以信息技術(shù)為主導的現(xiàn)代科學技術(shù)的迅速發(fā)展，推動了全球經(jīng)濟的高速增長，也推動了制造業(yè)和產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的快速發(fā)展。制造業(yè)是一個國家的支柱產(chǎn)業(yè)，制造業(yè)的發(fā)展水平直接反映出國家經(jīng)濟和科技的發(fā)展水平。
傳統(tǒng)的制造業(yè)在面臨巨大挑戰(zhàn)的同時，也發(fā)生了極其深刻的重大轉(zhuǎn)變，出現(xiàn)了并行設(shè)計、協(xié)同設(shè)計、虛擬設(shè)計、敏捷設(shè)計、全生命周期設(shè)計、職能設(shè)計等多種設(shè)計方法，數(shù)字化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化也成為了產(chǎn)品設(shè)計模式的必然發(fā)展方向。
改革開放刺激了我國摩托車工業(yè)的迅猛發(fā)展，目前，我國摩托車產(chǎn)量已超過1 200萬輛，成為世界上最大的摩托車生產(chǎn)國。伴隨人類對物質(zhì)文明和精神文明的不斷追求，摩托車工業(yè)設(shè)計向節(jié)能、環(huán)護和安全舒適的人性化方向發(fā)展，數(shù)字化設(shè)計技術(shù)將成為摩托車工業(yè)技術(shù)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)性技術(shù)。利用計算機及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境技術(shù)，以虛擬產(chǎn)品模型為核心，實現(xiàn)摩托車產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計，是提高我國新產(chǎn)品自主開發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新能力，縮短開發(fā)周期，加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，加快從摩托車生產(chǎn)大國轉(zhuǎn)化為摩托車生產(chǎn)強國的重要手段。
摩托車數(shù)字化設(shè)計技術(shù)需集成現(xiàn)代設(shè)計制造過程中的多項先進技術(shù)，包括計算機輔助設(shè)計(CAD)、計算機輔助分析(CAE)、計算機輔助制造(CAM)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)、計算機輔助工業(yè)設(shè)計(CAID)、虛擬樣機技術(shù)、逆向工程技術(shù)、知識工程技術(shù)(KBE)、快速原型制造(RPM)技術(shù)、標準化技術(shù)等，貫穿產(chǎn)品設(shè)計、分析、制造全過程，是一項多學科的綜合技術(shù)。
傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)是以實物樣車(機)為開發(fā)平臺，所有零件設(shè)計完成后，制造出手工樣件來進行試裝配，根據(jù)樣件試裝的結(jié)果判定設(shè)計缺陷，然后再回到設(shè)計環(huán)節(jié)進行修改，如此循環(huán)往復(fù)。該過程中各設(shè)計功能小組之間是相互獨立的，各自完成自己的工作，然后進行檢驗、修改，因此工作的反復(fù)性很大，設(shè)計周期較長，人力、物力、財力浪費嚴重。
目前，國內(nèi)大部分以出口為主的摩托車生產(chǎn)企業(yè)仍然采用仿制實物樣車(機)的模式進行產(chǎn)品開發(fā)，即主要依靠在原型樣件的基礎(chǔ)上，對樣件的標志性特征進行增加或刪減，同時轉(zhuǎn)化為二維圖樣作為進行技術(shù)交流的依據(jù)，即使有的企業(yè)采用了計算機輔助二維繪圖，但它只是二維圖樣的計算機表達式，還不能完全起到指導生產(chǎn)的作用。雖然計算機輔助繪圖大大節(jié)省了圖樣修改的時間，但仍然要依靠實物樣車(機)進行產(chǎn)品開發(fā)。有的企業(yè)已經(jīng)采用三維建模技術(shù)對一些復(fù)雜產(chǎn)品建立數(shù)字化模型，以便于進行CAE分析和CAM加工，但CAE分析手段單一，臨界條件設(shè)置經(jīng)驗非常匱乏。
2 CAD/CAM/CAE/PDM技術(shù)
