數(shù)字設(shè)計(jì)與制造技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：數(shù)字設(shè)計(jì)與制造技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：模具；設(shè)計(jì)；智能

1 引言

隨著計(jì)算機(jī)處理器性能的不斷提高，模具制造對(duì)數(shù)字化加工環(huán)境有極大的依賴性。獨(dú)立的DM軟硬件工具固然重要，但是只有當(dāng)這些工具能夠集成到一個(gè)通用的數(shù)據(jù)和線程模塊當(dāng)中的時(shí)候，整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)過程才是最有效的，這就促進(jìn)了集成框架、基于的架構(gòu)的發(fā)展，因而在加工過程、動(dòng)力和資源信息方面建立起了牢固的關(guān)系。過去一些技術(shù)如CAD、CAE、CAM甚至產(chǎn)品規(guī)劃都因此而成為一個(gè)流水線渠道，便于產(chǎn)品的升級(jí)、更新和檢修[1]。

級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)和加工工程實(shí)際上是采用一系列工具大規(guī)模生產(chǎn)金屬零器件，用到好多工程技術(shù)，比如人工智能和虛擬現(xiàn)實(shí)工具，這些工具有效地改善了開發(fā)的進(jìn)程。這些工具的數(shù)據(jù)處理和功能整合滯后于DM的技術(shù)的進(jìn)步。例如，在最近的一份報(bào)道中在整個(gè)級(jí)進(jìn)模具開發(fā)過程中使用了基于知識(shí)的黑板模型，然而這個(gè)模型本身次于當(dāng)前流行的多系統(tǒng)（MAS）。本文中提出了一集成框架為從智能級(jí)進(jìn)模具中發(fā)展來的工具組合提供一個(gè)通用的軟件機(jī)制，進(jìn)一步發(fā)展下游的元器件加工或者計(jì)算機(jī)輔助處理規(guī)劃工具，因此整個(gè)模具開發(fā)從設(shè)計(jì)到加工會(huì)高度集成化[2]。

2 智能級(jí)進(jìn)機(jī)制

本文中提出的集成框架是智能級(jí)進(jìn)模具系統(tǒng)的一個(gè)拓展，由新加坡國(guó)立大學(xué)以及新加坡高性能計(jì)算研究院開發(fā)和持續(xù)升級(jí)維護(hù)[3]。智能級(jí)進(jìn)模具系統(tǒng)包含5個(gè)功能模塊，即基于特征的建模、處理規(guī)劃模塊、模具配置模塊、繪制準(zhǔn)備和兩個(gè)補(bǔ)充模塊（模板管理和基于知識(shí)的外殼）。設(shè)計(jì)過程和相應(yīng)的功能模塊同步進(jìn)行， IPD主動(dòng)性的貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。首先，每一個(gè)步驟的設(shè)計(jì)信息會(huì)以基于特征的形式存儲(chǔ)，這樣設(shè)計(jì)元素就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)用；其次，可以用3D虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬化設(shè)計(jì)，例如三維的條狀布局。這樣就提供了附加的校驗(yàn)層，在設(shè)計(jì)的早期會(huì)減少設(shè)計(jì)誤差。

3 對(duì)集成框架的需求

盡管IPD系統(tǒng)為級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)提供了一系列的人工智能和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，然而這僅僅是外部工具的集成以及其他下游加工功能的改進(jìn)。IPD系統(tǒng)中的集成問題事實(shí)上是不同功能模塊只見的互動(dòng)性。也就是說，該技術(shù)把設(shè)計(jì)過程中的復(fù)雜性分解成為一系列可操作的任務(wù)同時(shí)將它變成一種合適的描述信息，這樣下游的描述可以直接使用上游步驟的結(jié)果。此外，IPD系統(tǒng)在基于知識(shí)的黑板的作用下還支持一些可操作的集成功能?？砂粋€(gè)通用的知識(shí)對(duì)像基和一個(gè)參考引擎來實(shí)現(xiàn)每一個(gè)功能模塊的運(yùn)算功能。它在功能模塊之間提供了一個(gè)附加層，支持對(duì)象檢索，對(duì)過程集成很有益處。在最新的IPD系統(tǒng)中， 殼使得每一個(gè)功能模塊具有智能計(jì)算功能，所有的功能模塊被進(jìn)一步分割因而變得更加自主。因此，很有必要為這些自主模塊提供一個(gè)集成框架，就好比嵌入了一個(gè)特殊的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理/產(chǎn)品生命周期管理和流水線管理系統(tǒng)。

