《機械產(chǎn)品制造過程數(shù)字化仿真+第1部分：通 用要求GBT+39334.1-2020》詳細(xì)解讀

《機械產(chǎn)品制造過程數(shù)字化仿真第1部分：通用要求GB/T39334.1-2020》詳細(xì)解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術(shù)語和定義、縮略語4分類5一般要求6基本流程7詳細(xì)要求8數(shù)據(jù)管理要求011范圍1.1內(nèi)容范圍本部分規(guī)定了機械產(chǎn)品制造過程數(shù)字化仿真的通用要求，包括仿真目標(biāo)、仿真環(huán)境、仿真數(shù)據(jù)、仿真流程、仿真結(jié)果評估等方面的要求。本部分適用于機械產(chǎn)品制造過程中涉及數(shù)字化仿真的各類場景，如工藝規(guī)劃、生產(chǎn)線設(shè)計、設(shè)備選型、物流規(guī)劃等。01021.2適用對象對于其他領(lǐng)域涉及數(shù)字化仿真的情況，也可參考本部分的要求進行實施。本部分適用于機械產(chǎn)品制造企業(yè)、數(shù)字化仿真軟件供應(yīng)商、科研機構(gòu)等相關(guān)單位和人員。本部分主要關(guān)注機械產(chǎn)品制造過程的數(shù)字化仿真，不涉及其他類型的仿真，如結(jié)構(gòu)仿真、流體仿真等。本部分所規(guī)定的通用要求為最低要求，具體實施過程中可根據(jù)實際情況進行適當(dāng)調(diào)整和補充。1.3界限和限制022規(guī)范性引用文件本部分所引用的標(biāo)準(zhǔn)均為機械制造領(lǐng)域相關(guān)的基礎(chǔ)性、通用性標(biāo)準(zhǔn)，如GB/TXXXX-XXXX《機械制造基礎(chǔ)術(shù)語》等。引用標(biāo)準(zhǔn)的目的是為了確保數(shù)字化仿真過程中使用的術(shù)語、定義、參數(shù)等具有統(tǒng)一性和規(guī)范性。引用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范性引用文件為數(shù)字化仿真提供了基本的依據(jù)和參考，保證了仿真結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。引用文件中的相關(guān)條款和規(guī)定，對數(shù)字化仿真過程中的各個環(huán)節(jié)進行了規(guī)范，有助于提高仿真效率和質(zhì)量。引用文件的作用引用文件的更新與替換隨著機械制造技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也會不斷更新和完善。因此，在數(shù)字化仿真過程中，應(yīng)及時關(guān)注并更新所引用的標(biāo)準(zhǔn)文件。若引用的標(biāo)準(zhǔn)文件被新標(biāo)準(zhǔn)所替換，應(yīng)及時采用新標(biāo)準(zhǔn)進行數(shù)字化仿真，以確保仿真結(jié)果的時效性和準(zhǔn)確性。033術(shù)語和定義、縮略語利用計算機技術(shù)對機械產(chǎn)品制造過程中的物理現(xiàn)象進行模擬和分析，以預(yù)測和優(yōu)化產(chǎn)品制造過程的方法。數(shù)字化仿真針對機械產(chǎn)品制造過程中的典型工藝，如機加工、裝配、鈑金、焊接等進行的數(shù)字化仿真。典型工藝仿真用于數(shù)字化仿真的計算機模型，包括幾何模型、物理模型、行為模型等。仿真模型對數(shù)字化仿真結(jié)果進行分析和評價，提出優(yōu)化建議和改進措施，以提高產(chǎn)品制造過程的效率和質(zhì)量。仿真結(jié)果評價與優(yōu)化3.1術(shù)語和定義GB/T中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)推薦性標(biāo)準(zhǔn)CAD計算機輔助設(shè)計（Computer-AidedDesign）CAM計算機輔助制造（Computer-AidedManufacturing）3.2縮略語CAE：計算機輔助工程（Computer-AidedEngineering）PLM：產(chǎn)品生命周期管理（ProductLifecycleManagement）請注意，以上內(nèi)容僅為示例，并非真實的《機械產(chǎn)品制造過程數(shù)字化仿真第1部分：通用要求》標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容。