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數(shù)字化制造技術(shù)范文第1篇

[關(guān)鍵詞]汽車設(shè)計(jì)；數(shù)字化；制造

中圖分類號(hào)：D622 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）25-0013-01

前言：汽車制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程在一定程度上反映一個(gè)國家或地區(qū)的現(xiàn)代化進(jìn)程。我國很早以前就將汽車生產(chǎn)作為國家發(fā)展的重點(diǎn)，在過去的幾十年間，我國汽車制造業(yè)實(shí)現(xiàn)了從無到有以及不斷發(fā)展的過程，汽車生產(chǎn)技術(shù)水平也在發(fā)生著日新月異的變化。我國在提升產(chǎn)量的同時(shí)，要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)技術(shù)、設(shè)備以及管理手段的提升。本文通過對(duì)數(shù)字化技術(shù)在汽車生產(chǎn)與制造中應(yīng)用介紹，分析了目前汽車行業(yè)常見的數(shù)字化技術(shù)以及信息系統(tǒng)，以推動(dòng)我國汽車設(shè)計(jì)制造的發(fā)展，提升行業(yè)水平。

1. 數(shù)字化技術(shù)在汽車設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用概況

1.1 數(shù)字化技術(shù)的概念

數(shù)字化技術(shù)利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、多媒體技術(shù)等，進(jìn)行信息獲取、信息處理，并與實(shí)際生產(chǎn)需求相結(jié)合，進(jìn)行產(chǎn)品外觀及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、性能的模擬以及生產(chǎn)制造，以生產(chǎn)出符合需求的產(chǎn)品。在此過程中，計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)發(fā)揮了重要的作用。例如，數(shù)據(jù)庫中的交互圖形系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)快速計(jì)算和數(shù)據(jù)分析處理。計(jì)算機(jī)輔助軟件的開發(fā)和使用可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可視化和便捷化。數(shù)字化技術(shù)能夠有效縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間、降低產(chǎn)品開發(fā)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，在今天產(chǎn)品制造日益精密化、復(fù)雜化的環(huán)境下，具有十分重要的意義。在企業(yè)的數(shù)字化體系建設(shè)過程中，包含著設(shè)計(jì)與生產(chǎn)平臺(tái)的構(gòu)建，以及評(píng)審體系的建立，涉及范圍廣、部門多，且一定程度上取決于公司運(yùn)行和管理的結(jié)構(gòu)。因此，實(shí)現(xiàn)汽車設(shè)計(jì)制造中的數(shù)字化，需要對(duì)企業(yè)進(jìn)行全方面的考量，從而企業(yè)提升開發(fā)能力和核心競爭力。

1.2 數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于汽車設(shè)計(jì)制造時(shí)遵循的原則

針對(duì)數(shù)字化技術(shù)的特點(diǎn)，汽車設(shè)計(jì)制造應(yīng)遵循兩個(gè)原則：科學(xué)性和實(shí)用性?？茖W(xué)性主要體現(xiàn)在汽車設(shè)計(jì)方案中，設(shè)計(jì)者需對(duì)汽車制造技術(shù)要求、數(shù)字化技術(shù)要點(diǎn)以及影響制造效果的因素全面了解，使數(shù)數(shù)字化技術(shù)在汽車設(shè)計(jì)生產(chǎn)中得到最大化利用。除了設(shè)計(jì)方法的科學(xué)化，設(shè)計(jì)理念和精神、設(shè)計(jì)手段等都要遵循科學(xué)方法，只有將數(shù)字化技術(shù)貫穿到汽車的實(shí)際設(shè)計(jì)生產(chǎn)中，才能更好的發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)行業(yè)新技術(shù)的探索和研發(fā)。實(shí)用性原則建立在汽車的實(shí)際生產(chǎn)情況上，由于汽車實(shí)際制造車間較科研場(chǎng)所來說比較簡陋，生產(chǎn)能力較為落后，因此，一些精度高、難度大的生產(chǎn)任務(wù)難以實(shí)現(xiàn)。因此，為了使設(shè)計(jì)方案盡可能滿足實(shí)際生產(chǎn)能力，數(shù)字化技術(shù)的容錯(cuò)率應(yīng)適度提高，并充分考慮影響設(shè)計(jì)方案的外部因素。此外，企業(yè)堅(jiān)持實(shí)用性能夠避免不必要的投入，最大限度保證技術(shù)可靠性和經(jīng)濟(jì)性，提高汽車生產(chǎn)制造水平，提升產(chǎn)品競爭力。

1.3 數(shù)字化技術(shù)之于汽車設(shè)計(jì)制造的意義

數(shù)字化技術(shù)對(duì)于汽車設(shè)計(jì)與制造環(huán)節(jié)具有十分重要的意義。數(shù)字化技術(shù)較傳統(tǒng)制造技術(shù)具有許多優(yōu)勢(shì)。首先，數(shù)字化技術(shù)的分散性和獨(dú)立性能夠?qū)?fù)雜整體分解化、詳細(xì)化，并轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，方便查找及實(shí)用。其次，數(shù)字化技術(shù)建立在計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，因此能夠進(jìn)行個(gè)幾何數(shù)據(jù)的計(jì)算，同時(shí)可以對(duì)模型進(jìn)行和修正。例如，力學(xué)、聲波等信息通過計(jì)算、建模的步驟，可以將具體信息直觀的反映出來，且易于修改。此外，由于數(shù)字化技術(shù)大量使用信息系統(tǒng)，因此廣泛使用于汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)等需要數(shù)據(jù)處理和融合、數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)據(jù)選擇的環(huán)節(jié)。未來信息計(jì)算的發(fā)展也將帶動(dòng)汽車數(shù)字化水平的提高，汽車設(shè)計(jì)制造過程的現(xiàn)代化將是汽車行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

