CIMS设计自动化是指利用计算机软硬件及网络环境,实现产品开发全过程的一种技术,即在网络和计算机辅助下通过产品数据模型,全面模拟产品的设计、制造、装配、分析等过程。设计自动化不仅贯穿企业生产的全过程,而且涉及企业的设备布置、物流物料、生产计划、成本分析等方面,因而可以大大缩短产品研制周期、降低开发成本、实现最佳设计目标,获得最大经济效益。
设计自动化集成了现代设计制造过程中的多项先进技术,包括三维建模、装配分析、优化设计、系统集成、产品信息管理、虚拟现实技术(VR)、多媒体和网络通讯等,是一项多学科的综合技术。设计自动化涉及的主要内容有:
(1)CAD/CAPP/CAM/CAE/PDM 计算机辅助设计及相关技术是设计自动化技术的核心。为了使产品的设计过程更加科学和有效,需要采用产品数据管理(PDM)技术,用PDM技术控制产品设计过程数据和工作流程;
(2)异地、协同、虚拟设计 涉及因特网/企业内部网支持环境下的产品需求定义与建模、产品数据管理、产品数据交换等相关技术,以及异地设计、协同设计和虚拟设计环境下的产品开发过程模型、集成模式、体系结构及支持工具等;
(3)拟实制造 涉及拟实制造中产品设计、功能仿真、性能模拟、工艺设计及制造过程仿真等产品开发相关过程中的关键技术、产品数字化定义、可制造性/可装配性仿真、工艺评估及其决策支持工具,以及VR技术在产品规划、需求分析、概念设计中的应用等;
(4)智能化产品设计 涉及智能技术在产品设计、工艺设计及开发过程中的决策支持工具、知识库、系统原型,以及产品与系统设计中的智能化人机接口技术等;
(5)产品快速设计、优化设计、逆向工程 涉及产品快速设计、建模与管理技术、产品优化设计方法及其工具、点阵信息的矢量化与结构化设计、从二维信息重构三维形体技术等;
(6)绿色设计 又称面向环保的设计或DFE(Design for Environment)。这是一项包括资源能源利用、污染防止和处理、回收再利用和废弃物处理等诸多环节的可持续发展战略;
(7)并行设计 以并行工程模式替代传统的串行式产品开发模式,使得在产品开发的早期阶段就能很好地考虑后续活动的需求,以提高产品开发的一次成功率。
CIMS设计自动化中各组成部分作为独立的系统,已在生产中得到了广泛的应用。采用CIMS设计自动化技术,不仅能大大地提高产品设计的效率,更新传统的设计思想,降低产品的成本,提高企业及其产品在市场上的竞争力,还可以使企业建立一种全新的设计和生产技术管理体制,采用并行工程,缩短产品的开发周期。当今世界各大航空、航天及汽车等制造业巨头,就是通过广泛采用CIMS设计自动化技术进行产品设计,并且投入大量的人力、物力,进行CIMS设计自动化技术的研究和开发,保持自己技术上的领先地位和国际市场上的优势。