數(shù)字化設(shè)計及制造技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：數(shù)字化設(shè)計及制造技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：飛機設(shè)計；制造；數(shù)字化技術(shù)；應(yīng)用價值

飛機制造方面的成本占總成本的20%左右，設(shè)計方面的工作對飛機整體價值的90%有所影響，因此需要對飛機設(shè)計、制造方面的工作產(chǎn)生更多重視，對數(shù)字化技術(shù)進行科學(xué)合理的應(yīng)用，進而對數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用價值進行最大限度的發(fā)揮，為飛機設(shè)計制造等方面工作提供更多支持。本文對數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用價值方面的內(nèi)容及數(shù)字化技術(shù)本身進行分析，以期為相關(guān)部門工作人員提供一定啟發(fā)。

1 數(shù)字化技術(shù)在飛機設(shè)計及制造中的應(yīng)用

數(shù)字化技術(shù)在飛機設(shè)計和制造等工作中的應(yīng)用便是把實物飛機內(nèi)全部參數(shù)以統(tǒng)一比例集中于3d模型，其與傳統(tǒng)設(shè)計制造工作具有較大的差異。傳統(tǒng)飛機設(shè)計和制造工作借助2d圖紙繪制實現(xiàn)，若欲完成飛機的完整設(shè)計，應(yīng)以不同方位對其進行繪制，工程量較大，同時因飛機制造工作涉及到的零件和零件相關(guān)參數(shù)眾多，成功的飛機制造需要確保所有參數(shù)的正確。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用能夠借助計算機技術(shù)完成上述工作，向計算機輸入全部的參數(shù)，這些參數(shù)能夠根據(jù)實際情況和位置進行標(biāo)記，即三維標(biāo)注技術(shù)，該技術(shù)對零件尺寸統(tǒng)一比例的標(biāo)注具有較大的積極影響，各部分材料粗糙度等信息一目了然，并且在各類文字、數(shù)字以及語言的支持下，標(biāo)記工作更加完善。

飛機制造和設(shè)計在模型精度方面具有較高的要求，為了對電子樣機協(xié)調(diào)進行滿足，使飛機設(shè)計及制造工作達到相應(yīng)的工藝要求，需要對其精確度進行提升，部分零件達到完全真實的水平，其模型在零件尺寸、材料等方面還原度極高，甚至某些時候能夠?qū)⒛承椭苯右氲斤w機制造工作中。當(dāng)然3d模型并不完美，例如在表面處理及熱處理技術(shù)方面目前的數(shù)字化技術(shù)無法更好實現(xiàn)，但依舊能夠通過3d標(biāo)注技術(shù)對其設(shè)計和制造工作進行輔助。

2 數(shù)字化技術(shù)在飛機設(shè)計及制造中的應(yīng)用價值

2.1 方案設(shè)計和決策工作中數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用價值

飛機設(shè)計軟件工具能夠根據(jù)飛機運營需求、特點等對舒適性、經(jīng)濟性、安全性等方面進行平衡，在先進軟件及系統(tǒng)的支持下，將更多數(shù)據(jù)提供給方案設(shè)計及決策方面的工作。在數(shù)字化技術(shù)支持下，飛機設(shè)計及制造人員能夠?qū)︼w機運營、技術(shù)需求、性能需求等方面進行掌握，進而對飛機設(shè)計和制造工作進行相應(yīng)的調(diào)整和完善，對不同方案進行綜合分析或調(diào)研，進而對方案進行不斷提升和完善，為設(shè)計制造工作的開展提供更多支持。

2.2 預(yù)裝配相關(guān)工作中數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用價值

數(shù)字化技術(shù)能夠?qū)︼w機設(shè)計、預(yù)裝配等方面工作提供支持，所謂預(yù)裝配即模擬裝配飛機的過程，飛機裝配工作對整體的制造工作而言至關(guān)重要，并且實際操作過程中容易出現(xiàn)各式各樣的問題，因此數(shù)字化技術(shù)對此項工作的開展具有較大的應(yīng)用價值。預(yù)裝配工作的基礎(chǔ)為數(shù)樣機，在計算機技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的支持下，能夠根據(jù)工藝流程步驟開展產(chǎn)品組裝方面的工作，并且能夠完成材料的質(zhì)量檢測工作，實際操作時誤差的出現(xiàn)幾率大幅度減少。

人們能夠從四方面入手開展預(yù)裝配仿真工作，例如人機工程、裝配干涉、裝配順序以及虛擬數(shù)字化方面的仿真。所謂裝配干涉仿真，即對報警裝置進行建立，預(yù)裝配環(huán)節(jié)存在諸多干擾因素，系統(tǒng)能夠?qū)ζ溥M行識別和報警，同時能夠使工作人員在第一時間對問題進行處理和檢查。此方面工作多數(shù)在虛擬條件下進行，然而仍舊需要人的參與，工作人員無需進到虛擬環(huán)境內(nèi)，人們可以將人體3d模型放入其中，為工作人員提供各個方位的視角，為操作提供更多便利。所謂數(shù)字化車間仿真，即在虛擬3d零件的基礎(chǔ)上對車間、起吊裝置、廠房等方面的模型進行完善，將待裝備的零件、半成品等投入虛擬車間。此外借助數(shù)字化技術(shù)能夠?qū)ρb配順序進行模擬，在保證其與實際裝配流程一致的情況下，能夠及時發(fā)現(xiàn)存在的隱患問題，在確保順序正確的情況下人們還能夠減少漏零件的問題，為預(yù)裝配乃至今后的實際裝配奠定堅實基礎(chǔ)。

2.3 飛機綜合設(shè)計制造及工程發(fā)展過程中數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用價值

在數(shù)字化技術(shù)支持下，能夠為總體布置、設(shè)計等方面工作的開展提供更多支持，3d數(shù)字化模型和數(shù)字化設(shè)計分系統(tǒng)能夠?qū)Y(jié)構(gòu)強度設(shè)計、動力推進系統(tǒng)設(shè)計等分系統(tǒng)的設(shè)計進行完善，為設(shè)計工作開展提供支持。此外，在試驗試飛、營運和制造、飛機設(shè)計及制造工作相關(guān)的知識管理工作等方面，數(shù)字化技術(shù)同樣具有較高的應(yīng)用價值，飛機試驗試飛過程中產(chǎn)生較多的數(shù)據(jù)，在數(shù)字化技術(shù)支持下能夠?qū)θ吭囼灁?shù)據(jù)進行有效的存儲及處理，為飛機設(shè)計及制造工作的進一步優(yōu)化奠定堅實基礎(chǔ)。在營運制造過程中，通過對總裝環(huán)境、地面維護保障參數(shù)等方面的仿真和模擬，能夠以更低的代價達成設(shè)計及制造工作的各種要求，為飛機經(jīng)濟性、安全性、舒適度等方面提供更多保障。

3 結(jié)束語

飛機設(shè)計、制造等方面的工作較為復(fù)雜，涉及到的數(shù)據(jù)眾多并且對數(shù)據(jù)精度和準(zhǔn)確性具有極高的要求，通過傳統(tǒng)方法和技術(shù)開展設(shè)計、制造等方面的工作時需要消耗較多的人力物力和時間，獲取的數(shù)據(jù)精度較低，無法更好地滿足飛機設(shè)計、制造等方面工作要求，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)ι鲜鰡栴}進行解決，并且在虛擬預(yù)裝配功能的支持下減少資源浪費，設(shè)計制造時間有所減少，可見其應(yīng)用價值極大。

參考文獻

[1]高利.數(shù)字化技術(shù)在飛機設(shè)計與制造中的應(yīng)用價值[J].探索科學(xué)，2016（4）：174-174.

[2]馬清.淺議數(shù)字化在民用飛機設(shè)計與制造中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（16）：14-14.

第2篇：數(shù)字化設(shè)計及制造技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】協(xié)同平臺；數(shù)字化；結(jié)構(gòu)；飛機；設(shè)計

0.引言

傳統(tǒng)的設(shè)計制造過程是：飛機設(shè)計―工藝準(zhǔn)備―工裝設(shè)計―零件制造―裝配，由于設(shè)計過程不可避免的變更，最終導(dǎo)致研制周期長，成本高等缺點。但是，傳統(tǒng)的飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計，在經(jīng)過了上百年的開拓創(chuàng)新和經(jīng)驗積累，已經(jīng)形成了一套成熟的設(shè)計體系。從設(shè)計輸入到產(chǎn)品輸出的整個過程中，每一步都考慮了防差錯，并能快速地解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種問題。數(shù)字化協(xié)同平臺正是借鑒傳統(tǒng)的飛機設(shè)計的工程經(jīng)驗，并利用數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化等手段，使其更加系統(tǒng)化，規(guī)?；?shù)字化協(xié)同平臺在繼承了傳統(tǒng)的飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)點的基礎(chǔ)上，充分運用了高性能計算機強大的計算能力和高速網(wǎng)絡(luò)的快速傳輸能力，為飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了更加開闊的設(shè)計平臺。