實際的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容可能會更加詳細(xì)和復(fù)雜。如需獲取真實的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，請參考相關(guān)官方文檔或聯(lián)系相關(guān)機構(gòu)進行咨詢。3.2縮略語數(shù)字化仿真是利用計算機技術(shù)對實際或設(shè)想的系統(tǒng)進行數(shù)學(xué)建模和實驗分析的過程，旨在研究和評估系統(tǒng)的性能、行為和可靠性。數(shù)字化仿真廣泛應(yīng)用于機械產(chǎn)品制造過程中，包括機加工、裝配、鈑金、焊接、鑄造、鍛壓、增材制造等典型工藝。定義應(yīng)用范圍數(shù)字化仿真定義典型工藝仿真是指針對機械產(chǎn)品制造過程中的特定工藝環(huán)節(jié)，如機加工、裝配等，利用數(shù)字化仿真技術(shù)進行詳細(xì)分析和優(yōu)化的過程。目的典型工藝仿真的目的是提高工藝設(shè)計的準(zhǔn)確性、優(yōu)化工藝流程、降低制造成本并提升產(chǎn)品質(zhì)量。典型工藝仿真仿真模型定義仿真模型是數(shù)字化仿真過程中建立的系統(tǒng)或過程的數(shù)學(xué)模型，用于模擬實際系統(tǒng)的行為和性能。構(gòu)建要素仿真模型的構(gòu)建需要考慮幾何形狀、物理特性、材料屬性、邊界條件等多個要素，以確保模型的準(zhǔn)確性和可靠性。仿真結(jié)果評價與優(yōu)化是指對數(shù)字化仿真得出的結(jié)果進行詳細(xì)分析，評估仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性和可信度，并針對存在的問題進行優(yōu)化改進的過程。仿真結(jié)果評價與優(yōu)化的目的是提高仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性和可信度，為實際制造過程提供有價值的指導(dǎo)和參考。仿真結(jié)果評價與優(yōu)化目的定義CAD（Computer-AidedDesign，計算機輔助設(shè)計）是指利用計算機及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計人員進行設(shè)計工作。在機械產(chǎn)品制造過程中，CAD技術(shù)被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品的設(shè)計、分析和優(yōu)化等環(huán)節(jié)。CADCAM（Computer-AidedManufacturing，計算機輔助制造）是指利用計算機系統(tǒng)進行制造過程的管理和控制。CAM技術(shù)可以實現(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計到加工制造的自動化流程，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。CAMCAECAE（Computer-AidedEngineering，計算機輔助工程）是指利用計算機輔助求解復(fù)雜工程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強度、剛度、屈曲穩(wěn)定性、動力響應(yīng)、熱傳導(dǎo)、三維多體接觸、彈塑性等力學(xué)性能的分析計算以及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè)計等問題的一種近似數(shù)值分析方法。在機械產(chǎn)品制造過程中，CAE技術(shù)可以幫助工程師預(yù)測產(chǎn)品的性能并進行優(yōu)化設(shè)計。PDM（ProductDataManagement，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）是指一門用來管理所有與產(chǎn)品相關(guān)信息（包括零件信息、配置、文檔、CAD文件、結(jié)構(gòu)、權(quán)限信息等）和所有與產(chǎn)品相關(guān)過程（包括過程定義和管理）的技術(shù)。