4 集成框架的設(shè)計(jì)

為了很快建立集成框架，我們從CAD框架中借鑒了一些基礎(chǔ)的想法，該框架在20世紀(jì)初初步形成而且很快在電器設(shè)計(jì)自動(dòng)化領(lǐng)域被廣泛使用。此外，一系列先進(jìn)的系統(tǒng)建模設(shè)計(jì)和分析技術(shù)，特別是面向?qū)ο蠛头植紝?duì)象技術(shù)被使用來鑒定和優(yōu)化系統(tǒng)功能。

4.1 數(shù)據(jù)集成和過程集成

提出集成框架的主要?jiǎng)訖C(jī)是為原來離散的設(shè)計(jì)活動(dòng)提供一個(gè)數(shù)據(jù)集成和過程即成功能，之前這些都是由一些列的設(shè)計(jì)和制造工具完成的。對(duì)于數(shù)據(jù)集成功能，終端用戶采用一種全局性的數(shù)據(jù)，并由一套配置和版本管理設(shè)施支持。特定項(xiàng)目的數(shù)據(jù)會(huì)立即被集中并優(yōu)化便于搜索、共享，并會(huì)以特殊的形式存儲(chǔ)來避免數(shù)據(jù)沖突。而對(duì)于過程集成功能終端用戶可以采用標(biāo)準(zhǔn)的過程序列。為了完成整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和加工，終端用戶不斷咨詢?cè)O(shè)計(jì)流程確保每一項(xiàng)任務(wù)以及采用的數(shù)據(jù)都是正確的。每一個(gè)獨(dú)立任務(wù)完成之后，相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出會(huì)自動(dòng)進(jìn)去數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊并作為配置數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)下來[4]。

4.2 整個(gè)工程環(huán)境以及框架的功能

本文提出的框架中，真?zhèn)€工程環(huán)境包括級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)加工工具、集成框架等。該框架還包括一個(gè)共享的工作臺(tái)、框架內(nèi)核、兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)（廣利數(shù)據(jù)庫(kù)和原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)）。管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)包含指向原始數(shù)據(jù)庫(kù)指針的元數(shù)據(jù)?？蚣軆?nèi)核被設(shè)計(jì)成一種交易處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)保障依賴于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的功能在工作臺(tái)應(yīng)用程序GUI直接干預(yù)或者其他通過包裝的工具干預(yù)之下正常運(yùn)行。CAX工具能在框架的監(jiān)督之下自主運(yùn)行，所有展示項(xiàng)目進(jìn)度的結(jié)果都被框架存放進(jìn)一個(gè)集中的存儲(chǔ)模塊。然而，目前主要的問題是模具設(shè)計(jì)和加工要考慮到很多復(fù)雜的數(shù)據(jù)和管理功能。因此，框架內(nèi)核被進(jìn)一步分解為三個(gè)單元，即數(shù)據(jù)和進(jìn)程管理內(nèi)核、元數(shù)據(jù)處理單元以及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理單元。

4.3 實(shí)現(xiàn)圖譜

建立框架結(jié)構(gòu)包含三個(gè)步驟。第一個(gè)步驟就是在不考慮細(xì)節(jié)的情況將主要步驟構(gòu)造成一個(gè)大致框架；第二個(gè)步驟就是開發(fā)數(shù)據(jù)集庫(kù)管理機(jī)制或者相關(guān)的信息模塊，同時(shí)需要進(jìn)一步明確框架其他模塊的單元；第三個(gè)步驟就是開發(fā)工作臺(tái)界面圖形用戶界面。簡(jiǎn)單的工具包裝會(huì)使得他們能夠在當(dāng)前界面直接使用框架功能，因此，在原型設(shè)計(jì)過程中美譽(yù)考慮封裝的具體實(shí)現(xiàn)途徑。

