设计和工程

设计工程是一种协作式创造性问题解决流程，可将概念设计转换为有形产品。这需要具备专业知识和经验，以确保最终产品满足客户期望、符合预期用途并能够盈利生产。

设计工程的示例包括建筑和土木基础设施建设、工业设备设计和消费产品设计 （英文）以及材料制造和加工。设计工程领域的工作角色可能包括工业设计师、机械、电气或电子工程师、仿真专家、CAD 设计师和 CAD 绘图员。

设计工程师使用数学原理、工程物理学、行业知识和专业软件来解决问题，并将创意从概念阶段发展为深化设计。深化设计必须满足要求并实现盈利性交付，通过计算机辅助设计 (CAD) 模型、技术工程图、“BOM 表”和规范将其传达给制造和采购等利益相关方。工程设计开发过程是协作式的，可以包含多个领域，包括工业设计、机械、电气和电子工程，还包括来自客户、供应商、制造和项目管理的反馈。

设计工程对于成功的产品开发业务至关重要。设计开发的目标是构想并商定一个对客户和企业都有利的产品解决方案。设计开发受到预算、工程能力和上市时间的限制。设计工程流程是迭代的、循环的，创意需要经过多轮样机制作、测试、评估和审查，直到最终设计被认为是最佳的，且足够可靠，可供生产。设计工程流程从定义问题开始，然后对潜在解决方案进行集体讨论，之后再创建样机，进行测试，收集反馈，评估问题陈述是否可以进一步细化，以及是拒绝还是接受建议的解决方案，或者是否可以通过另一个开发周期改进解决方案。

设计和工程软件应用程序通过自动执行任务和管理数据来支持产品开发。工程设计软件的示例包括产品数据管理 (PDM)、产品生命周期管理、计算机辅助设计 (CAD) 和计算机辅助工程 (CAE)。

CAD 软件的用途是创建产品或机械设计的虚拟三维模型及其关联数据，例如技术工程图和 BOM 表。设计工程师使用 CAD 模型作为计算机辅助工程 (CAE) 的基础，用于评估建议的解决方案是否满足其预期目的。用于工程设计的 CAE 仿真软件包括有限元分析 (FEA) 和计算流体动力学 (CFD)。CAD 软件用于设计您周围看到的一切，从道路和桥梁到建筑、汽车和飞机，再到衣服，再到您每天使用的产品，包括食品和水的加工以及发电。

制造工业和消费品的企业承受着巨大压力，他们需要提供创新解决方案以满足客户需求，并在竞争对手之前将其推向市场。成功开发产品的关键在于设计工程，它不仅能确保产品满足客户需求，还能为企业带来利润。产品开发期间做出的决策可能会影响产品在其生命周期内的质量、组件、材料、制造过程和可用性。计算机辅助设计 (CAD) 和计算机辅助工程 (CAE) 等设计工程软件通过自动化设计过程和管理数据见解，使设计师和工程师能够及时做出有效的决策，提高产品成功率、提升运营效率并缩短上市时间，从而使企业和专业人员受益。

设计和工程软件通过自动化流程和管理数据见解来帮助产品开发团队，以缩短整体设计开发时间，同时保持流程质量。设计工程 CAD 软件的主要特性和功能包括：

• 零件和部件的三维建模，以概念化设计的物理尺寸和空间关系。
• 具有关联 CAD 库的专业功能集，可自动化机械和电气设计（英文）元素，例如轴和齿轮、螺栓联接、钣金、焊接、结构、管路装置和电线线束。
• 创建二维技术工程图或基于三维模型的标注的功能，以传达用于制造的准确信息（包括材料、表面处理、制造技术、尺寸和公差）。
• 演示和渲染工具，用于创建设计的真实照片级图像和动画，以传达装配说明或用于销售和营销材料。
• 计算应力、振动或流体流动的仿真功能，或基于载荷条件自动执行零部件设计的衍生式设计工具。
• BOM 表管理功能，可自动创建要采购或制造的零部件清单，并协助批量订购原材料。
• 用于自动执行下游制造任务的软件功能，例如将零部件嵌套到库存材料上（英文），或计算机辅助制造 (CAM)，包括 3D 打印（增材制造），以及计算机数控加工 (CNC)（减材制造）。
• CAD 数据和流程管理 功能，可帮助并行工程、跟踪任务、通过设计审阅审核信息以及管理工程变更单。

Autodesk 为创新者提供产品设计和工程方面的设计和制造技术，使客户能够跨越项目、领域和行业的界限流畅地工作。Autodesk 设计和工程软件包括产品设计与制造软件集，其中包含：

• Autodesk Inventor 用于三维机械设计、仿真、可视化和文档编制的专业级产品设计和工程工具。
  • Inventor Nastran 用于非线性应力、热分析、振动和疲劳仿真的 CAD 嵌入式软件。
  • Inventor Tolerance Analysis 公差叠加分析软件，用于评估尺寸变化的影响。
  • Inventor Nesting 适用于 Inventor 的真实形状排料软件，可优化原材料的利用率。
  • Inventor CAM 适用于 Inventor 的 2.5 到 5 轴集成式 CAD/CAM 编程解决方案。
• Vault 用于管理设计文件的产品数据管理软件。
• AutoCAD 含行业专业化工具组合的二维和三维 CAD 软件。
• Factory Design Utilities 用于规划、设计和安装高效生产布局的工厂设计软件。
• Navisworks Manage 含冲突检测和进度计划功能的大型设计审阅软件。
• ReCap Pro 现实捕捉以及三维扫描软件和服务。
• 3ds Max 用于设计可视化的三维渲染和动画软件。
• Fusion 360 用于产品设计和制造的基于远程服务的 CAD/CAM/CAE 软件。
• Fusion 360 Manage with Upchain 基于远程服务的 PDM 和 PLM 软件，可轻松衔接数据、人员和流程。
• Design Review Design Review CAD 查看器软件可用于免费查看、标记、打印二维和三维文件，以及追踪对二维和三维文件所做的更改，而无需原始设计软件。

设计和工程方面的软件应用程序通过自动执行任务和数据管理来协助产品开发。在设计工程中生成的数据在产品生命周期的后续活动（例如采购、制造、调试和支持）中发挥着至关重要的作用。设计和工程软件应用程序创建的数据必须与其他业务系统无缝集成，这一点十分重要。

计算机辅助设计 (CAD) 和计算机辅助工程 (CAE) 等设计和工程软件应用程序与产品数据管理 (PDM) 软件集成，以管理和控制对文件的访问，从而确保合适的人员在正确的时间获得正确的数据。PDM 软件与产品生命周期管理 (PLM) 软件一起使用，可管理新产品引入 (NPI)、BOM 表管理和质量控制等设计和工程流程。CAD 软件还与计算机辅助制造 (CAM) 软件集成，该软件使用二维和三维 CAD 数据创建用于 3D 打印的计算机数控 (CNC) 刀具路径或切片图案。CAD 和 CAM 与制造执行系统 (MES)（英文） 集成，可高效监控、跟踪和控制制造流程。为了在整个业务中传播需要的产品设计数据，设计和工程软件应用程序与物料需求规划 (MRP) 或企业资源规划 (ERP) 软件应用程序等业务系统集成。