1.數(shù)字化制造特點

1.1產(chǎn)品研制方法發(fā)生改變

傳統(tǒng)樣機研制過程和方法大體分為概念設(shè)計、初步設(shè)計和生產(chǎn)設(shè)計階段，各設(shè)計階段均需繪制模線和制作物理樣機來幫助技術(shù)人員準(zhǔn)確地設(shè)計飛機和配置飛機的內(nèi)部空間，研制過程為串行，產(chǎn)品定義信息傳遞不連續(xù)。而在數(shù)字化環(huán)境下，其模線和物理樣機均由產(chǎn)品的數(shù)字化定義或數(shù)字樣機所替代，研制過程為并行表現(xiàn)形式，便于實現(xiàn)多學(xué)科的協(xié)同設(shè)計。具有以業(yè)務(wù)過程為中心，具有跨地域／多企業(yè)的、動態(tài)的研制特征。從協(xié)同研制全局目標(biāo)看，產(chǎn)品數(shù)字化協(xié)同研制中有橫向（多學(xué)科協(xié)同研制MDO）和縱向（產(chǎn)品全生命周期的協(xié)同），即使制造商分布在世界各地，也可以通過網(wǎng)絡(luò)進行協(xié)同設(shè)計，交換產(chǎn)品相關(guān)設(shè)計信息。使得設(shè)計制造的數(shù)據(jù)、設(shè)備、實施、人員、成果和時間變得更為透明、柔性，實現(xiàn)真正意義上的共享。

1.2數(shù)字化技術(shù)與其他先進技術(shù)相融合

數(shù)字化技術(shù)與其他先進理念（精益生產(chǎn)、并行工程）以及先進技術(shù)（數(shù)控加工及成形技術(shù)、數(shù)字化測量技術(shù)、飛機裝配技術(shù)和質(zhì)量保證技術(shù)等）相結(jié)合，使它們能集成在一起、融合在一起，發(fā)揮先進技術(shù)的整體效益。美國聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機（JSF）項目以洛克希德、馬丁公司為首的由30個國家的50家公司組成的團隊，采用數(shù)字化的設(shè)計制造管理方式，以跨越航空工業(yè)的全球性虛擬企業(yè)為表現(xiàn)形式。其集成平臺采用產(chǎn)品全生命周期管理軟件，包括網(wǎng)絡(luò)平臺采用VPN，LAN，WAN，Internet和各種應(yīng)用系統(tǒng)組成的應(yīng)用平臺；業(yè)務(wù)平臺由各種應(yīng)用軟件構(gòu)成，如：文檔管理，虛擬現(xiàn)實，材料管理，零件管理，CAD設(shè)計軟件及相關(guān)接口，數(shù)字化工廠的設(shè)計仿真軟件包，企業(yè)資源計劃和工廠管理軟件；商務(wù)平臺包括為用戶提供訪問其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)的各類接口。

2.數(shù)字化協(xié)同平臺為工藝制造提供了方便

工藝設(shè)計處于產(chǎn)品設(shè)計和加工制造的中間環(huán)節(jié)，它是生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作的第一步。其中的任何一個因素發(fā)生變化，都可能導(dǎo)致工藝設(shè)計方案的更改，另外制造業(yè)特有的傳統(tǒng)的串行工作方式，使得工藝設(shè)計成為產(chǎn)品制造的瓶頸，并且占用了很長的產(chǎn)品研制周期。目前工藝設(shè)計的不足之處：

2.1產(chǎn)品設(shè)計的工藝性審查周期較長

要在產(chǎn)品設(shè)計打佯出圖后，工藝部門才能對產(chǎn)品設(shè)計進行工藝性審查，針對可加工性和經(jīng)濟性對設(shè)計提出更改意見，一般周期都較長。然后，設(shè)計針對工藝提出的意見對設(shè)計圖紙進行修改，若改動較大則大大延長設(shè)計周期，這是一個反復(fù)迭代過程。

2.2不能及時發(fā)現(xiàn)工藝方案、工藝路線以及工藝規(guī)程的設(shè)計中的錯誤

工藝設(shè)計中隱藏的錯誤難以在設(shè)計過程中被人為的發(fā)現(xiàn)，裝配工藝的優(yōu)化基本上是憑工藝員的經(jīng)驗，工藝設(shè)計中存在的問題往往要在產(chǎn)品實際裝配過程中才被發(fā)現(xiàn)，但此時工藝設(shè)計錯誤已帶來了產(chǎn)品、周期、人力和費用的損失。

有了數(shù)字化協(xié)同平臺工藝工作可以有效的貫穿于整個飛機生產(chǎn)流程當(dāng)中，為工藝設(shè)計提供了充足的準(zhǔn)備時間。工藝制造部門隨時登陸數(shù)字化協(xié)同平臺網(wǎng)絡(luò)，了解設(shè)計進展和更改情況，及時的貫徹到工藝準(zhǔn)備之中，同時進行并行產(chǎn)品數(shù)字化定義，建立全機數(shù)字樣機，實現(xiàn)了數(shù)字化模塊化設(shè)計與柔性制造，大大縮短了研制周期，減少了工裝，降低了成本，取得了明顯的技術(shù)、經(jīng)濟效益。與此同時，數(shù)字化裝配工藝設(shè)計與仿真技術(shù)也隨著數(shù)字化協(xié)同平臺的發(fā)展取得了實質(zhì)性的進步，一些著名的飛機制造公司開始應(yīng)用專用軟件系統(tǒng)如DELMIA等進行裝配工藝設(shè)計與仿真，利用車間執(zhí)行系統(tǒng)實現(xiàn)了生產(chǎn)現(xiàn)場可視化裝配。

我國的飛機數(shù)字化裝配技術(shù)現(xiàn)處于起步階段，設(shè)計部門建立全機數(shù)字樣機的工作已經(jīng)取得實質(zhì)性的成果，因此如何在數(shù)字樣機基礎(chǔ)上，結(jié)合我國的國情通過協(xié)同工作平臺建立三維數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計和裝配過程仿真環(huán)境，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、裝配工藝設(shè)計、裝配工裝設(shè)計的并行工作方式，是我們需要急切解決的課題。數(shù)字化協(xié)同平臺是一個很好的多人協(xié)同工作平臺，為飛機設(shè)計師提供了廣闊的舞臺，能將設(shè)計員的思想更快地轉(zhuǎn)變成一個個精美的飛機零件，為飛機早日翱翔藍天提供了可行性，使我們的夢想能更快地成為現(xiàn)實，同時也吸引著我們編織更加美麗的夢。

3.結(jié)束語

數(shù)字化飛機設(shè)計制造技術(shù)加快了現(xiàn)代飛機研制的整體進程。數(shù)字化技術(shù)迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，使傳統(tǒng)飛機產(chǎn)品的研制過程發(fā)生了根本性的變革，將對工廠的技術(shù)改造、技術(shù)和生產(chǎn)管理、人才的培養(yǎng)產(chǎn)生深遠的影響。民機公司雖然在數(shù)字化制造技術(shù)方面擁有一些經(jīng)驗和基礎(chǔ)，但是與國際上先進的航空制造公司相比，還有很大的差距。民機公司必須在生產(chǎn)實踐中不斷總結(jié)，吸取國內(nèi)外的先進經(jīng)驗，不斷完善自己的數(shù)字化制造技術(shù)，提升民用飛機的研制水平。■

【參考文獻】

［1］側(cè)衛(wèi),曉立.模具數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)[J].航空制造技術(shù),2009,(20).

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［3］金卯,曉立.大飛機數(shù)字化裝配技術(shù)[J].航空制造技術(shù),2009,(14).

［4］賈晨輝,任小中,李云峰.數(shù)字化制造系統(tǒng)規(guī)劃與建模仿真研究[J].組合機床與自動化加工技術(shù),2009,(06).

第3篇：數(shù)字化設(shè)計及制造技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：機械專業(yè)；數(shù)字化設(shè)計；數(shù)字化制造

計算機技術(shù)已全面滲透到機械領(lǐng)域，學(xué)生熟練掌握和應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)已成為其必備的基本技能，企業(yè)在招聘中也將這項能力作為重要考核指標(biāo)之一。為適應(yīng)這種快速發(fā)展的新形勢，滿足社會的迫切需求，研究和探索如何培養(yǎng)掌握和應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)的優(yōu)秀畢業(yè)生具有重要意義。通過廣泛調(diào)研和細致分析，結(jié)合我校機械專業(yè)實際情況，提出了以典型數(shù)字化設(shè)計、分析、制造技術(shù)工程軟件應(yīng)用為主線，以實踐教學(xué)基地和工程訓(xùn)練中心為載體，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、實踐能力為目標(biāo)，構(gòu)建了貫穿于機械專業(yè)培養(yǎng)過程始終的數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)培養(yǎng)體系。

一、教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容的改革

在保持專業(yè)原有優(yōu)勢和特色的基礎(chǔ)上，著重對數(shù)字化設(shè)計、數(shù)字化制造的教學(xué)內(nèi)容、實習(xí)和實訓(xùn)等進行改革與創(chuàng)新，形成了一套完整的提高學(xué)生數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)能力的教學(xué)體系。

（一）工程制圖類教學(xué)與實踐

工程制圖類是學(xué)生認識機械、了解機械的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，開設(shè)了機械制圖、計算機繪圖、三維設(shè)計等制圖類課程，在教學(xué)中注重各門課程之間的融會貫通。計算機繪圖將制圖基本知識、視圖表達方法、零部件繪制、裝配關(guān)系等用計算機實現(xiàn)，提高了效率和設(shè)計質(zhì)量，加深了對機械制圖的理解和掌握。在三維設(shè)計中，通過建立三維實體模型、動態(tài)仿真，使學(xué)生容易理解，更容易激發(fā)其空間想象力和創(chuàng)新熱情。

（二）工程力學(xué)類教學(xué)與實踐

開設(shè)了機械系統(tǒng)動力學(xué)分析（如ADAMS）和有限元分析（如ANSYS）等分析課，增強工程力學(xué)類課程的直觀性。如將剛體的靜力學(xué)、動力學(xué)分析，變成動態(tài)的曲線或動畫等輸出形式，將構(gòu)件的應(yīng)力、應(yīng)變分析等，變成動態(tài)的顏色改變、形狀改變以及數(shù)據(jù)改變，形象直觀，印象深刻。