PDM技術(shù)可以實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的集中管理、版本控制、流程管理等功能，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性。PDM044分類機加工仿真裝配仿真鈑金仿真焊接仿真4.1按仿真對象分類01020304針對機械加工過程中的切削、磨削等工藝進行仿真，以評估加工精度、表面質(zhì)量等。對機械產(chǎn)品的裝配過程進行仿真，以驗證裝配順序、配合精度等。針對鈑金件的沖壓、折彎、焊接等工藝進行仿真，以預(yù)測成形質(zhì)量、回彈等。模擬焊接過程中的溫度場、應(yīng)力場等，以優(yōu)化焊接工藝參數(shù)、減少焊接變形等。工藝規(guī)劃仿真生產(chǎn)過程仿真質(zhì)量預(yù)測仿真故障診斷仿真4.2按仿真目的分類在產(chǎn)品制造前，通過仿真對工藝方案進行驗證和優(yōu)化，以提高工藝可行性和生產(chǎn)效率。通過仿真預(yù)測產(chǎn)品的加工精度、裝配質(zhì)量等，以便在實際生產(chǎn)中采取相應(yīng)的質(zhì)量控制措施。模擬實際生產(chǎn)過程中的物流、設(shè)備布局等，以評估生產(chǎn)線的平衡性和生產(chǎn)能力。模擬設(shè)備故障情況下的生產(chǎn)過程，以識別潛在故障模式和影響，為故障預(yù)防和維修提供支持。055一般要求工藝仿真應(yīng)能準(zhǔn)確反映實際制造過程中的物理現(xiàn)象和規(guī)律，包括材料特性、工藝參數(shù)、設(shè)備性能等。工藝仿真應(yīng)具有足夠的精度和穩(wěn)定性，以保證仿真結(jié)果的可靠性和有效性。工藝仿真應(yīng)考慮制造過程中的各種不確定性因素，如材料性能波動、設(shè)備精度誤差等，以評估其對產(chǎn)品質(zhì)量和制造效率的影響。5.1工藝仿真的一般要求工藝仿真應(yīng)遵循一定的基本流程，包括仿真方案制定、仿真模型構(gòu)建、仿真運行分析、結(jié)果評價與優(yōu)化等階段。在仿真方案制定階段，應(yīng)明確仿真目的、范圍、假設(shè)條件等，并選擇合適的仿真軟件和工具。在仿真模型構(gòu)建階段，應(yīng)建立準(zhǔn)確的幾何模型、物理模型和工藝模型，以反映實際制造過程的特征和規(guī)律。在仿真運行分析階段，應(yīng)對仿真模型進行求解和計算，獲得仿真結(jié)果，并對其進行可視化展示和分析。在結(jié)果評價與優(yōu)化階段，應(yīng)對仿真結(jié)果進行評價，評估其與實際制造過程的符合程度，并根據(jù)評價結(jié)果對仿真模型進行優(yōu)化和改進。5.2基本流程03仿真方案應(yīng)具有一定的靈活性和可擴展性，以適應(yīng)不同產(chǎn)品和制造過程的需求。01仿真方案應(yīng)根據(jù)具體的產(chǎn)品特點和制造過程要求來制定，包括選擇合適的仿真方法、確定仿真步驟和時間節(jié)點等。02仿真方案應(yīng)考慮計算資源的分配和管理，以保證仿真過程的順利進行。5.3仿真方案制定仿真模型應(yīng)能準(zhǔn)確反映實際制造過程的特征和規(guī)律，包括幾何形狀、材料特性、工藝參數(shù)等。仿真模型應(yīng)具有足夠的精度和分辨率，以保證仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。仿真模型應(yīng)易于修改和擴展，以適應(yīng)不同產(chǎn)品和制造過程的需求。同時，模型構(gòu)建過程中應(yīng)考慮計算效率和資源消耗問題，以實現(xiàn)高效、低成本的仿真分析。5.4仿真模型構(gòu)建066基本流程明確仿真目的確定數(shù)字化仿真在產(chǎn)品制造過程中的具體應(yīng)用場景和目標(biāo)。數(shù)據(jù)收集與處理收集產(chǎn)品制造相關(guān)的各種數(shù)據(jù)，如CAD模型、工藝規(guī)劃、生產(chǎn)布局等，并進行必要的預(yù)處理。選擇仿真軟件根據(jù)仿真目的和數(shù)據(jù)類型，選擇合適的數(shù)字化仿真軟件。6.1前期準(zhǔn)備幾何模型構(gòu)建利用CAD軟件構(gòu)建產(chǎn)品的幾何模型，包括零件和裝配體。工藝模型構(gòu)建在幾何模型的基礎(chǔ)上，添加工藝信息，如加工方法、工序順序、工裝夾具等。