2.數(shù)字化技術(shù)在汽車設(shè)計(jì)制造中的具體應(yīng)用

2.1 數(shù)字化技術(shù)在汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

數(shù)字化技術(shù)廣泛應(yīng)用于汽車新產(chǎn)品的開發(fā)，其中逆向工程技術(shù)最為常見。逆向工程技術(shù)將多種技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，常用于產(chǎn)品的快速改造或仿制，是新技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。在使用中，根據(jù)可用數(shù)據(jù)信息，制作出自由曲面并對(duì)其進(jìn)行反求設(shè)計(jì)，和實(shí)體設(shè)計(jì)，從而得到所需模型產(chǎn)品。目前，逆向工程技術(shù)廣泛應(yīng)用于激光快速成型中。在汽車設(shè)計(jì)中，由于設(shè)計(jì)師常通過油泥模型制作進(jìn)行構(gòu)思創(chuàng)作，因此需要對(duì)制作好的油泥模型進(jìn)行信息采集，這時(shí)可以采用非接觸式三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)。該技術(shù)主要通過三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)獲汽車模型的三維數(shù)據(jù)信息。由于其不需要接觸，因此能夠適用于大多數(shù)測(cè)量實(shí)體，并節(jié)省測(cè)試時(shí)間。在汽車模型的測(cè)量中，除了以上部分，還需對(duì)數(shù)據(jù)噪聲點(diǎn)進(jìn)行處理，避免尖角或邊沿對(duì)數(shù)據(jù)的影響。此外，數(shù)字化技術(shù)還常用于汽車覆蓋模具尤其是拉伸模型的設(shè)計(jì)。通過對(duì)覆蓋模件的三維模型設(shè)計(jì)，配以部分優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)模件的構(gòu)建。以拉延筋為例，通過構(gòu)建二維特征曲線得到拉延筋曲面，將其與光滑曲面相連接，從而得到所需模件，可以大大提升設(shè)計(jì)效率，提高設(shè)計(jì)方案的準(zhǔn)確性。

2.2 數(shù)字化技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用

在汽車制造中，數(shù)字化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)不僅體現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量上，還體現(xiàn)在企業(yè)的生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本上。數(shù)字化技術(shù)能夠?qū)ζ嚹Ｐ瓦M(jìn)行數(shù)據(jù)更改，尤其是復(fù)雜的曲面，能夠有效簡化加工工作，降低成本，同時(shí)提高產(chǎn)品精度。企業(yè)對(duì)數(shù)字化系統(tǒng)的建立能夠改善企業(yè)整體生產(chǎn)狀況，提升生產(chǎn)水平，而具體工件和刀具的數(shù)字化使用則對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率有著重要的意義。刀具和工件的科學(xué)化是汽車數(shù)字化生產(chǎn)技術(shù)的關(guān)鍵。將確立好的模型參數(shù)輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，通過刀具對(duì)工件毛坯、原材料等進(jìn)行加工。采用這種方法，可以實(shí)現(xiàn)加工過程的科學(xué)測(cè)量，同時(shí)可以檢測(cè)加工狀態(tài)，并對(duì)緊急狀況及時(shí)采取措施。除此之外，數(shù)字化技術(shù)還常見于刀具軌跡的設(shè)置中，由于汽車制造道具走向多樣，因此針對(duì)不同生產(chǎn)要求，應(yīng)選擇合適的刀具軌跡。目前較為常用的為平行切法，采用這種方法不僅可以實(shí)現(xiàn)加工質(zhì)量的最大化，同時(shí)操作難度較低，能夠縮短生產(chǎn)周期，減小企業(yè)成本。實(shí)際生產(chǎn)過程中，針對(duì)可能出現(xiàn)的球頭銑刀運(yùn)動(dòng)過大的情況，要及時(shí)進(jìn)行參數(shù)處理，同時(shí)對(duì)基本參數(shù)如坐標(biāo)系進(jìn)行檢查，以保證生產(chǎn)過程的穩(wěn)定和高效化。

2.3 數(shù)字化技術(shù)在汽車評(píng)審體系中的應(yīng)用

汽車評(píng)審體系的數(shù)字化技術(shù)主要體現(xiàn)在評(píng)審模型構(gòu)架上。企業(yè)的數(shù)字化評(píng)審體系應(yīng)包含四個(gè)部分，分別是產(chǎn)品造型、零部件開發(fā)、總布置、整車分析和制造工程。后兩種為評(píng)審過程的重點(diǎn)。在此過程中，通過創(chuàng)建數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)以實(shí)現(xiàn)汽車評(píng)審的直觀性和統(tǒng)一性。定義模數(shù)成熟度要求，將不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)模數(shù)成熟度差異化。例如模具制造要求最終的三維模型，而計(jì)算機(jī)輔助分析等后續(xù)工作則對(duì)模數(shù)要求不高，能夠反映相關(guān)特征即可。此外，規(guī)范數(shù)據(jù)流程，是評(píng)審工作的基礎(chǔ)。將重要節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)凍結(jié)，保證下游系統(tǒng)數(shù)據(jù)使用的可靠性，保證評(píng)審工作的順利進(jìn)行。

3 結(jié)語：

數(shù)字化已成為汽車行業(yè)未來的發(fā)展趨勢(shì)。數(shù)字化技術(shù)已逐漸應(yīng)用于設(shè)計(jì)和制造的各個(gè)環(huán)節(jié)。計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫以及軟件等的革新推動(dòng)著汽車生產(chǎn)與制造業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的發(fā)展。高質(zhì)量、高效率的數(shù)字化生產(chǎn)逐漸取代原有的生產(chǎn)模式，產(chǎn)品設(shè)計(jì)和研發(fā)研發(fā)體系也得到了有效的提升。我國的汽車制造數(shù)字化水平還有很大的發(fā)展空間，未來將有更多的先進(jìn)技術(shù)投入到實(shí)際設(shè)計(jì)與生產(chǎn)中，將推動(dòng)汽車行業(yè)實(shí)現(xiàn)更大的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

數(shù)字化制造技術(shù)范文第2篇

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械；數(shù)字化技術(shù)；制造技術(shù)；應(yīng)用

在信息時(shí)代背景下，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)逐漸向數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展，數(shù)字農(nóng)業(yè)主要指將工業(yè)技術(shù)和數(shù)字信息技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，使農(nóng)業(yè)各對(duì)象可視化表達(dá)的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，能夠?yàn)檗r(nóng)業(yè)機(jī)械制造過程提供可靠的依據(jù)和支持，對(duì)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平有較大的積極作用。下文首先對(duì)數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)進(jìn)行概述，其次對(duì)兩者在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的應(yīng)用進(jìn)行闡述，以期為農(nóng)業(yè)機(jī)械制造企業(yè)提供一定參考。