（三）機械基礎(chǔ)類教學(xué)與實踐

機械基礎(chǔ)類包括完整的機器設(shè)計過程―運動設(shè)計和工作能力設(shè)計。利用ADAMS等可以根據(jù)機構(gòu)的運動尺寸建模，對機構(gòu)進行運動學(xué)、動力學(xué)分析，為工作能力設(shè)計提供技術(shù)支持。利用ANSYS等進行應(yīng)力、應(yīng)變以及應(yīng)力集中問題的仿真分析，加深學(xué)生對傳動方案、結(jié)構(gòu)尺寸和選用原則的理解。

（四）機制基礎(chǔ)類教學(xué)與實踐

機制基礎(chǔ)類教學(xué)的一個主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的工藝設(shè)計和夾具設(shè)計的能力。針對工程實際中的一個具有典型特征的機械產(chǎn)品零件，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)要求以及現(xiàn)實生產(chǎn)條件，進行工藝設(shè)計和夾具設(shè)計。利用數(shù)字化設(shè)計表達夾具零件和裝配體，并驗證其設(shè)計結(jié)果。

（五）數(shù)控技術(shù)類教學(xué)與實踐

針對工程實際中的典型加工對象，利用三維數(shù)字化設(shè)計首先進行建模、編程，生成加工軌跡，仿真加工及檢驗，后置處理，最終生成數(shù)控G代碼。通過串行通訊或網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)上位機與數(shù)控機床之間通訊，將編制好的數(shù)控G代碼下載到數(shù)控設(shè)備中，從而進行實際加工。從對象建模、刀具選擇、工藝規(guī)劃、代碼生成、實際加工、加工效率檢驗等多方面培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計制造綜合能力。

（六）現(xiàn)代設(shè)計方法類教學(xué)與實踐

反求工程是現(xiàn)代設(shè)計方法之一。其利用三維激光掃描儀無接觸地掃描被測對象表面輪廓，獲得幾何數(shù)據(jù)，構(gòu)建曲面數(shù)字化模型，經(jīng)過后置處理，生成RP需要的模型截面輪廓數(shù)據(jù)或NC代碼，最終復(fù)制出原型或加工出實物。反求工程實現(xiàn)了從產(chǎn)品原型、產(chǎn)品設(shè)計到產(chǎn)品制造的數(shù)字化，達到了對學(xué)生進行綜合應(yīng)用訓(xùn)練的目的。

二、工程訓(xùn)練體系和內(nèi)容的改革

工程訓(xùn)練的基本指導(dǎo)思想是四年不斷線，分階段、分內(nèi)容、分層次系統(tǒng)地進行訓(xùn)練和培養(yǎng)。

（一）機械基礎(chǔ)認知實習(xí)

對于剛?cè)胄５膶W(xué)生，進行包括傳統(tǒng)設(shè)計、數(shù)字化設(shè)計、常規(guī)制造技術(shù)以及數(shù)控制造技術(shù)等在內(nèi)的機械設(shè)計和制造方法的參觀演示，使學(xué)生對主要的設(shè)計方法、制造技術(shù)和實現(xiàn)方式有一定的感性認識，激發(fā)學(xué)生對專業(yè)知識的學(xué)習(xí)熱情和對專業(yè)的熱愛。

（二）機械基礎(chǔ)技能訓(xùn)練

進行全面的機械設(shè)計技術(shù)、制造技術(shù)等基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練。絕大部分時間是用于車削、銑削、磨削、鉗工、焊接、鑄造、鍛壓、沖壓、剪切等傳統(tǒng)制造技術(shù)訓(xùn)練。同時，也進行簡單典型零件二維、三維設(shè)計、讀圖能力訓(xùn)練以及基本的數(shù)控加工技術(shù)訓(xùn)練。

（三）數(shù)控技術(shù)訓(xùn)練

學(xué)生使用數(shù)字化設(shè)計制造手段進行典型零件的設(shè)計和數(shù)控編程，并在數(shù)控機床上完成零件的加工，突出了數(shù)字化設(shè)計與制造二者的有機融合。

（四）特種加工訓(xùn)練

訓(xùn)練學(xué)生掌握和使用多種與特種加工有關(guān)的設(shè)計、加工軟件，掌握特種加工方法。加入這些訓(xùn)練內(nèi)容，可使訓(xùn)練內(nèi)容更加全面、生動、豐富。

三、項目驅(qū)動式第二課堂創(chuàng)新與實踐能力培養(yǎng)

項目實踐過程與聽課不同，是一個主動的學(xué)習(xí)經(jīng)歷。項目課題主要來源于三個方面：一是學(xué)生自主命題，就是學(xué)生將在生活實際中遇到的困難、問題，進行提煉、分析、總結(jié)，提出有創(chuàng)造性價值的課題，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力。二是有主題的實踐活動，例如根據(jù)各種學(xué)科競賽的主題要求，組織學(xué)生開展創(chuàng)新設(shè)計實踐，選拔優(yōu)秀的創(chuàng)新設(shè)計作品參加競賽，這有助于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。三是教師提供項目課題，教師可以根據(jù)自己的科研課題為學(xué)生提供創(chuàng)新實踐項目。在項目的實施過程中，從設(shè)計構(gòu)思、具體設(shè)計、工藝規(guī)劃、加工制造、裝配調(diào)試以及產(chǎn)品商業(yè)化等全過程都需要學(xué)生付諸實踐。數(shù)字化設(shè)計與制造手段為項目課題的順利實施起到重要作用。

四、結(jié)語

以數(shù)字化設(shè)計制造能力培養(yǎng)為切入點進行教學(xué)改革，促進了人才培養(yǎng)模式的不斷完善。通過實踐，該方法行之有效。不但使學(xué)生在空間思維能力、圖形表達能力、常規(guī)工程設(shè)計制造能力得到培養(yǎng)和提高，而且其創(chuàng)新設(shè)計能力、先進制造能力以及工程實踐能力也得到培養(yǎng)和訓(xùn)練，適應(yīng)了知識創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新的需求。

參考文獻：

[1] 雷輝. 機械類專業(yè)實驗創(chuàng)新模式的構(gòu)建與實踐―鏈?zhǔn)焦こ逃?xùn)練實驗教學(xué)法研究[J]. 中國大學(xué)教育, 2010, (6).

[2] 張樹仁. 構(gòu)建數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)教學(xué)平臺的探索與實踐[J]. 長春理工大學(xué)學(xué)報（高教版）, 2010, (4).

基金項目：黑龍江省高等學(xué)校新世紀(jì)教學(xué)改革工程項目“機械專業(yè)先進技術(shù)應(yīng)用與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的研究與實踐”（項目編號：黑教高處函[2009]7號）；黑龍江大學(xué)新世紀(jì)教育教學(xué)改革工程項目“機械專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的研究與實踐”（項目編號：200953）。

第4篇：數(shù)字化設(shè)計及制造技術(shù)范文

機械制造作為我國基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，我國對其一直具有很高的重視程度，機械制造的發(fā)展?fàn)顟B(tài)不僅僅關(guān)乎我國工業(yè)的生產(chǎn)，經(jīng)濟的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，同時對我國的綜合國力也有著一定程度的影響。傳統(tǒng)的機械設(shè)計制造，方案太過于落后，而且需要花費大量的材料，設(shè)備太過于笨重，同時生產(chǎn)速率低，常有機械事故發(fā)生，機械的維護和修理工作也太過于麻煩，嚴(yán)重的制約了我國工業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展。自動化技術(shù)的誕生有效的改善了這一不良現(xiàn)狀，使機械設(shè)計方案越來越科學(xué)，同時及多項功能與一身，不僅有效的節(jié)省了機械設(shè)備生產(chǎn)需要花費的材料，同時加快了機械設(shè)備工作的速率，減免了不必要人力的花費。我國機械設(shè)計制造領(lǐng)域已經(jīng)由傳統(tǒng)的笨重機械向著自動化機械、智能化機械轉(zhuǎn)型。