生產(chǎn)布局模型構(gòu)建根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場情況，構(gòu)建生產(chǎn)布局模型，包括設(shè)備布局、物流路徑等。6.2模型構(gòu)建參數(shù)設(shè)置設(shè)置仿真運行的相關(guān)參數(shù)，如仿真時間、仿真步長等。仿真運行將構(gòu)建好的模型輸入到仿真軟件中，進行仿真運行。結(jié)果輸出輸出仿真結(jié)果，如加工時間、設(shè)備利用率、物流效率等。6.3仿真運行結(jié)果分析對仿真結(jié)果進行分析，找出產(chǎn)品制造過程中的瓶頸和問題。優(yōu)化方案制定針對問題制定優(yōu)化方案，如改進工藝規(guī)劃、調(diào)整生產(chǎn)布局等。再次仿真驗證將優(yōu)化方案再次進行仿真驗證，確保優(yōu)化效果符合預(yù)期。6.4結(jié)果分析與優(yōu)化077詳細(xì)要求03制定仿真計劃根據(jù)仿真目的、范圍和所選軟件，制定詳細(xì)的仿真計劃，包括仿真時間、人員分工、資源需求等。01明確仿真目的和范圍根據(jù)機械產(chǎn)品制造過程的實際需求，確定仿真的目的、范圍及關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)。02選擇合適的仿真軟件針對機械產(chǎn)品制造過程中的不同工藝環(huán)節(jié)，選用適合的仿真軟件進行模擬分析。7.1仿真方案制定根據(jù)機械產(chǎn)品的實際尺寸和形狀，建立準(zhǔn)確的幾何模型，確保仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。建立準(zhǔn)確的幾何模型為幾何模型設(shè)置合理的物理參數(shù)，如材料屬性、摩擦系數(shù)等，以模擬實際制造過程中的物理現(xiàn)象。設(shè)置合理的物理參數(shù)根據(jù)機械產(chǎn)品制造過程的實際環(huán)境，構(gòu)建仿真場景，包括設(shè)備布局、工藝流程等。構(gòu)建仿真場景7.2仿真模型構(gòu)建運行仿真程序按照仿真計劃，運行仿真程序，模擬機械產(chǎn)品制造過程。采集仿真數(shù)據(jù)在仿真運行過程中，采集關(guān)鍵環(huán)節(jié)的仿真數(shù)據(jù)，如加工力、溫度、變形量等。分析仿真結(jié)果對采集的仿真數(shù)據(jù)進行分析處理，得出仿真結(jié)果，評估機械產(chǎn)品制造過程的性能、效率等。7.3仿真運行分析評價標(biāo)準(zhǔn)制定根據(jù)機械產(chǎn)品制造過程的實際需求，制定仿真結(jié)果的評價標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果對比分析將仿真結(jié)果與評價標(biāo)準(zhǔn)進行對比分析，評估機械產(chǎn)品制造過程的優(yōu)劣。優(yōu)化方案提出根據(jù)對比分析結(jié)果，提出優(yōu)化機械產(chǎn)品制造過程的方案和建議。7.4結(jié)果評價與優(yōu)化確定產(chǎn)品制造過程中的關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)和瓶頸問題。分析仿真需求，明確仿真要解決的具體問題。設(shè)定仿真目標(biāo)，如提高生產(chǎn)效率、降低成本、優(yōu)化工藝等。7.1.1明確仿真目標(biāo)收集產(chǎn)品制造過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括工藝參數(shù)、設(shè)備性能、生產(chǎn)環(huán)境等。對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，如數(shù)據(jù)清洗、格式轉(zhuǎn)換、歸一化等。確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，為仿真提供有效的數(shù)據(jù)支持。7.1.2數(shù)據(jù)收集與處理123根據(jù)仿真目標(biāo)和需求，選擇適合的仿真軟件和平臺?？紤]軟件的易用性、功能性、穩(wěn)定性等因素。確保軟件能夠滿足產(chǎn)品制造過程的仿真需求。7.1.3選擇仿真軟件與平臺明確仿真的時間節(jié)點和進度安排。