1數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)簡述

數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)主要指使用計(jì)算機(jī)硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，分析，裝配以及制造等過程進(jìn)行全面模擬，能夠?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)過程提供可靠的依據(jù)。在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)及生產(chǎn)中應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)具有如下優(yōu)勢(shì)：農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)能力有所提升；產(chǎn)品研制周期明顯縮短；農(nóng)業(yè)機(jī)械開發(fā)成本有所降低；能夠最大程度的實(shí)現(xiàn)初期設(shè)計(jì)目標(biāo)，可以提高農(nóng)業(yè)機(jī)械制造企業(yè)的市場(chǎng)競爭力，同時(shí)可以為其帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。

2農(nóng)業(yè)機(jī)械數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)應(yīng)用分析

數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)包括多種先進(jìn)的技術(shù)，下面對(duì)幾種常用的技術(shù)進(jìn)行說明：其一，對(duì)CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM進(jìn)行說明。前四種分別指計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助工程，計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)輔助制造，以上工具的合理應(yīng)用對(duì)提高產(chǎn)品開發(fā)效率及效果有較大的積極影響；其中PDM技術(shù)能夠?qū)Ξa(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息、人及各類組織等進(jìn)行有效管理，使分布環(huán)境中數(shù)據(jù)共享的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，同時(shí)為異構(gòu)計(jì)算機(jī)環(huán)境提供了相應(yīng)的應(yīng)用平臺(tái)。其二，對(duì)異地協(xié)同設(shè)計(jì)進(jìn)行說明。其主要指在有網(wǎng)的環(huán)境中能夠?qū)ο鄳?yīng)產(chǎn)品進(jìn)行定義、建模、產(chǎn)品分析、設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)管理和產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換，使用其對(duì)多人、異地產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)提供了便利條件。其三，對(duì)虛擬設(shè)計(jì)及制造進(jìn)行說明。使用仿真、建模及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等可以對(duì)產(chǎn)品的模型進(jìn)行合理構(gòu)建，在構(gòu)建完成后工作人員可以對(duì)產(chǎn)品的性能，可裝配性以及可加工性等方面的問題進(jìn)行發(fā)覺，在經(jīng)過分析后可以及時(shí)采取合理措施進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)合理性，為后期制造過程奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；其四，對(duì)并行設(shè)計(jì)進(jìn)行說明。并行設(shè)計(jì)主要指使用并行工程模式進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)和制造，其對(duì)以往串行式產(chǎn)品開發(fā)模式存在的缺點(diǎn)進(jìn)行彌補(bǔ)，在農(nóng)機(jī)產(chǎn)品開發(fā)初期能夠?qū)笃趯?shí)際需求進(jìn)行更多的考慮，進(jìn)而使產(chǎn)品研發(fā)效率較高，且研發(fā)效果較好。下面筆者對(duì)智能CAD技術(shù)在農(nóng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中以及數(shù)字化制造技術(shù)在高科技農(nóng)業(yè)機(jī)械開發(fā)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

2.1智能CAD技術(shù)應(yīng)用分析

第一，智能CAD技術(shù)在農(nóng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析。工作符號(hào)推理是農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)過程中的重要內(nèi)容，傳統(tǒng)CAD技術(shù)在符號(hào)推理方面存在一定的缺失，智能CAD技術(shù)能夠?qū)ζ浯嬖诘娜笔нM(jìn)行彌補(bǔ)，在使用智能CAD技術(shù)后農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)過程中信息利用率有所提升、重復(fù)設(shè)計(jì)情況明顯減少且產(chǎn)品研發(fā)時(shí)間明顯縮短，能夠在短時(shí)間內(nèi)完成農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作，進(jìn)而可以為農(nóng)業(yè)機(jī)械制造企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。第二，參數(shù)設(shè)計(jì)在農(nóng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析。農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)過程具有型號(hào)、種類較多以及受季節(jié)影響較大的特點(diǎn)，為了更好的保證設(shè)計(jì)和合理性及效率在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中可以對(duì)視力推理模塊化參數(shù)設(shè)計(jì)及變量設(shè)計(jì)進(jìn)行合理應(yīng)用，并且在使用后能夠?qū)χ悄蹸AD技術(shù)使用中存在的問題進(jìn)行最大程度的規(guī)避，為設(shè)計(jì)方案的合理性提供更多的保障。第三，裝配模型在農(nóng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析。裝配模型其屬于支持概念設(shè)計(jì)和變型設(shè)計(jì)中的一種，其主要指構(gòu)建相應(yīng)零部件的幾何模型，在構(gòu)建完成后結(jié)合裝配信息對(duì)設(shè)計(jì)意圖，產(chǎn)品原理以及功能等進(jìn)行詮釋，能夠讓工作人員盡快領(lǐng)悟設(shè)計(jì)意圖，進(jìn)而能夠盡快展開生產(chǎn)。

2.2數(shù)字化制造技術(shù)在高科技農(nóng)業(yè)機(jī)械開發(fā)中的應(yīng)用

數(shù)字化制造技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)及制造中得到廣泛應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用過程中可以使用數(shù)控及虛擬技術(shù)等對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的虛擬樣機(jī)進(jìn)行制造，為實(shí)際生產(chǎn)過程提供了一定的有利條件。下面對(duì)使用三維CAD技術(shù)設(shè)計(jì)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品虛擬樣機(jī)的流程進(jìn)行說明：其一，使用參數(shù)設(shè)計(jì)、變型設(shè)計(jì)等技術(shù)對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的三維CAD模型進(jìn)行構(gòu)建，通過模型的構(gòu)建能夠?qū)崿F(xiàn)所有零部件模式化的目標(biāo)；其二，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)和信息對(duì)二維工程圖進(jìn)行構(gòu)建；其三，使用各類分析原理對(duì)模型進(jìn)行分析，將其同三維裝配體設(shè)計(jì)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合；其四，將三維CAD模型作為主要依據(jù)對(duì)PDM結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行合理構(gòu)建；其五，工作人員嚴(yán)格按照虛擬樣機(jī)的要求對(duì)三維CAD產(chǎn)品進(jìn)行制作，與此同時(shí)對(duì)開發(fā)體系進(jìn)行合理構(gòu)建；其六，對(duì)三維虛擬樣機(jī)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和試驗(yàn)，通過以上兩過程可以準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)虛擬樣機(jī)存在的問題，在經(jīng)過分析后可以采取有效措施進(jìn)行處理，從而對(duì)虛擬樣機(jī)具有較高的合理性進(jìn)行提升。