2我國機械設(shè)計制造自動化技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀分析

機械設(shè)計制造以及實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動化需要做很多的準(zhǔn)備工作，其中包括要擁有良好的產(chǎn)品設(shè)計模塊、保證產(chǎn)品的加工具有系統(tǒng)性、對于產(chǎn)品的銷售要具有規(guī)劃和策略，同時對現(xiàn)有機械制造體系進行整體的改造和完善，保證行業(yè)能夠具有一定的競爭力，在國際競爭市場中可以站穩(wěn)腳步。機械設(shè)計制造以及自動化的實現(xiàn)離不開先進技術(shù)的支持，對于發(fā)達國家而言該技術(shù)已經(jīng)較為成熟，但我國目前能處于發(fā)展階段，相應(yīng)的技術(shù)體系還需要進一步完善。針對我國目前機械制造及自動化工業(yè)發(fā)展的實際情況而言，我國一直都在加強對其的研究力度，具體的來說，CIMS技術(shù)在我國的應(yīng)用越來越為廣泛，我國目前建有很多關(guān)于該技術(shù)的實驗室，并且通過一定的實際操作對該技術(shù)體系不斷進行改良和完善，我國先后開展了很多關(guān)于CIMS技術(shù)的研究項目，對CIMS工程軟件不斷進行更新，優(yōu)化。機械設(shè)計制造行業(yè)與IMS軟件有著很大的聯(lián)系，可以說二者相互影響，相互制約，因為會涉及到企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計自動化的實現(xiàn)，工藝設(shè)計自動化的實現(xiàn)。加強對制造業(yè)質(zhì)量技術(shù)的改善，建立良好的信息數(shù)據(jù)庫，可以為我國機械制造行業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展增加源源不斷的動力。目前我國仍有許多機械制造企業(yè)的管理信息系統(tǒng)存在很多缺陷，導(dǎo)致先進的CAD技術(shù)不能與企業(yè)的機械制造相融合，最總導(dǎo)致企業(yè)的自動化生產(chǎn)水平不高，數(shù)控機床技術(shù)的廣泛應(yīng)用，制造行業(yè)的技術(shù)和設(shè)備也需要進行一場巨大的更新。二十一世紀(jì)是信息時代，也是機械制造領(lǐng)域需要大跨步的時代，一方面給我國國名經(jīng)濟的發(fā)展帶來了巨大的機遇，另一方面也對我國機械制造行業(yè)的發(fā)展帶來了巨大的沖擊，因為我國機械制造領(lǐng)域的自動化水平與西方發(fā)達國家相比較仍有一定的差距，如果不能夠改變成產(chǎn)技術(shù)落后，制備工藝落后的現(xiàn)狀，則會對我國工業(yè)的國際市場競爭力帶來極其不良的影響?？梢哉f實現(xiàn)全球化、科學(xué)化、自動化等模式是我國機械設(shè)計制造領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢。

3關(guān)于機械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)的多元化分析

3.1機械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)的應(yīng)用趨勢

為了保證我國機械制造企業(yè)的長期發(fā)展，落實好基礎(chǔ)環(huán)節(jié)的自動化模塊是非常必要的，從而進行機械加工體系的健全，進行可編程控制器、工業(yè)機器人的有效應(yīng)用，立足于我國經(jīng)濟的發(fā)展情況，進行制造業(yè)基礎(chǔ)工作體系的健全，實現(xiàn)其內(nèi)部各個環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)，以應(yīng)對機械設(shè)計及其制造的國際化潮流。在當(dāng)今國際科技應(yīng)用背景下，進行先進性的制造技術(shù)的應(yīng)用是必要的，這涉及到機械制造自動化技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)等的應(yīng)用，保證現(xiàn)代系統(tǒng)管理體系的健全，積極做好相關(guān)的生產(chǎn)組織管理工作，進行高新技術(shù)的普及，讓制造及其自動化技術(shù)真正實現(xiàn)其系統(tǒng)性、整體性，從而保證我國制造業(yè)國際競爭力的提升。這對于機械制造成本提出了更高的要求，其產(chǎn)品開發(fā)模塊、工藝設(shè)計模塊、加工制造模塊等面臨著巨大的挑戰(zhàn)。如何做好機械制造體系的整體性應(yīng)用工作，這是當(dāng)下制造業(yè)發(fā)展所必須要解決的問題。機械制造業(yè)的市場競爭核心，就是生產(chǎn)率的提升，保證其市場全球化的拓展，進行勞動生產(chǎn)率提升，進行生產(chǎn)成本的控制，保證其制造成本、制造質(zhì)量等的優(yōu)化，這離不開對先進機械制造及其自動化技術(shù)的更新。

3.2關(guān)于機械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)的多途徑分析

第5篇：數(shù)字化設(shè)計及制造技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計制造;自動化技術(shù);應(yīng)用

現(xiàn)代數(shù)字信息技術(shù)以及智能化技術(shù)的發(fā)展為人們?nèi)粘Ｉ钜约吧鐣a(chǎn)發(fā)展提供了相應(yīng)便利。故此，促進自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用具有重要作用和意義。不僅能夠提高機械產(chǎn)品設(shè)計和制造的質(zhì)量和效率，還能在一定程度上促進工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展。在這種情況下，加強對機械設(shè)計制造中自動化技術(shù)的重視程度，探究機械設(shè)計制造中自動化技術(shù)的有效應(yīng)用策略已經(jīng)成為了相關(guān)企業(yè)生存發(fā)展的首要任務(wù)。

一、機械設(shè)計制造中自動化技術(shù)應(yīng)用的意義

1.提高資源利用效率。與傳統(tǒng)的機械設(shè)計制造技術(shù)相比，運用自動化技術(shù)進行機械設(shè)計制造，能夠有效的提高資源利用效率，降低機械設(shè)計制造的資源成本，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。在傳統(tǒng)的機械設(shè)計制造技術(shù)影響下，我國的機械設(shè)計制造工作長期處于粗放式生產(chǎn)模式，這就導(dǎo)致了在生產(chǎn)過程中，大量的生產(chǎn)資源都被浪費，不僅增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本，還會影響企業(yè)的生產(chǎn)效率。采用自動化技術(shù)進行機械設(shè)計與制造工作，可以提高機械設(shè)計與制造的精細化程度，這樣能夠有效降低生產(chǎn)過程中發(fā)生的能源損耗，減少能源浪費現(xiàn)象發(fā)生的幾率。此外，利用自動化技術(shù)進行，還可以對機械設(shè)計制造生產(chǎn)過程中的廢料進行加工處理，促進生產(chǎn)廢料的合理回收利用，從而提高企業(yè)生產(chǎn)的資源消耗，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。

2.提高機械設(shè)計制造效率。隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展，在市場經(jīng)濟的調(diào)節(jié)作用下，對企業(yè)生產(chǎn)中的機械設(shè)計制造質(zhì)量和效率要求也越來越高。在這種情況下，企業(yè)要想增強自己的經(jīng)濟效益，占領(lǐng)更多的市場份額，就需要采取有效措施，提高機械設(shè)計制造的質(zhì)量和效率。故此可以將自動化技術(shù)更好的應(yīng)用到機械設(shè)計制造中，從而促進機械設(shè)計制造質(zhì)量和效率的提高。效率和質(zhì)量是企業(yè)在生產(chǎn)過程中的一對固有矛盾，提高企業(yè)生產(chǎn)效率就必須要犧牲一定的產(chǎn)品質(zhì)量，反之要想提高是產(chǎn)品質(zhì)量，就需要犧牲一定的生產(chǎn)效率。但是運用自動化技術(shù)進行機械設(shè)計制造，能夠幫助企業(yè)實現(xiàn)二者之間的有機統(tǒng)一，緩解企業(yè)生產(chǎn)過程中的效率和質(zhì)量之間的矛盾，在保障企業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量的同時，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，從而促進企業(yè)機械設(shè)計制造的可持續(xù)發(fā)展。

3.提高機械制造的精準(zhǔn)性。在當(dāng)今時代，社會生產(chǎn)發(fā)展日新月異，工業(yè)機械設(shè)備也逐漸朝著小型化的方向發(fā)展。在這種背景下，對于工業(yè)機械設(shè)備及其自身各個部件精度、質(zhì)量等的要求也越來越高，如果機械設(shè)備中重要部件的精度和質(zhì)量達不到設(shè)備運行要求標(biāo)準(zhǔn)，就會影響設(shè)備的正常運行，從而導(dǎo)致設(shè)備的運行故障。運用自動化技術(shù)進行機械設(shè)計制造時，通過運行現(xiàn)代計算機信息技術(shù)能夠有效強化機械設(shè)備及其部件的設(shè)計精準(zhǔn)度，同時還可以對相應(yīng)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行有效控制，通過計算機軟件或編程指令對數(shù)控機床進行有效控制，保障生產(chǎn)環(huán)節(jié)能夠科學(xué)、有效進行，強化機械設(shè)備及其部件生產(chǎn)質(zhì)量和精準(zhǔn)性。

二、機械設(shè)計制造中自動化技術(shù)應(yīng)用分析

1.自動化技術(shù)在智能化中的應(yīng)用。隨著我國智能化技術(shù)的發(fā)展，這種技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用到了我國的工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展之中，為工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展提供了技術(shù)支持。鑒于智能化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中的應(yīng)用，對工業(yè)生產(chǎn)機械設(shè)備人工智能系統(tǒng)的要求也更高，從而提高設(shè)備運行的思考、分析能力。故此就需要強化自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造智能化中的應(yīng)用。在進行機械設(shè)計制造時，通過運用自動化技術(shù)，采用一些高端的設(shè)備和軟件進行機械設(shè)備及其軟件的設(shè)計和制造，能夠有效提高機械設(shè)備的智能化水平，彌補當(dāng)前我國在機械設(shè)備設(shè)計制造過程中的不足，進而提高智能化技術(shù)的實際應(yīng)用價值，使機械設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)過程中能夠更好的發(fā)揮自身的優(yōu)勢，提高企業(yè)的智能化生產(chǎn)水平。

2.自動化技術(shù)在虛擬化中的應(yīng)用。虛擬化是機械設(shè)備生產(chǎn)過程中的一個重要方面，對于機械設(shè)備及其部件的生產(chǎn)質(zhì)量和效率具有重要影響。在實際的生產(chǎn)過程中，當(dāng)機械設(shè)備的設(shè)計工作完成時候，可以在正式生產(chǎn)之前利用虛擬化技術(shù)進行生產(chǎn)模擬，模擬出虛擬的生產(chǎn)設(shè)備以及部件，通過對虛擬設(shè)備和部件的觀察和探索，能夠有效發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的不足，對設(shè)計進行相應(yīng)的改進。故此，虛擬化不僅可以降低企業(yè)的能源消耗，還能夠提升生產(chǎn)質(zhì)量和效率，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。所以應(yīng)將自動化技術(shù)更好的運用到虛擬化之中，促進企業(yè)虛擬化技術(shù)的發(fā)展，為企業(yè)的未來發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

