它进行观察、分析、通讯、及时更新,使大家在同一产品模型上对产品各方面的性能分析同时并发地进行。虚拟制造中产品性能分析是全方位的,内容十分广泛。在此,结合虚拟制造环境下对产品性能分析的独特的优越性,通过产品全性能树和产品结构树从不同的角度、在不同的层次上对产品性能进行全面的系统的分析。