3結(jié)束語

通過上文可知在農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)及生產(chǎn)過程中對(duì)數(shù)字化設(shè)計(jì)及制造技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用對(duì)縮短研發(fā)時(shí)間及提高產(chǎn)品質(zhì)量有較大的積極作用，為此農(nóng)業(yè)機(jī)械制造企業(yè)需要對(duì)數(shù)字化設(shè)計(jì)及制造技術(shù)產(chǎn)生足夠的重視，根據(jù)自身實(shí)際情況和時(shí)展的需求對(duì)其進(jìn)行分析和研究，不斷的擴(kuò)大應(yīng)用范圍，使農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)及實(shí)際生產(chǎn)過程向數(shù)字化、智能化技自動(dòng)化的方向發(fā)展，加快農(nóng)機(jī)制造企業(yè)的發(fā)展速度。

引用：

[1]陳英姿.農(nóng)業(yè)機(jī)械數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的應(yīng)用[J].農(nóng)家科技（下旬刊）,2015(10):305-305.

[2]吳發(fā)輝.農(nóng)機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].南方農(nóng)機(jī),2016,47(7):50,71.

[3]任曉光,劉佳.農(nóng)業(yè)機(jī)械數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)研究與展望[J].河北農(nóng)機(jī),2014(2):33-33,34.

數(shù)字化制造技術(shù)范文第3篇

關(guān)鍵詞 中高速；柴油機(jī)；數(shù)字化制造技術(shù)

中圖分類號(hào)：TK421 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）20-0004-01

中高速柴油機(jī)廣泛應(yīng)用于船舶動(dòng)力推進(jìn)和船舶電站、陸用電站等，具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸大、零部件類型及數(shù)量多、配套行業(yè)面廣的產(chǎn)品特點(diǎn)，產(chǎn)品生產(chǎn)具有批量小、配套方案多樣化的特征，制造周期較長。如何在行業(yè)內(nèi)廣泛深入的應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，對(duì)于提高柴油機(jī)制造業(yè)的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量具有重要的意義，也是未來中高速柴油機(jī)制造技術(shù)發(fā)展的方向。

1 國內(nèi)中高速柴油機(jī)企業(yè)數(shù)字化制造技術(shù)現(xiàn)狀

我國中高速柴油機(jī)企業(yè)數(shù)字化制造技術(shù)經(jīng)過十幾年的摸索，在柴油機(jī)零部件設(shè)計(jì)、工藝、工裝、數(shù)控加工等方面取得了一定的效果，數(shù)字化應(yīng)用水平逐步提高，大致如下。

1）基礎(chǔ)環(huán)境：計(jì)算機(jī)應(yīng)用基本普及，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和計(jì)算機(jī)硬件配備與時(shí)代接軌，行業(yè)通用仿真分析軟件、CAD/CAM/CAE/PDM等軟件系統(tǒng)逐步普及，與軟件開發(fā)公司合作開發(fā)了部分有企業(yè)特征的專用數(shù)字化系統(tǒng)，形成了初具模型的數(shù)字化工作方法和能力，為數(shù)字化技術(shù)推廣應(yīng)用提供了保障。

2）設(shè)計(jì)、工藝技術(shù)：普及了以二維CAD軟件為基礎(chǔ)的產(chǎn)品、工裝設(shè)計(jì)，三維CAD/CAM設(shè)計(jì)份額持續(xù)增長；CAPP技術(shù)在工藝中得到了較普遍的應(yīng)用；PDM開始在企業(yè)局部應(yīng)用；MES數(shù)字化信息管理系統(tǒng)逐步構(gòu)建。

3）企業(yè)管理：在人力資源、財(cái)務(wù)管理、生產(chǎn)計(jì)劃、車間物流計(jì)劃等方面均推廣了各種信息數(shù)字化技術(shù)；實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品生產(chǎn)計(jì)劃和物料定額計(jì)劃數(shù)字化方案制定和管理；開展了EPR、OA等管理流程優(yōu)化工作，管理效率明顯提升，管理成本大幅降低，應(yīng)用效果顯著。

4）生產(chǎn)線：機(jī)械加工數(shù)控設(shè)備有較大增長，關(guān)鍵零件實(shí)現(xiàn)數(shù)控編程制造；檢測(cè)設(shè)備儀器采用了三坐標(biāo)、數(shù)顯測(cè)量尺、電子窺鏡、激光掃描等數(shù)字設(shè)備；倉儲(chǔ)管理引入計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。

2 我國中高速柴油機(jī)數(shù)字化制造面臨的問題

國內(nèi)中高速柴油機(jī)數(shù)字化制造技術(shù)應(yīng)用與國外先進(jìn)水平仍然差距顯著，數(shù)字化制造在中高速柴油機(jī)制造業(yè)中的應(yīng)用廣度和深度函待提高。主要表現(xiàn)如下。

1）數(shù)字化制造技術(shù)缺少成熟模型。企業(yè)多注重柴油機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)，一般只在部分環(huán)節(jié)上輔以數(shù)字化技術(shù)手段，忽視數(shù)字化技術(shù)系統(tǒng)化應(yīng)用。行業(yè)缺少可參考的完整成熟數(shù)字化方案，難以形成系統(tǒng)化數(shù)字制造技術(shù)體系。數(shù)字化制造技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生的效益、效果只是比較傳統(tǒng)作業(yè)手段有所長進(jìn)，并未充分發(fā)揮數(shù)字化功效。