3.自動化技術(shù)在數(shù)控中的應(yīng)用。數(shù)控是企業(yè)機械設(shè)計制造的一個重要環(huán)節(jié)，對于機械設(shè)計制造具有重要影響。數(shù)控技術(shù)是指將相應(yīng)的計算機硬件以及數(shù)字化技術(shù)、機械自動化技術(shù)、控制技術(shù)等合理、有效的融合在一起，從而提高機械設(shè)計制造的高效性和便捷性。在機械設(shè)計制造的未來發(fā)展過程中，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展是其中的一個重要方面。故此強化自動化技術(shù)在數(shù)控中的應(yīng)用至關(guān)重要，對企業(yè)機械設(shè)計制造未來發(fā)展具有重要作用。但是在將自動化技術(shù)應(yīng)用于企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展時，應(yīng)安排專業(yè)的人員對實際生產(chǎn)過程進行把控，從而保證生產(chǎn)生產(chǎn)過程不會出現(xiàn)偏差和失誤。

三、結(jié)語

在當(dāng)前的社會背景條件下，提高機械設(shè)計制造質(zhì)量和效率已經(jīng)成為了企業(yè)發(fā)展的必然趨勢，同時也是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的要求。故此，在機械設(shè)計制造過程中，應(yīng)加強對自動化技術(shù)的重視程度，更好的將自動化技術(shù)運用到機械設(shè)計制造過程中，從而提高機械設(shè)計制造的質(zhì)量和效率，促進機械設(shè)計制造的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

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[2]戴雪芬.自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用研究[J].山東工業(yè)技術(shù),2017(03):28-28.

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第6篇：數(shù)字化設(shè)計及制造技術(shù)范文

機械設(shè)計制造及其自動化在我國的國民經(jīng)濟中處于不可替代的重要地位。它支撐著其他領(lǐng)域的發(fā)展，是國民經(jīng)濟中其他行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。在機械設(shè)計制造及其自動化中使用計算機技術(shù)能夠有效提高機械設(shè)計制造及自動化的效率，并降低生產(chǎn)成本。本文主要從機械設(shè)計制造及其自動化的內(nèi)涵、機械設(shè)計制造及其自動化中計算機技術(shù)的應(yīng)用概況、應(yīng)用的具體狀況以及發(fā)展前景等方面對機械設(shè)計制造及其自動化中計算機技術(shù)的應(yīng)用問題進行了探討。

關(guān)鍵詞：

機械設(shè)計制造；自動化；計算機技術(shù)；應(yīng)用

隨著計算機技術(shù)、信息技術(shù)、新材料及能源技術(shù)以及微電子技術(shù)的不斷革新和飛速發(fā)展，其在各領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。在機械設(shè)計制造及其自動化行業(yè)中，計算機技術(shù)的普及程度逐漸加深，使得機械設(shè)計制造及其自動化得到了質(zhì)的飛躍和發(fā)展，提高了機械設(shè)計及制造的效率，節(jié)省了生產(chǎn)時間及成本，促使機械設(shè)計及制造的自動化進程不斷加快。同時它也使我國的機械設(shè)計制造在激烈的市場競爭中具有較強的優(yōu)勢。機電產(chǎn)品一體化、微型機電系統(tǒng)等等都是計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造及其自動化領(lǐng)域中進行應(yīng)用而出現(xiàn)的典型成果。

1機械設(shè)計制造及其自動化的內(nèi)涵

機械設(shè)計制造及其自動化是一門對各種工業(yè)機械、設(shè)備以及機電產(chǎn)品的設(shè)計、制造、運行、控制等過程以及相關(guān)企業(yè)綜合管理技術(shù)進行研究的學(xué)科。機械設(shè)計制造及其自動化主要以機械設(shè)計和制造為基礎(chǔ)，同時將計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、信息技術(shù)進行有機融合，使得計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)以及信息技術(shù)能夠更好的解決現(xiàn)代工程領(lǐng)域中存在的較為復(fù)雜的技術(shù)問題，從而促進機械設(shè)計、制造及自動化的發(fā)展，同時實現(xiàn)機械產(chǎn)品的智能化。

2機械設(shè)計制造及其自動化中計算機技術(shù)的應(yīng)用概況

在機械設(shè)計制造及其自動化領(lǐng)域，計算機技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛。例如依賴計算機技術(shù)使得各種大型成套設(shè)備被研發(fā)成功，這些設(shè)備對與之相對應(yīng)的重點工程的建設(shè)發(fā)揮了不可估量的重要作用；計算機技術(shù)使得機械設(shè)計及制造的精密程度大大增加，帶動了計算機工業(yè)的發(fā)展，使得集成電路的制造能夠?qū)崿F(xiàn)高度集成，且存儲器的容量也不斷增加；各種航空航天設(shè)備、高科技武器裝備以及科技等的發(fā)展也都有賴于計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造領(lǐng)域的應(yīng)用。具體來說，機械設(shè)計制造及其自動化領(lǐng)域?qū)τ嬎銠C技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在對計算機可視技術(shù)、虛擬技術(shù)及仿真技術(shù)的應(yīng)用方面。計算機可視技術(shù)是指將抽象的機械信息及數(shù)據(jù)通過計算機技術(shù)轉(zhuǎn)換為直觀的、便于理解的數(shù)據(jù)及信息，使得設(shè)計制造人員能夠通過對這些直觀且便于理解的數(shù)據(jù)進行分析、計算，從而掌握所設(shè)計出的機械產(chǎn)品所具有的性能，并對其動態(tài)進行掌握，及時了解需要優(yōu)化、改造之處。計算機可視技術(shù)對機械設(shè)計制造領(lǐng)域的發(fā)展具有兩方面的優(yōu)勢，一是通過將計算機可視技術(shù)與機械設(shè)計制造相結(jié)合，能夠起到輔助設(shè)計的作用，從而避免人工設(shè)計中存在的誤差及，降低誤差出現(xiàn)的概率，使得機械的可靠性、精確性更加有保障；二是計算機技術(shù)的設(shè)計、制造等的速度遠遠高于人力設(shè)計及制造，因此能夠大大提高工作效率，節(jié)省工作時間，并加速自動化的進程。計算機虛擬技術(shù)是指使用計算機技術(shù)，創(chuàng)建與現(xiàn)實環(huán)境相似度非常高的機械設(shè)計制造及自動化環(huán)境，并進行模擬體驗的技術(shù)。這一技術(shù)能夠?qū)⑷说脑O(shè)計理念先在虛擬環(huán)境中進行模擬，使人的設(shè)計理念與計算機技術(shù)相結(jié)合來驗證設(shè)計的可行性，使人和機械設(shè)計制造之間的交流更加高級，從而使得機械設(shè)計的過程更加科學(xué)合理，同時還能減少對設(shè)計出來的產(chǎn)品進行實踐檢驗階段的費用。計算機仿真技術(shù)是指使用媒體形態(tài)對機械模型進行描述，使得產(chǎn)品的系統(tǒng)形態(tài)、數(shù)學(xué)模型及物理模型等更加清晰形象的展現(xiàn)出來，為具體的設(shè)計及操作過程提供依據(jù)和參考，同時利用計算機的輸入、輸出功能推動機械設(shè)計及制造的自動化，使得機械設(shè)計手段更加科學(xué)、自動化程度更高的技術(shù)。

3機械設(shè)計制造及其自動化中計算機技術(shù)應(yīng)用的具體狀況

3.1機械設(shè)計制造及其自動化中計算機技術(shù)的輔助功能

機械設(shè)計制造及其自動化過程非常復(fù)雜，計算機技術(shù)自身所具備的優(yōu)勢決定了其在機械設(shè)計制造及其自動化中的重要地位和作用。同時這也是計算機技術(shù)和機械設(shè)計制造及其自動化不斷發(fā)展的必然結(jié)果。計算機輔助設(shè)計功能除了在服裝、報刊等的設(shè)計中占有一席之地，而且在機械設(shè)計制造及其自動化中的作用也不可小覷。在機械行業(yè)中，計算機輔助功能的具體作用主要體現(xiàn)在：首先，在機械設(shè)計制造過程中，會涉及到一些非常復(fù)雜的機械圖的繪制。而CAD、CAM等都是非常有用的計算機繪圖軟件，能夠降低手工繪圖的復(fù)雜性，同時也能提高繪圖效率；其次，計算機輔助技術(shù)能夠?qū)C械的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸以及工作原理等進行詳細的描述，有利于設(shè)計者更加快速的找出設(shè)計中存在的問題；最后，在計算機輔助功能中對圖紙進行修改、再次編輯等都非常容易簡捷，可以省略掉手工繪圖中一些不必要的環(huán)節(jié)，提高機械設(shè)計的效率。

3.2機械設(shè)計制造及其自動化中計算機仿真技術(shù)的應(yīng)用

計算機仿真技術(shù)是計算機可視技術(shù)和虛擬技術(shù)繼續(xù)進步的結(jié)果，可視技術(shù)及虛擬技術(shù)是其不斷發(fā)展的基礎(chǔ)。仿真軟件通過對研究對象建立數(shù)學(xué)模型，使其將研究對象的各項數(shù)據(jù)及信息真實、全面、具體、直觀的呈現(xiàn)出來，然后使用計算機技術(shù)進行分析研究，一方面使得研究對象的性能更加安全可靠，另一方面也能使修改過程的操作更加簡單。而且，仿真軟件將現(xiàn)實與模擬進行結(jié)合，對研究對象進行仿真實驗，使得機械產(chǎn)品的質(zhì)量更加有保障。