CAD/CAM/CAE技術(shù)是數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)的核心，是實現(xiàn)計算機輔助產(chǎn)品開發(fā)的主要工具。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)技術(shù)集成并管理與產(chǎn)品有關(guān)的信息、過程，及人與組織，實現(xiàn)分布環(huán)境中的數(shù)據(jù)共享，為異構(gòu)計算機提供了集成應(yīng)用的平臺，從而支持CAD/CAE/CAM系統(tǒng)過程的實現(xiàn)。PDM是實現(xiàn)并行過程協(xié)同工作的重要基礎(chǔ)。國外一些先進的機械制造企業(yè)，在日益激烈的全球化市場競爭中，紛紛采用了先進的產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計與管理技術(shù)。例如，美國福特汽車公司在1995年就提出了“福特2000計劃”，投資上億美元，旨在采用先進的CAD/CAE/CAM/PDM(C3P)技術(shù)，并于1998年推出了第1輛全部采用C3P技術(shù)開發(fā)的轎車“FOCUS”，開發(fā)周期從原來的34個月縮短到24個月。該車型在歐洲和北美市場上的銷售量也超過了其他同類車型，為企業(yè)創(chuàng)造了巨大的利潤。摩托車結(jié)構(gòu)件的傳統(tǒng)設(shè)計是采用統(tǒng)計、類比和經(jīng)驗相結(jié)合的仿制方法。該方法對摩托車結(jié)構(gòu)件缺乏準確分析判定能力已經(jīng)成為摩托車最高端產(chǎn)品設(shè)計的瓶頸。以三維CAD/CAE/CAM為核心的計算機輔助設(shè)計、工程分析、輔助制造技術(shù)，已成為新產(chǎn)品開發(fā)不可缺少的現(xiàn)代技術(shù)手段。摩托車制造業(yè)在新產(chǎn)品開發(fā)過程中廣泛的采用三維實體、曲面、實體與曲面混合建模的技術(shù)，建立零部件的三維數(shù)字化模型，并逐步向全數(shù)字樣機DMU方向發(fā)展。
CAE技術(shù)的應(yīng)用也從關(guān)鍵零部件(如，車架、覆蓋件、燈具等)的強度、剛度、模態(tài)分析，向整機的工作原理仿真和性能評估分析發(fā)展;在CAE分析方法中，結(jié)合許多領(lǐng)域的專業(yè)知識，形成了專業(yè)化的CAE分析評估系統(tǒng)，如汽車、摩托車產(chǎn)品開發(fā)中的發(fā)動機燃燒分析，NVH分析，懸架剛度、強度及振動分析，整車的動力響應(yīng)分析，零部件的優(yōu)化設(shè)計、冷卻系統(tǒng)的流場、溫度場、應(yīng)力場的多場耦合分析等。
CAM技術(shù)的應(yīng)用已從簡單的零件、工裝模具的輔助制造，向復(fù)雜曲面零件，大型復(fù)雜模具三維型面的NC加工、加工過程仿真發(fā)展，現(xiàn)代CAM技術(shù)成為新產(chǎn)品的試制、工藝工裝制造提供了先進的數(shù)字化加工手段。
PDM技術(shù)是一門管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和所有與產(chǎn)品相關(guān)的過程的技術(shù)，核心是對產(chǎn)品全生命周期進行管理，取得綜合效益。該技術(shù)有更快的反應(yīng)速度，更好的質(zhì)量保證，更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，更低的成本，更有效的產(chǎn)品型譜建設(shè)，能更合理地把握更新?lián)Q代的切入點。PDM技術(shù)可以使企業(yè)內(nèi)各種人員迅速了解企業(yè)業(yè)務(wù)流程，知曉自己在企業(yè)的地位，逐漸養(yǎng)成從全局出發(fā)考慮其從事的工作的習慣，減少不必要的過程，以實現(xiàn)企業(yè)降低成本的目的。
3 計算機輔助工業(yè)設(shè)計
與其他機械產(chǎn)品相比，摩托車工業(yè)的外觀設(shè)計是摩托車知識產(chǎn)權(quán)的重要內(nèi)容。摩托車百年來的發(fā)展已形成公認的幾大類型，不同廠家的各種類型的摩托車的外觀越來越接近。因此，在設(shè)計具有自主知識產(chǎn)權(quán)的摩托車時，重點是摩托車的外觀形態(tài)特征部位，主要指覆蓋件、燈具、車座、油箱等用來與其他同類摩托車外觀相區(qū)分的外飾部位。
摩托車設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)其使用特點，使摩托車的形體構(gòu)成符合美學法則，具有適宜的色彩配置、表面質(zhì)感和肌理，吸取自然美的精華，把握社會時代的審美潮流，創(chuàng)造出符合使用者審美觀的外觀造型。現(xiàn)在，摩托車外觀設(shè)計普遍采用的設(shè)計流程為:概念草圖→效果圖→基本車體制作→1∶1膠帶圖→油泥模型制作→覆膜→定型。由于油泥模型的制作存在制作周期長、成本高、不利于進行多方案比較等困難，加之對環(huán)境溫度和濕度要求也較高，因此容易產(chǎn)生裂紋或起皺，保存時間不能太長。另外，油泥模型制作與數(shù)字化體系割裂開來，需要通過逆向工程建立產(chǎn)品的CAD模型，加之效果設(shè)計、油泥制作、數(shù)字化設(shè)計往往是由不同的人員完成，這將延長設(shè)計周期，增加設(shè)計誤差。采用計算機工業(yè)設(shè)計技術(shù)(CAID)將使這一現(xiàn)狀得到改善。
（轉(zhuǎn)載）