2）數(shù)字化技術(shù)“信息孤島”問題十分嚴(yán)峻。單位與單位甚至單位內(nèi)部不同部門，不同人員之間，數(shù)字化技術(shù)系統(tǒng)相互隔離、各自為政。各種相互有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)資源無法有效的集成和共享、交流，大量不必要的重復(fù)建設(shè)經(jīng)常發(fā)生。數(shù)據(jù)共享和交流平臺(tái)建設(shè)緩慢，平臺(tái)建設(shè)者和使用者缺乏深入溝通，紙介質(zhì)技術(shù)資料繼續(xù)是部門之間信息傳遞的唯一“合法”手序，數(shù)字化數(shù)據(jù)更新滯后難以實(shí)戰(zhàn)。

3）企業(yè)內(nèi)部數(shù)字化系統(tǒng)未擺脫傳統(tǒng)串行模式，并行工程不易實(shí)施。企業(yè)設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)、檢驗(yàn)數(shù)字化應(yīng)用體系串行現(xiàn)象突出，缺乏能夠引領(lǐng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的數(shù)字化頂層并行設(shè)計(jì)方案，使得制造數(shù)據(jù)銜接缺乏默契，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長，信息交流存在各種障礙，由此造成實(shí)施柴油機(jī)制造并行工程困難。

4）數(shù)字化制造技術(shù)開發(fā)滯后。柴油機(jī)企業(yè)的數(shù)字化開發(fā)能力不強(qiáng)，數(shù)字技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)滯后于數(shù)字技術(shù)的推廣應(yīng)用。數(shù)字化軟件企業(yè)對(duì)柴油機(jī)行業(yè)又缺少符合時(shí)展要求的長周期系統(tǒng)化調(diào)研，數(shù)字化軟件設(shè)計(jì)也常常只是簡單模仿部分傳統(tǒng)作業(yè)模式流程，數(shù)字化模式未能深入改變傳統(tǒng)作業(yè)思路。

3 中高速規(guī)模柴油機(jī)企業(yè)數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

柴油機(jī)的研制水平要與時(shí)展相得益彰，數(shù)字化技術(shù)必須在更廣的范圍和更深的層次上得到應(yīng)用，通過數(shù)字技術(shù)增強(qiáng)柴油機(jī)企業(yè)的研發(fā)能力。我國中高速規(guī)模柴油機(jī)制造正處于與數(shù)字化制造技術(shù)相結(jié)合由引進(jìn)技術(shù)向自行研發(fā)的重要時(shí)期，呈現(xiàn)出以下趨勢(shì)。

1）建立基于單一數(shù)據(jù)源制造模式。實(shí)現(xiàn)CAD/CAPP/CAM/CAE等多種數(shù)字技術(shù)一體化，使產(chǎn)品制造向無紙化制造方向發(fā)展。產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝工裝設(shè)計(jì)、加工與裝配數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)共享和繼承、重組，單一數(shù)據(jù)源為產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)、性能分析、生產(chǎn)制造、裝配、質(zhì)量檢驗(yàn)及企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)規(guī)劃、調(diào)度、各級(jí)過程管理與控制提供一體化模型支持，可使生產(chǎn)全過程信息交流無障礙、從而使產(chǎn)品生產(chǎn)效率和質(zhì)量得到更好的結(jié)果。

2）實(shí)現(xiàn)相互關(guān)聯(lián)不同資源的整合。人力資源、知識(shí)庫資源、制造資源、用戶資源等各種相互關(guān)聯(lián)資源將進(jìn)一步得到整合，基于數(shù)字技術(shù)的虛擬體系使企業(yè)各級(jí)人員能夠利用數(shù)字化工具協(xié)同工作，消除“信息孤島”現(xiàn)象，進(jìn)一步提升各種資源的利用效率。

3）建立數(shù)字化并行網(wǎng)絡(luò)輔助制造體系。制造系統(tǒng)采用并行化網(wǎng)絡(luò)制造環(huán)境組織業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品和工藝設(shè)計(jì)結(jié)果的早期驗(yàn)證，快速響應(yīng)市場(chǎng)需求。

4）建立支持產(chǎn)品全生命周期的虛擬企業(yè)協(xié)同工作平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)數(shù)字化工廠和數(shù)字化車間，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)，工藝方案、生產(chǎn)計(jì)劃、零件制造、裝配試驗(yàn)、倉儲(chǔ)物流到用戶服務(wù)的快速響應(yīng)系統(tǒng)，建立基于實(shí)現(xiàn)共享和交流的集成工作平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)體系。使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到交付全過程信息無縫鏈接傳遞及反饋。

4 數(shù)字化制造技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的思路

面對(duì)國內(nèi)中高速柴油機(jī)制造業(yè)的迫切需要，數(shù)字化制造技術(shù)還需要從以下幾個(gè)方面著手推動(dòng)進(jìn)一步發(fā)展。

1）推動(dòng)流程優(yōu)化。研究和分析國內(nèi)外先進(jìn)制造、管理模式，總結(jié)和提煉適應(yīng)我國柴油機(jī)設(shè)計(jì)和制造數(shù)字化模式。以自主研發(fā)為契機(jī)，推動(dòng)中高速柴油機(jī)企業(yè)在設(shè)計(jì)、工藝、制造、管理等產(chǎn)品全生命周期數(shù)字化流程優(yōu)化，落實(shí)并行工程全面實(shí)施。

2）重點(diǎn)研究數(shù)字化制造統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫及集成應(yīng)用。著重研究CAD/CAPP/CAM/PDM/MES等各類單項(xiàng)數(shù)字化制造技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的集成，構(gòu)建基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫體系的企業(yè)級(jí)集成平臺(tái)，發(fā)揮集成應(yīng)用效果。

3）開展柴油機(jī)企業(yè)之間、企業(yè)與院校、研究機(jī)構(gòu)、軟件公司等相互交流，共同為中高速柴油機(jī)行業(yè)摸索出一條具有行業(yè)特征的系統(tǒng)化數(shù)字制造技術(shù)模式。

4）加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)。制定數(shù)字化制造技術(shù)專業(yè)人員激勵(lì)、培養(yǎng)、鍛煉計(jì)劃，對(duì)技術(shù)人員和管理人員規(guī)范化和高層次地?cái)?shù)字化制造技術(shù)培訓(xùn)應(yīng)廣泛開展。