4我國機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展前景

隨著科教興國戰(zhàn)略的不斷深入推進，我國的機械設(shè)計制造業(yè)取得了長足發(fā)展，獲得了一系列豐碩的成果。但不可否認，目前我國的機械設(shè)計制造業(yè)的發(fā)展仍落后于發(fā)達國家，必須持續(xù)不斷的繼續(xù)向前發(fā)展。在未來，計算機技術(shù)、信息技術(shù)、新材料等技術(shù)將會成為機械設(shè)計制造及其自動化的主要推動力，其在機械設(shè)計制造及其自動化中的應(yīng)用也必然會越來越深入?？傮w來說，未來的機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展趨勢可呈現(xiàn)出以下幾方面特征。從以下特征不難看出，計算機技術(shù)貫穿于未來機械設(shè)計制造及其自動化的始終。

4.1微型化

計算機技術(shù)的不斷發(fā)展使得在未來機械設(shè)計制造也朝著微型化的方向邁進。微型化使得機械產(chǎn)品的體積更小、運動更靈活、能耗更低，從而節(jié)省資源及能源并降低生產(chǎn)成本。尤其是在生物、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域，微型化所具有的優(yōu)勢越來越明顯，很好的促進了相關(guān)領(lǐng)域向著更高端及精細的方向發(fā)展。

4.2網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)促進了經(jīng)濟全球化的發(fā)展，同時也使得未來的機械設(shè)計制造更加全球化。例如新產(chǎn)品能夠以最快速度在世界范圍內(nèi)傳播推廣。而且，隨著各種以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的遠程監(jiān)控技術(shù)的不斷更新和完善，機械設(shè)計制造將會更加便捷。

4.3智能化

未來的機械設(shè)計制造將會在計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上，將各種新思想及方法相結(jié)合，使用計算機技術(shù)對人類智能進行模擬，使得機器行為的推斷能力、邏輯能力及自主決策能力增強，從而推動機械設(shè)計制造過程更加自動化及智能化。

5結(jié)束語

綜上所述，在機械設(shè)計制造及其自動化中，計算機技術(shù)的應(yīng)用是大勢所趨。它不但能將設(shè)計非常直觀的呈現(xiàn)出來，使設(shè)計人員更加清晰的發(fā)現(xiàn)其中存在的錯誤并進行改正，而且能對設(shè)計圖紙進行再次編輯及修改，從而節(jié)省了設(shè)計時間，提高了工作效率。同時它還能對設(shè)計作品進行仿真模擬，對其性能進行檢測。因此在未來要加大對相關(guān)技術(shù)的研發(fā)力度，使計算機技術(shù)能夠更好的與機械設(shè)計及制造進行融合，從而促進其更加快速的發(fā)展。

參考文獻：

[1]王琪，胡海燕.基于機械設(shè)計制造及其自動化未來發(fā)展方向的探究與思考[J].電子世界,2014(16).

[2]韋佳.機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展方向研究[J].科技資訊,2015(08).

[3]陳堯.對機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的認識[J].中國化工貿(mào)易，2013(03).

[4]陸佳艷.探究我國機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展方向[J].科技風(fēng),2015(21).

第7篇：數(shù)字化設(shè)計及制造技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】自動化技術(shù)；機械設(shè)計制造；應(yīng)用

0 前言

隨著自動化技術(shù)與機械制造技術(shù)的快速發(fā)展，自動化技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用已經(jīng)實現(xiàn)了很大的發(fā)展。機械自動化技術(shù)的發(fā)展起源于 20 世紀(jì) 20 年代，開始主要是應(yīng)用于機械制造冷加工過程中，后期隨著相關(guān)技術(shù)的不斷完善，從 20 世紀(jì) 60 年代末開始建立關(guān)于可變性的自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，而隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，機械制造行業(yè)的自動化程度也越來越高。本研究就將針對自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用這一主題進行探討，使廣大讀者對這方面的內(nèi)容有一個更加深入的了解。

1 概述自動化技術(shù)

機械自動化技術(shù)是指在機械制造業(yè)中應(yīng)用自動化技術(shù)，實現(xiàn)對加工對象的連續(xù)自動生產(chǎn)，實現(xiàn)優(yōu)化有效的自動化生產(chǎn)過程，從而加快生產(chǎn)投入原料的加工變換和流動速度，節(jié)約人力資源。

機械自動化所帶來的優(yōu)點主要有：提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、縮短生產(chǎn)周期、促進產(chǎn)品更新、降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟效益、減輕工人勞動強度、改善勞動環(huán)境、帶動相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。機械自動化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，是機械制造業(yè)技術(shù)改造、升級和進步的主要手段，是未來機械制造業(yè)技術(shù)發(fā)展的主要方向。機械自動化技術(shù)是保證獲得最高生產(chǎn)率、最優(yōu)產(chǎn)品質(zhì)量和最低成本的最好手段。

2 自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用

2.1 自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用之集成化應(yīng)用

隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)、微電子技術(shù)以及自動化技術(shù)在機械制造領(lǐng)域應(yīng)用的不斷增多，逐漸衍生出了許多新技術(shù)，例如計算機輔助設(shè)計技術(shù)、輔助制造技術(shù)、輔助測試藝術(shù)、數(shù)控加工技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)技術(shù)和信息管理系統(tǒng)技術(shù)等。而為了實現(xiàn)不同級別集成制造系統(tǒng)的構(gòu)造，比較簡便有效的方法就是對各種技術(shù)進行系統(tǒng)集成。

自動化技術(shù)在機械制造中的集成化應(yīng)用，主要是借助系統(tǒng)工程理論的有效指導(dǎo)和信息技術(shù)對企業(yè)的制造流程進行整體上的優(yōu)化，通過精簡機構(gòu)和過程重組等手段促進適度自動化，并在計算機數(shù)據(jù)庫和信息網(wǎng)絡(luò)的支持下，將機械制造企業(yè)的各種要素以及經(jīng)營管理活動集成為一個有機整體，從而實現(xiàn)機械制造以人為中心的柔性化生產(chǎn)。

自動化及相關(guān)技術(shù)的集成化應(yīng)用有很多優(yōu)點，例如，自動化及相關(guān)技術(shù)的集成化應(yīng)用在提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，降低新產(chǎn)品的研發(fā)成本，保護生態(tài)環(huán)境這三個方面都具有十分重要的現(xiàn)實意義。

2.2 自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用之智能機械制造應(yīng)用

智能機械制造技術(shù)是一個由機械制造技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程和人工智能等相互滲透，相互交織所形成的一門綜合性的技術(shù)。它是由智能機械和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)在機械制造過程中能進行一些智能活動，如分析、推理、判斷、決策等。也就是說，智能機械制造技術(shù)就是把人工智能和機械制造技術(shù)進行有機的結(jié)合，將人工智能融入到機械制造系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)中，通過模擬專家的智力活動，取代或延伸機械制造環(huán)境中應(yīng)由專家完成的那部分活動。在智能機械制造系統(tǒng)中，系統(tǒng)具有專家的智能，能自動監(jiān)視自身的運行狀況，隨時發(fā)現(xiàn)錯誤或預(yù)測錯誤的發(fā)生，并且自身含有改進和預(yù)防的功能。除此之外，智能機械制造系統(tǒng)還具有應(yīng)付外界突發(fā)事件的能力，能夠自動調(diào)整自身參數(shù)來適應(yīng)外部環(huán)境的需求，使自己始終運行在最佳狀態(tài)。

2.3 自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用之柔性自動化應(yīng)用

隨著現(xiàn)代機械制造業(yè)的發(fā)展，機械使用者對機械制造企業(yè)的應(yīng)變能力、客戶需求的快速反應(yīng)與適應(yīng)能力都提出了更高的要求，這也就需要企業(yè)能夠結(jié)合市場需求和技術(shù)更新等外部條件的變化，實現(xiàn)對機械產(chǎn)品生產(chǎn)結(jié)構(gòu)以及制造種類的合理調(diào)整，這時柔性自動化技術(shù)的應(yīng)用就顯得尤為重要。

柔性自動化系統(tǒng)是在確保柔性生產(chǎn)的前提下，通過人機界面的優(yōu)化和自動化的合理追求建立相對完善的信息管理系統(tǒng)，進而充分發(fā)揮計算機管理所能產(chǎn)生的效益。在柔性自動化系統(tǒng)中，自動化設(shè)備可能與普通設(shè)備是共同存在的，而且在機械制造的個別環(huán)節(jié)允許人為干預(yù)的出現(xiàn)，因而有效提高了機械制造對外界因素變化的適應(yīng)能力，使得制造出的產(chǎn)品可以更好地適應(yīng)市場的需求。除此之外，柔性自動化加工系統(tǒng)還有一個非常重要的功能，就是它可以實現(xiàn)與柔性制造系統(tǒng)的有效銜接，從而提高機械生產(chǎn)、機械設(shè)置與機械制造之間的聯(lián)系，因此，機械制造的自動化程度就會大大的提高。

2.4 自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用之虛擬化的應(yīng)用

機械制造中的虛擬制造技術(shù)是由包括現(xiàn)代機械制造工藝、計算機圖形學(xué)、并行工程、人工智能、多媒體技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)，并以仿真技術(shù)和系統(tǒng)建模為基礎(chǔ)，組成的一項由多學(xué)科構(gòu)成的綜合系統(tǒng)技術(shù)。