分配仿真任務(wù)和資源，確保仿真工作的順利進行。制定風(fēng)險應(yīng)對策略，以應(yīng)對可能出現(xiàn)的問題和挑戰(zhàn)。7.1.4制定仿真計劃根據(jù)產(chǎn)品需求和仿真目標(biāo)，明確模型構(gòu)建的目的和意義。明確仿真目的數(shù)據(jù)收集與處理選擇建模方法模型構(gòu)建與驗證收集與產(chǎn)品相關(guān)的各種數(shù)據(jù)，包括幾何尺寸、物理特性、材料屬性等，并進行必要的處理。根據(jù)產(chǎn)品特點和仿真需求，選擇合適的建模方法，如三維實體建模、有限元分析等。利用建模軟件構(gòu)建仿真模型，并進行驗證和修正，確保模型的準(zhǔn)確性和可靠性。7.2.1模型構(gòu)建流程仿真模型的幾何形狀和尺寸應(yīng)與實際產(chǎn)品保持一致，確保仿真的準(zhǔn)確性。幾何精度仿真模型應(yīng)包含產(chǎn)品的物理特性，如質(zhì)量、重心、轉(zhuǎn)動慣量等，以便進行動力學(xué)仿真。物理特性仿真模型應(yīng)包含產(chǎn)品的材料屬性，如彈性模量、泊松比、密度等，以便進行結(jié)構(gòu)力學(xué)仿真。材料屬性根據(jù)實際工況和仿真需求，為仿真模型設(shè)置合理的邊界條件，如約束、載荷等。邊界條件7.2.2模型構(gòu)建要求有限元分析將實體模型離散化為有限個單元，對每個單元進行力學(xué)分析，從而得到整個產(chǎn)品的力學(xué)特性。優(yōu)化設(shè)計技術(shù)在仿真模型的基礎(chǔ)上，利用優(yōu)化設(shè)計技術(shù)對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、參數(shù)等進行優(yōu)化，提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。多體動力學(xué)仿真針對復(fù)雜機械系統(tǒng)，利用多體動力學(xué)理論進行仿真，分析系統(tǒng)的運動學(xué)和動力學(xué)特性。三維實體建模利用三維建模軟件構(gòu)建產(chǎn)品的實體模型，包括零件的幾何形狀、裝配關(guān)系等。7.2.3模型構(gòu)建技術(shù)03選擇合適的仿真軟件針對不同的工藝仿真需求，選擇適合的仿真軟件進行運行分析，確保仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。01確保仿真模型構(gòu)建正確在仿真運行前，需要對構(gòu)建的仿真模型進行驗證，確保其與實際制造過程相符，避免因模型錯誤導(dǎo)致的仿真結(jié)果失真。02設(shè)置仿真參數(shù)根據(jù)仿真方案，設(shè)置合理的仿真參數(shù)，如加工速度、溫度、力等，以模擬實際制造過程中的各種條件。7.3.1仿真運行前的準(zhǔn)備記錄仿真數(shù)據(jù)對仿真運行過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)進行記錄，包括加工過程中的力、溫度、速度等參數(shù)，以及設(shè)備的運行狀態(tài)等信息?？梢暬故痉抡孢^程通過可視化技術(shù)，將仿真過程以圖形、動畫等形式展示出來，方便用戶直觀地了解仿真運行情況。實時監(jiān)控仿真運行狀態(tài)在仿真運行過程中，需要實時監(jiān)控仿真狀態(tài)，確保仿真過程穩(wěn)定進行，及時發(fā)現(xiàn)并處理可能出現(xiàn)的問題。7.3.2仿真運行過程監(jiān)控對比實際制造過程01將仿真結(jié)果與實際制造過程進行對比，分析仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，找出可能存在的偏差和原因。評估工藝方案可行性02根據(jù)仿真結(jié)果，評估所選工藝方案的可行性，預(yù)測實際制造過程中可能出現(xiàn)的問題和難點。優(yōu)化工藝參數(shù)設(shè)置03針對仿真結(jié)果中存在的問題，對工藝參數(shù)進行優(yōu)化調(diào)整，提高制造過程的效率和產(chǎn)品質(zhì)量。同時，可以將優(yōu)化后的工藝參數(shù)反饋到仿真模型中，進行再次仿真驗證。7.3.3仿真結(jié)果分析評價指標(biāo)的確定根據(jù)仿真目標(biāo)和實際需求，確定能夠全面反映仿真