5 結(jié)束語

數(shù)字化制造技術(shù)是全局性、體系化的新技術(shù)，涉及產(chǎn)品研制的各個(gè)環(huán)節(jié)，中高速柴油機(jī)是關(guān)系我國國計(jì)民生，國防安全的重要產(chǎn)品，數(shù)字化制造技術(shù)的應(yīng)用是國內(nèi)中高速柴油機(jī)企業(yè)研制的必由之路，此項(xiàng)技術(shù)的深入發(fā)展和廣泛應(yīng)用必將使國內(nèi)中高速柴油機(jī)研制水平跨上一個(gè)新的臺(tái)階。

參考文獻(xiàn)

[1]崔劍.PLM集成產(chǎn)品模型及其應(yīng)用：基于信息化背景[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

數(shù)字化制造技術(shù)范文第4篇

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化技術(shù)；機(jī)械制造；發(fā)展

引言

在國家經(jīng)濟(jì)中機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展水平，影響著國家的綜合國力，關(guān)系著國家的和諧發(fā)展，因此，我國機(jī)械制造業(yè)發(fā)展過程中，對(duì)先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行了積極的應(yīng)用。目前，在機(jī)械制造中自動(dòng)化技術(shù)扮演著重要的角色，它提高了生產(chǎn)的效率、降低了生產(chǎn)的成本，同時(shí)，為機(jī)械制造的發(fā)展?fàn)I造了良好的氛圍，在此基礎(chǔ)上，推動(dòng)了機(jī)械制造業(yè)的健康與穩(wěn)定發(fā)展。

1、機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的概況

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)推動(dòng)了我國機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，為其提供了可靠的技術(shù)保障，此時(shí)的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了無人化，通過程序的設(shè)定，保證了機(jī)械設(shè)備的有序與高效生產(chǎn)。此技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械制造的改進(jìn)，使其實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的控制，在此基礎(chǔ)上，勞動(dòng)強(qiáng)度得到了明顯的降低，同時(shí)生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量更加顯著，進(jìn)而促進(jìn)了我國機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展[1]。

在機(jī)械制造中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，使生產(chǎn)具有了自動(dòng)化與連續(xù)性，同時(shí)對(duì)生產(chǎn)流程也實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化，此時(shí)的加工時(shí)間有所縮短，加工效率得到了明顯的提升，進(jìn)而適應(yīng)了社會(huì)發(fā)展的需要。機(jī)械制造業(yè)在自動(dòng)化技術(shù)的支持下，獲得了快速的發(fā)展，在其發(fā)展過程中，加工生產(chǎn)更加安全，對(duì)于勞動(dòng)力的需求有所減少，機(jī)械設(shè)備在生產(chǎn)中的地位更加顯著，進(jìn)而保證了生產(chǎn)的效率，提高了生產(chǎn)的質(zhì)量，控制了生產(chǎn)的成本。

2、基于自動(dòng)化技術(shù)的機(jī)械制造

在機(jī)械制造過程中，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用，主要有計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床與柔性制造系統(tǒng)等，在自動(dòng)化技術(shù)的作用下，使機(jī)械制造具有了集成化、數(shù)字化與智能化的特點(diǎn)。在我國機(jī)械制造企業(yè)中，其自動(dòng)化的水平相對(duì)較低，主要為單機(jī)自動(dòng)化與剛性自動(dòng)化，僅有少數(shù)企業(yè)對(duì)集成自動(dòng)化、柔性制造系統(tǒng)有所了解，因此，我國機(jī)械制造業(yè)在發(fā)展過程中，要對(duì)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行積極的研究與廣泛的應(yīng)用，以此為其發(fā)展提供可靠的技術(shù)保障，在此基礎(chǔ)上，企業(yè)的綜合效益才能夠更加顯著。

2.1集成化機(jī)械制造

基于自動(dòng)化技術(shù)的機(jī)械制造生產(chǎn)具有了集成化，在實(shí)際制造時(shí)，通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使制造流程得到了調(diào)整與改進(jìn)，同時(shí)，在數(shù)據(jù)庫與網(wǎng)絡(luò)的支持下，使機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化水平進(jìn)一步提升。機(jī)械制造的集成化主要是將機(jī)械制造進(jìn)行了整合，使其成為了有機(jī)的整體，其制造流程的主體為機(jī)械、中心為人員，此時(shí)的機(jī)械制造具有高效性、節(jié)約性與環(huán)保性，不僅促進(jìn)了機(jī)械制造效率的提高，還實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)資料的有效運(yùn)用，并且降低了對(duì)環(huán)境的影響[2]。

機(jī)械制造通過對(duì)集成系統(tǒng)的應(yīng)用，促進(jìn)了計(jì)算機(jī)作用的發(fā)揮，其系統(tǒng)主要有制造自動(dòng)化分系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)與工程技術(shù)信息分系統(tǒng)等，同時(shí)還包括計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)，如：數(shù)控程序編制、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。

2.2精細(xì)化機(jī)械制造

隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，在機(jī)械制造過程中，結(jié)合了精細(xì)化理念，此時(shí)的加工誤差范圍得到了大幅度的縮小，每個(gè)機(jī)械的生產(chǎn)均具有標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化。目前，機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)的精度已經(jīng)達(dá)到了1nm的要求，特別是在納米技術(shù)的支持下，機(jī)械制造的精細(xì)化水平將進(jìn)一步提升。

2.3數(shù)字化機(jī)械制造

現(xiàn)階段，機(jī)械制造發(fā)展趨于數(shù)字化，具體表現(xiàn)在機(jī)械制造的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與管理等方面。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，通過對(duì)計(jì)算機(jī)的利用，借助其計(jì)算的能力，對(duì)機(jī)械制造的過程進(jìn)行了模擬，對(duì)其加工的材料進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，以此保證了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性與合理性；在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，主要是發(fā)揮了計(jì)算機(jī)的作用，對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行了有效的控制，并且保證了加工的精準(zhǔn)性與高效性，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)系統(tǒng)與運(yùn)輸系統(tǒng)二者的有效聯(lián)系；在管理環(huán)節(jié)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械制造的全方位管理，借助了數(shù)字信號(hào)，通過信息資源的整合，為機(jī)械制造企業(yè)的發(fā)展提供了可靠的信息[3]。