機械虛擬制造是利用信息技術(shù)、仿真計算機技術(shù)對現(xiàn)實機械制造活動過程進行仿真，以發(fā)現(xiàn)和解決機械制造中可能出現(xiàn)的問題，進而達到機械產(chǎn)品制造成功的目標(biāo)。將機械虛擬制造應(yīng)用的好，還可以降低成本、縮短機械產(chǎn)品開發(fā)周期，增強機械產(chǎn)品的競爭力。

3 自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中應(yīng)用的發(fā)展情況

機械制造行業(yè)的發(fā)展，在很大程度上決定了我國的經(jīng)濟發(fā)展質(zhì)量和民族的偉大復(fù)興，但是由于我國的自動化水平相對較低，因此我國相關(guān)工作人員應(yīng)該加速尋求更快、更省的發(fā)展之路，但也絕不是對國外自動化技術(shù)的盲目引進和照搬照抄，而是應(yīng)當(dāng)制定長遠的發(fā)展規(guī)劃，實現(xiàn)從簡單到復(fù)雜，從低級到高級，從不完善到完善的逐步發(fā)展。

對于機械制造企業(yè)而言，只有堅持以國家經(jīng)濟發(fā)展需要、企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展需要以及廣大世界人民生活水平的發(fā)展需要為導(dǎo)向，實事求是，腳踏實地，不斷的學(xué)習(xí)、研究和借鑒世界其他國家的先進技術(shù)，只有這樣，才能確保機械自動化技術(shù)的健康、可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)語

隨著自動化技術(shù)的快速發(fā)展，自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造行業(yè)中的應(yīng)用將會更加廣泛，而這種現(xiàn)象必然會促使我國的機械自動化發(fā)展進入一個全新的階段。因此，我們需要在積極引進和吸收國外先進技術(shù)成果的基礎(chǔ)上，樹立高起點、高標(biāo)準(zhǔn)，循序漸進、持續(xù)開發(fā)的發(fā)展理念，從而促進我國機械自動化技術(shù)又好又快的發(fā)展，除此之外，自動化技術(shù)水平的提升還能不斷提高機械制造行業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量和經(jīng)濟效益。

【參考文獻】

[1]李俊峰，王志堅.淺析機械制造技術(shù)智能化發(fā)展趨勢[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2012（1）.

第8篇：數(shù)字化設(shè)計及制造技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：泵站 分層分布式 自動化控制系統(tǒng) 技術(shù)升級改造

中圖分類號：TP273 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2012）09-0011-01

由于受當(dāng)時建設(shè)技術(shù)水平和綜合投資資金等因素的影響，早期建設(shè)的很多泵站其自動化水平普遍較低，水泵機組的啟動、運行和停車等絕大多數(shù)操作均靠人工手動操作來完成，不僅大大增加了泵站工作人員的勞動工作強度，同時其自動化操控水平較低，工作效率普遍不高。很多老泵站的電氣設(shè)備、自動化調(diào)控系統(tǒng)、通過系統(tǒng)等在響應(yīng)性、動作可靠性、運行節(jié)能經(jīng)濟性等方面均很難滿足現(xiàn)代智能泵站調(diào)控需求，技術(shù)和設(shè)備更新升級改造已成為泵站滿足安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟調(diào)控運行技術(shù)需要的重要技術(shù)手段，具有非常重要的工程實踐應(yīng)用研究意義[1]。

1、泵站分層分布式優(yōu)化設(shè)計方案和測控模式

開放式的分層分布式結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代泵站自動化測控系統(tǒng)的主流，這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以根據(jù)泵站功能需求劃分為若干個相對獨立的現(xiàn)地測控保護單元，并按照層級將對應(yīng)的測控保護系統(tǒng)上傳到泵站主控級操作站和遠控機集中調(diào)控主站，完成測控保護數(shù)據(jù)實時通信共享需求。根據(jù)泵站自動化控制系統(tǒng)功能特性需求，經(jīng)通信通道將系統(tǒng)任務(wù)傳送到各層對應(yīng)的測控保護裝置中，完成相應(yīng)的遠程操控和保護動作命令的執(zhí)行。

2、分層分布式泵站自動化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的實例方案

2.1 工程概況

某泵站建于1999年，配置有5臺升壓水泵，水泵型號為泵站1200ZLB-125型軸流泵，電機型號為JSL-15-12，功率為280kW；1臺水閘；由1臺1600kVA 10kV/0.4kV的油變壓器向五臺交流電機提供0.4kV電源。在經(jīng)過10余年的運行后，水泵電氣設(shè)備出現(xiàn)絕緣老化、性能下降等問題，同時水泵自動化系統(tǒng)其調(diào)控技術(shù)已嚴(yán)重滯后，自動化故障問題時有發(fā)生，給泵站安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行帶來巨大隱患。因此，結(jié)合泵站水泵機組實際調(diào)度運行情況，對原泵站自動化控制系統(tǒng)進行技術(shù)升級更新改造，有效提高水泵運行安全可靠性和節(jié)能經(jīng)濟性，已成為泵站節(jié)能改造的重要技術(shù)手段。

2.2 分層分布式自動化控制系統(tǒng)節(jié)能改造方案

泵站自動化控制系統(tǒng)在升級改造過程中，堅持以“先進實用、安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟”等作為總體技術(shù)升級改造設(shè)計目標(biāo)，其主要改造目的在于實現(xiàn)水泵機組自動調(diào)控、遠程集中調(diào)控、水位自動測報、水閘自動控制、遠程監(jiān)視監(jiān)控等功能目標(biāo)。結(jié)合泵站自動化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方案，該泵站自動化控制系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)、高性能測控保護設(shè)備和自動化測控通訊監(jiān)控軟件，對原有自動化控制系統(tǒng)進行技術(shù)升級改造，以確保泵站自動化控制系統(tǒng)具有較高的調(diào)控運行安全性、可靠性和節(jié)能經(jīng)濟性[2]。

根據(jù)泵站的實際調(diào)控功能及遠程監(jiān)視監(jiān)控目標(biāo)需求，分層分布式自動化控制系統(tǒng)按照控制權(quán)限不同分為三層，從低到高依次分別為：現(xiàn)地級、主控級和遠控級。

2.3 現(xiàn)地級

現(xiàn)地級主要由PLC控制器為核心的LCU現(xiàn)地控制單元組成，本泵站自動化控制系統(tǒng)現(xiàn)地控制層主要由1～5號水泵主機LCU、公用LCU和輔機LCU共同組成，主要包括測控保護采集系統(tǒng)、測控保護信號處理系統(tǒng)、測控保護信號輸出系統(tǒng)以及遠程網(wǎng)絡(luò)實時通信系統(tǒng)等共同組成。當(dāng)泵站主控機中央控制工作站經(jīng)內(nèi)部高級應(yīng)用軟件運算分析形成對應(yīng)的測控保護指令執(zhí)信號后，通過網(wǎng)絡(luò)交換機經(jīng)光纖以太環(huán)網(wǎng)完成相應(yīng)的遠程操控，直接控制現(xiàn)地級各現(xiàn)地測控保護單元中的自動化測控保護元件的運行和執(zhí)行對應(yīng)的控制保護命令。

2.4 主控級

主控級為整個泵站自動化控制系統(tǒng)的中樞，它首先通過網(wǎng)絡(luò)交換機匯總并分析現(xiàn)地級測控保護單元所采集的實時測控保護數(shù)字信號，并由內(nèi)部DSP數(shù)據(jù)處理器和高級應(yīng)用軟件管理系統(tǒng)進行實時運行分析處理后，形成對應(yīng)的調(diào)控命令完成遠程操作。泵站自動化控制系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)交換機和光纖以太網(wǎng)完成對各水泵機組及水閘閘門的遠程電動操控；通過水泵電機的無級調(diào)速來完成各水泵機組運行工況狀態(tài)的高效節(jié)能調(diào)節(jié)，同時，在主控機操控主機中，通過對應(yīng)的模擬仿真高級應(yīng)用軟件實時顯示水泵機組、水閘閘門的實時操作情況、運行狀態(tài)、監(jiān)視監(jiān)測數(shù)據(jù)、以及泵站配電網(wǎng)系統(tǒng)的實時運行工況狀態(tài)，并將運行狀態(tài)和測控保護數(shù)據(jù)進行分類保存、運算分析和打印輸出。主控級監(jiān)控操作主站會將系統(tǒng)形成的調(diào)控保護數(shù)據(jù)經(jīng)Internet瀏覽器上傳到局域網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中，實現(xiàn)與遠控調(diào)度中心的實時通信共享，進而實現(xiàn)泵站自動化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化遠程監(jiān)視和調(diào)控操作管理。主控級操控主站配置完善的人性化人機互通界面，有完善清晰的操作提示，簡單、易懂且易于操作，可以大大提高用戶使用便捷可靠性。

2.5 遠控級

遠控級可以按照區(qū)域泵站群或梯級泵站網(wǎng)絡(luò)所上報的實際運行工況狀態(tài)信息進行集中綜合管理，以便制定科學(xué)合理的區(qū)域水泵機組運行工況的調(diào)控策略。遠控級也可以通過Internet網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器獲得泵站主控級中控室操作主站的控制權(quán)限，以實現(xiàn)調(diào)度中心直接對泵站自動化系統(tǒng)中的設(shè)備系統(tǒng)運行狀態(tài)進行遠程實時監(jiān)視監(jiān)控和集中經(jīng)濟調(diào)度，便于區(qū)域內(nèi)水資源的合理經(jīng)濟調(diào)配管理。

3、結(jié)語

泵站自動化系統(tǒng)采用分層分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)進行技術(shù)升級改造后，不僅可以完善泵站自動化系統(tǒng)的建設(shè)監(jiān)控功能，滿足泵站水泵機組和水閘安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟運行及運行參數(shù)實時測控保護的功能需要，同時泵站自動化控制系統(tǒng)較高的控制水平和先進的設(shè)備功能，為泵站實現(xiàn)“無人值班、少人職守”調(diào)控運行提供了非常良好的技術(shù)支撐了有利條件，且該監(jiān)視監(jiān)控保護系統(tǒng)具有操作方便、可靠性強、靈活性高等優(yōu)點，在泵站自動化控制系統(tǒng)技術(shù)更新升級改造領(lǐng)域具有較大應(yīng)用前景。

參考文獻

第9篇：數(shù)字化設(shè)計及制造技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字化工廠；關(guān)鍵技術(shù)；制造數(shù)字化

數(shù)字化工廠是以制造產(chǎn)品和提供服務(wù)的企業(yè)為核心，由核心企業(yè)以及一切相關(guān)聯(lián)的成員構(gòu)成，使所有運營信息數(shù)字化的動態(tài)“組織”。通過數(shù)字化工廠信息系統(tǒng)有效地組織控制人流、物流、資金流和信息流，實現(xiàn)組織內(nèi)部所有成員之間的高度協(xié)作和資源共享，為客戶提供滿意的產(chǎn)品和服務(wù)。而數(shù)字化工廠工作流管理系統(tǒng)作為數(shù)字化工廠信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是協(xié)調(diào)數(shù)字化工廠成員內(nèi)部、成員相互間的各項活動的具體執(zhí)行者。數(shù)字化工廠是指以產(chǎn)品全生命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在計算機虛擬環(huán)境中，對整個生產(chǎn)過程進行仿真、評估和優(yōu)化，并進一步擴展到整個產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。是現(xiàn)代數(shù)字制造技術(shù)與計算機仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，同時具有其鮮明的特征。它的出現(xiàn)給基礎(chǔ)制造業(yè)注入了新的活力，主要作為溝通產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品制造之間的橋梁。

一、數(shù)字化工廠概述

數(shù)字化工廠（DF）以產(chǎn)品全生命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在計算機虛擬環(huán)境中，對整個生產(chǎn)過程進行仿真、評估和優(yōu)化，并進一步擴展到整個產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。在設(shè)計部分，CAD和PDM系統(tǒng)的應(yīng)用已相當(dāng)普及；在生產(chǎn)部分，ERP等相關(guān)的信息系統(tǒng)也獲得了相當(dāng)?shù)钠占埃诮鉀Q“如何制造工藝設(shè)計”這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)上，大部分國內(nèi)企業(yè)還沒有實現(xiàn)有效的計算機輔助治理機制，“數(shù)字化工廠”技術(shù)與系統(tǒng)作為新型的制造系統(tǒng)，緊承著虛擬樣機（VP）和虛擬制造（VM）的數(shù)字化輔助工程，提供了一個制造工藝信息平臺，能夠?qū)φ麄€制造過程進行設(shè)計規(guī)劃，模擬仿真和治理，并將制造信息及時地與相關(guān)部分、供應(yīng)商共享，從而實現(xiàn)虛擬制造和并行工程，保障生產(chǎn)的順利進行?！皵?shù)字化工廠”規(guī)劃系統(tǒng)通過同一的數(shù)據(jù)平臺，通過具體的規(guī)劃設(shè)計和驗證預(yù)見所有的制造任務(wù)，在進步質(zhì)量的同時減少設(shè)計時間，加速產(chǎn)品開發(fā)周期，消除浪費，減少為了完成某項任務(wù)所需的資源數(shù)目等，實現(xiàn)主機廠內(nèi)部、生產(chǎn)線供給商、工裝夾具供給商等的并行工程。數(shù)字化工廠（DF）是企業(yè)數(shù)字化輔助工程新的發(fā)展階段，包括產(chǎn)品開發(fā)數(shù)字化、生產(chǎn)準(zhǔn)備數(shù)字化、制造數(shù)字化、管理數(shù)字化、營銷數(shù)字化。除了要對產(chǎn)品開發(fā)過程進行建模與仿真外，還要根據(jù)產(chǎn)品的變化對生產(chǎn)系統(tǒng)的重組和運行進行仿真，使生產(chǎn)系統(tǒng)在投入運行前就了解系統(tǒng)的使用性能，分析其可靠性、經(jīng)濟性、質(zhì)量、工期等，為生產(chǎn)過程優(yōu)化和網(wǎng)絡(luò)制造提供支持。

二、數(shù)字化工廠的關(guān)鍵技術(shù)

通常研究的制造系統(tǒng)是非線性離散化系統(tǒng)，需要建立產(chǎn)品模型、資源模型制造設(shè)備、材料、能源、工夾具、生產(chǎn)人員和制造環(huán)境等、工藝模型工藝規(guī)則、制造路線等以及生產(chǎn)管理模型系統(tǒng)的限制和約束關(guān)系。數(shù)字化工廠是建立在模型基礎(chǔ)上的優(yōu)化仿真系統(tǒng)，所數(shù)字化建模技術(shù)是數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)。隨著虛擬設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，在計算機中進行產(chǎn)品零件的三維造型、裝配分析和數(shù)控加模擬技術(shù)以及以上程分析技術(shù)不斷發(fā)展和完善，這種技術(shù)進一步向制造過程領(lǐng)域發(fā)展。數(shù)字化建模的基礎(chǔ)上，對制造系統(tǒng)進行運動學(xué)、動力學(xué)、加工能力等各方面進行動態(tài)仿真優(yōu)化。隨著三維造型技術(shù)發(fā)展，三維實體造型技術(shù)已得到普遍的應(yīng)用。具有沉浸性的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，使用戶能身臨其境地感受產(chǎn)品的設(shè)計過程和制造過程，使仿真的旁觀者成為虛擬環(huán)境的組成部分。數(shù)字化工，軟件模塊之間以及和其他軟件模塊之間的信息交換和集成。虛擬環(huán)境的下具集、各種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具、設(shè)備控制程序的生成器、各種報表的輸出工具等。

三、數(shù)字化工廠的解決方案

（一）產(chǎn)品研發(fā)的數(shù)字化和虛擬化

數(shù)字化工廠通過使用CAX等軟件，建立產(chǎn)品的邏輯、幾何、功能、性能和關(guān)聯(lián)等模型，實現(xiàn)基于模型的產(chǎn)品定義與關(guān)聯(lián)設(shè)計，在虛擬的數(shù)字世界中完成多學(xué)科優(yōu)化、協(xié)同設(shè)計、優(yōu)化分析、制造試驗仿真及模擬產(chǎn)品的制造和運營過程（包括虛擬工廠、生產(chǎn)線布局、物流等）。同時，通過PLM與ERP/MES等集成，實現(xiàn)三維模型、數(shù)字化工藝指令等信息向生產(chǎn)現(xiàn)場的推送，并與質(zhì)量、采購、物流等部門進行共享。各部門依據(jù)這些共享信息即可開展相應(yīng)的零部件生產(chǎn)、原材料采購、產(chǎn)品驗收和產(chǎn)品確認等工作。

（二）生產(chǎn)過程的精益化和標(biāo)準(zhǔn)化

數(shù)字化工廠是按照精益思想建設(shè)的，通過對生產(chǎn)過程進行優(yōu)化整合，并制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化操作規(guī)程，確保車間生產(chǎn)節(jié)奏更加緊湊和有序。它使用ERP統(tǒng)一管理和下達生產(chǎn)指令，使用MES和數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對生產(chǎn)計劃調(diào)度、物料追蹤、數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、工位操作、包裝發(fā)貨等生產(chǎn)運營全過程的管理，并將檢測結(jié)果與PLM中設(shè)計模型進行快速對比，形成從虛擬產(chǎn)品設(shè)計到實際生產(chǎn)制造的閉環(huán)產(chǎn)品質(zhì)量控制，實現(xiàn)從原料進廠到產(chǎn)品出廠的生產(chǎn)過程自動化、裝備制造信息化和智能化、生產(chǎn)過程的高度透明化。

（三）車間生產(chǎn)的自動化和集成化

數(shù)字化工廠車間生產(chǎn)自動化是在統(tǒng)一通信、統(tǒng)一編程以及統(tǒng)一IT架構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過高運行可靠性和可用性的數(shù)據(jù)鏈路（物聯(lián)網(wǎng)及工業(yè)網(wǎng)等），把生產(chǎn)制造過程中眾多獨立的產(chǎn)品、工具與關(guān)聯(lián)的服務(wù)進行集成，支持自動化控制、制造執(zhí)行和企業(yè)資源管理等系統(tǒng)的完美整合。并將網(wǎng)絡(luò)與通信、傳感器與感知、自動檢測、人機交互與專家系統(tǒng)等智能化技術(shù)加入車間制造單元與生產(chǎn)線中，實現(xiàn)系統(tǒng)自優(yōu)化、自重構(gòu)、自診斷，形成高度的柔性生產(chǎn)方式，達到信息技術(shù)和制造技術(shù)深度融合的目的，使得高度智能的快速生產(chǎn)成為可能。

四、結(jié)束語

綠色和人文是數(shù)字化工廠的重要特征，所以數(shù)字化工廠的建設(shè)不僅要求體現(xiàn)數(shù)字化、自動化和智能化元素，還要符合綠色人文的需求。它一方面用自動化設(shè)備來減輕人員的體力消耗和精神壓力，以及用持續(xù)的職業(yè)發(fā)展規(guī)劃來延長員工的工作壽命和工作質(zhì)量。

參考文獻：