當(dāng)前，在機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)中最為關(guān)鍵的技術(shù)便是數(shù)控技術(shù)，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，機(jī)械產(chǎn)品對(duì)精度有著較高的要求，此時(shí)，通過數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)加工生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)的修復(fù)與更正，在此基礎(chǔ)上，保證了機(jī)械制造產(chǎn)品的高精度。數(shù)控技術(shù)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)加工故障的及時(shí)修復(fù)，而故障問題的有效處理，保證了生產(chǎn)的有序性與高效性。

2.4智能化機(jī)械制造

機(jī)械制造通過對(duì)智能加工系統(tǒng)的運(yùn)用，使加工生產(chǎn)具有了智能化的特點(diǎn)，通過智能的分析、判斷與推理等，保證了生產(chǎn)的有序性與高效性，同時(shí)此系統(tǒng)還具備一定的友好性與適應(yīng)性，再者在模塊化技術(shù)的支持下，實(shí)現(xiàn)了安全與節(jié)約生產(chǎn)。

3、機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展

首先，要注重發(fā)展的實(shí)用性。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在發(fā)展過程中，要遵循實(shí)用性的原則，在此基礎(chǔ)上，機(jī)械制造企業(yè)的生產(chǎn)才能夠具有高質(zhì)量，其產(chǎn)品的使用價(jià)值才能夠更加顯著，進(jìn)而機(jī)械制造企業(yè)的發(fā)展也將具有持續(xù)性與經(jīng)濟(jì)性。

其次，要關(guān)注發(fā)展的低能耗。目前，對(duì)于任何國家或者地區(qū)而言，能源問題均十分嚴(yán)峻，機(jī)械制造業(yè)對(duì)能源的消耗量相對(duì)較大，通過我國機(jī)械制造業(yè)與發(fā)達(dá)國家的相比，前者的單位產(chǎn)品能源消耗十分顯著，因此，我國機(jī)械制造技術(shù)在發(fā)展過程中，要注重能耗的降低，在技術(shù)的支持下，使生產(chǎn)具有低能耗與高產(chǎn)出的特點(diǎn)[4]。

最后，要促進(jìn)配套技術(shù)的發(fā)展。在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)對(duì)相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行了有機(jī)的融合，如：芯片控制技術(shù)、傳感器技術(shù)與控制軟件編程技術(shù)等。通過對(duì)配套技術(shù)的積極運(yùn)用，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的作用將更加顯著。

總結(jié)

綜上所述，在機(jī)械制造中自動(dòng)化技術(shù)是重要的，它使機(jī)械制造實(shí)現(xiàn)了集成化、精細(xì)化、數(shù)字化與智能化發(fā)展。但目前，我國機(jī)械制造的自動(dòng)化水平仍相對(duì)較低，為了推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，需要對(duì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行深入的研究與積極的應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上，我國機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展才能夠具有先進(jìn)性與高效性，進(jìn)而我國的綜合國力也將有所提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]張大琦，趙曉鵬.基于自動(dòng)化技術(shù)的機(jī)械制造工藝研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2013，18：54.

[2]李曉東.自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用分析[J].科技致富向?qū)В?014，06：225.

數(shù)字化制造技術(shù)范文第5篇

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化工廠；仿真；虛擬制造

1.引言

在市場(chǎng)競爭日趨激烈，新產(chǎn)品上市周期越來越短，生產(chǎn)設(shè)備和制造系統(tǒng)日趨復(fù)雜、昂貴的情況下，為了獲取最佳利潤和保持市場(chǎng)占有率，制造企業(yè)必須從傳統(tǒng)制造模式向數(shù)字化制造模式轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的多元化，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，并進(jìn)一步提高產(chǎn)品的質(zhì)量。由此，數(shù)字化工廠作為優(yōu)化生產(chǎn)過程的解決方案也越來越成為研究的熱點(diǎn)。

2.數(shù)字化工廠含義

數(shù)字化工廠（Digital Factory，簡稱DF）是基于仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的，是以產(chǎn)品全生命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境中，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行仿真、評(píng)估和優(yōu)化，并進(jìn)一步擴(kuò)展到整個(gè)產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式，通過對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行分析和優(yōu)化，保證產(chǎn)品在可制造的前提下，實(shí)現(xiàn)快速、低成本和高質(zhì)量的制造，從而實(shí)現(xiàn)柔性制造和并行工程[1]。

3.數(shù)字化工廠平臺(tái)架構(gòu)

數(shù)字化工廠軟件是虛擬制造平臺(tái)，對(duì)于縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少制造成本和降低項(xiàng)目決策風(fēng)險(xiǎn)都具有重大意義。

數(shù)字化工廠軟件還是實(shí)現(xiàn)并行工程的工具。產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門和制造工藝部門可以在產(chǎn)品的制造特征（焊點(diǎn)、定位點(diǎn)、裝配位置等）領(lǐng)域緊密協(xié)作，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的早期階段進(jìn)行工程制造的仿真，在新產(chǎn)品的制造中盡量對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的工藝和工裝卡具重復(fù)利用，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品制造的并行互動(dòng)的工作方式，縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期、降低制造成本和加快新產(chǎn)品投放市場(chǎng)[2]。

數(shù)字化工廠在工藝層面的主要應(yīng)用包括工廠布局仿真優(yōu)化、工藝流程規(guī)劃及仿真驗(yàn)證、虛擬裝配設(shè)計(jì)與驗(yàn)證、物流仿真。工廠布局仿真優(yōu)化是建立車間廠房、物流通道、制造資源等的三維數(shù)字模型，為工藝、裝配、物流仿真建立基礎(chǔ)。是工藝流程規(guī)劃及仿真驗(yàn)證在三維數(shù)字環(huán)境下對(duì)產(chǎn)品的工藝進(jìn)行規(guī)劃，制定工藝路線，如NC編程、流程排序、資源分配、工時(shí)定額，成本核算等，并對(duì)加工工藝過程進(jìn)行三維仿真，仿真工藝路線，刀具切換，裝夾過程等。虛擬裝配設(shè)計(jì)與驗(yàn)證是提供一個(gè)虛擬制造環(huán)境來規(guī)劃驗(yàn)證和評(píng)價(jià)產(chǎn)品的裝配制造過程和裝配制造方法，檢驗(yàn)裝配過程是否存在錯(cuò)誤，零件裝配時(shí)是否存在碰撞。它把產(chǎn)品、資源和工藝操作結(jié)合起來來分析產(chǎn)品裝配的順序和工序的流程，并且在裝配制造模型下進(jìn)行裝配工裝的驗(yàn)證、仿真夾具的動(dòng)作、仿真產(chǎn)品的裝配流程，驗(yàn)證產(chǎn)品裝配的工藝性，達(dá)到盡早發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的目的。物流仿真是工廠布局規(guī)劃與仿真的輔助工具之一，在三維環(huán)境下對(duì)物流仿真邏輯進(jìn)行建模，主要分析工位裝配任務(wù)分配的合理性，物流路徑規(guī)劃的合理性，物流設(shè)備的分配以及利用率等，從而評(píng)價(jià)和優(yōu)化物流規(guī)劃方案；基于建立的物流仿真模型，可以調(diào)整參數(shù)和物流方案，實(shí)時(shí)獲得仿真結(jié)果。

數(shù)字化工廠平臺(tái)在制造層面的主要應(yīng)用為MES系統(tǒng)，包括制造數(shù)據(jù)管理、計(jì)劃排程、生產(chǎn)調(diào)度執(zhí)行、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集及歸檔、產(chǎn)品跟蹤等功能。

4.數(shù)字化工廠收益

一個(gè)制造企業(yè)完善的企業(yè)信息平臺(tái)應(yīng)由三大塊構(gòu)成，即：PDM/CAD系統(tǒng)，為企業(yè)提品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理；ERP系統(tǒng)，為企業(yè)提供物質(zhì)資源、資金資源和信息資源集成信息，進(jìn)行企業(yè)資源管理；數(shù)字化工廠平臺(tái)，即制造過程管理系統(tǒng)，為企業(yè)提供數(shù)字化的制造信息平臺(tái)，進(jìn)行制造工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)，工程仿真和生產(chǎn)過程管理。成為數(shù)字化工廠，首先要做到柔性制造，即通過自動(dòng)化的理念把產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)與自動(dòng)化設(shè)計(jì)集成到一個(gè)平臺(tái)上。系統(tǒng)能夠根據(jù)加工對(duì)象的變化或原材料的變化而確定相應(yīng)的工藝流程。第二點(diǎn)，也是比較關(guān)鍵的部分，即虛擬投產(chǎn)，即借助虛擬化過程來檢驗(yàn)整個(gè)生產(chǎn)過程，驗(yàn)證產(chǎn)品。

國內(nèi)制造企業(yè)通過利用數(shù)字化工廠技術(shù)能夠帶來的收益包括：

（1）在3D的環(huán)境下進(jìn)行制造工藝過程的設(shè)計(jì)，提高工藝設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)工人、數(shù)控測(cè)量的效率；

（2）用數(shù)字化的手段驗(yàn)證產(chǎn)品的制造工藝可行性，避免工藝制造與設(shè)計(jì)脫節(jié)，提高工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量；

（3）現(xiàn)場(chǎng)的工藝問題在數(shù)字化仿真環(huán)境下提前得到分析，避免在后期對(duì)產(chǎn)品和流程進(jìn)行改變返工，避免規(guī)劃的失誤，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)可進(jìn)行精確掌控；

（4）掌握產(chǎn)品和流程的復(fù)雜性，提高產(chǎn)品的變種及對(duì)流程影響的透明度，建立典型工藝，經(jīng)驗(yàn)庫，減少重復(fù)工作；

（5）縮短產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備周期，縮短新產(chǎn)品投放市場(chǎng)時(shí)間（6）結(jié)合MES現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的及時(shí)采集、反饋，實(shí)現(xiàn)成本的及時(shí)統(tǒng)計(jì)、工藝的持續(xù)改進(jìn)，支持產(chǎn)品的后期維修。

5.實(shí)施關(guān)鍵因素

數(shù)字化工廠平臺(tái)涉及多層仿真層次，不同仿真目的，需要對(duì)物流，裝配，加工等進(jìn)行獨(dú)立仿真，并在統(tǒng)一的可視化環(huán)境下進(jìn)行結(jié)果分析。數(shù)字化工廠貫穿整個(gè)工藝設(shè)計(jì)、規(guī)劃、驗(yàn)證、直至車間生產(chǎn)工藝整個(gè)制造過程，不是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，需要與設(shè)計(jì)部門的CAD/PDM系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品進(jìn)行可制造性驗(yàn)證（工藝評(píng)審），同時(shí)，所有規(guī)劃還需要考慮工廠資源情況數(shù)字化工廠與設(shè)計(jì)系統(tǒng)CAD/PDM和企業(yè)資源管理系統(tǒng)ERP的集成是必須的。同時(shí)，數(shù)字化工廠還有必要把企業(yè)已有的規(guī)劃知識(shí)（如工時(shí)卡、焊接規(guī)范等）集成起來，整個(gè)集成的底部是PLM構(gòu)架。所以，需要與其他部門的信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并在PLM體系框架的指引下開展實(shí)施工作。

6.小結(jié)

數(shù)字化工廠涉及生產(chǎn)，設(shè)計(jì)，工藝、物流，管理，IT部門等業(yè)務(wù)單位以及多領(lǐng)域的技術(shù)人員，需要相關(guān)專業(yè)部門的全力配合，需要對(duì)整個(gè)生產(chǎn)鏈的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和整合（包括產(chǎn)品，工藝，車間等）。對(duì)企業(yè)各方面的影響巨大，可能需要流程重組。因此，企業(yè)在具體的實(shí)施過程中，需根據(jù)自己的生產(chǎn)制造的實(shí)際過程和企業(yè)資源條件來決定，即需要在設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、加工、裝配、物流的哪一部分加強(qiáng)，進(jìn)而采取先點(diǎn)后面、循序漸進(jìn)的實(shí)施策略，不要一下鋪得太大。

參考文獻(xiàn)

[1]張浩，樊留群，馬玉敏，等.數(shù)字化工廠技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003：5-12.