4.4 輪廓框架

初級(jí)框架中功能被分為客戶端功能和服務(wù)端功能。主要的相關(guān)實(shí)現(xiàn)策略如下所示。在這里企業(yè)級(jí)的基于Windows的以太網(wǎng)應(yīng)該是主要的工作平臺(tái)，元數(shù)據(jù)以及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)在服務(wù)端集中存放作為信息Hub。常用的面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)Java用來實(shí)所有新建的框架單元。一個(gè)面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)備用來作為存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的管理數(shù)據(jù)庫(kù)。遠(yuǎn)程訪問數(shù)據(jù)庫(kù)需要和一個(gè)應(yīng)用服務(wù)器通信，該服務(wù)器和元數(shù)據(jù)庫(kù)以及遠(yuǎn)實(shí)現(xiàn)線程之間交互。設(shè)計(jì)對(duì)象文件的傳送使用CIFS協(xié)議，高協(xié)議能夠使Java應(yīng)用遠(yuǎn)程訪問共享文件以及存放在SMB文件服務(wù)器路徑中的文件。

4.5 系統(tǒng)建模以及數(shù)據(jù)庫(kù)管理機(jī)制

根據(jù)面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)原則，實(shí)例化一個(gè)對(duì)象的軟件系統(tǒng)就等同于一系列對(duì)象以相互關(guān)系的認(rèn)定。一旦一個(gè)面向?qū)ο蟮哪Ｐ徒?，整個(gè)項(xiàng)目的開發(fā)工作也接近尾聲。對(duì)于像現(xiàn)在設(shè)計(jì)的集成框架。這些對(duì)象可以被分為兩個(gè)部分：要么是短暫的要么是持久可用的。先期需要一定的理論準(zhǔn)備來奠基基礎(chǔ)。尤其是在該系統(tǒng)中，一系列的IDEF0模型被用來定義相關(guān)性，其中整個(gè)框架和相關(guān)的工具協(xié)同工作。通過對(duì)整個(gè)框架提取特征來捕捉設(shè)計(jì)改變衰減屬性。采用了一個(gè)先進(jìn)的設(shè)計(jì)版本控制工具和配置管理模型來支持設(shè)計(jì)傳播管理。最終，整個(gè)進(jìn)程管理模型建立在產(chǎn)品管理模型的基礎(chǔ)之上。

5 進(jìn)程動(dòng)態(tài)

一般而言，改進(jìn)的集成框架沒有改變級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)和加工過程。然而，進(jìn)程的動(dòng)態(tài)性能可能會(huì)更具用戶的想法得到有效的改進(jìn)。在集成框架下工作，用戶在進(jìn)行局部設(shè)計(jì)和加工的同時(shí)能夠?qū)φ麄€(gè)進(jìn)程有所掌握。潛入的進(jìn)程及其相互作用是為了得到更好的虛擬化的結(jié)果，這樣可以降低用戶對(duì)于IPD系統(tǒng)節(jié)能的掌握程度，從而降低技術(shù)壓力。

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理功能保確保所有對(duì)于操作項(xiàng)以及產(chǎn)品版本的改進(jìn)能夠永久保留。這樣用戶在對(duì)多個(gè)未完成的進(jìn)程進(jìn)行操作的時(shí)候就不容器出錯(cuò)。而且，單一更改對(duì)于整個(gè)產(chǎn)品版本的改進(jìn)也是對(duì)立與其他相關(guān)的更改。如果沒有這些保障措施，對(duì)于不同原始設(shè)計(jì)的改進(jìn)都可能會(huì)很麻煩。集成框架不僅能夠使開發(fā)者共享最新的產(chǎn)品版本信息，而且還能提供并發(fā)工程策略。它能夠?qū)?fù)雜的從序列化模具進(jìn)行分解，使得不同的設(shè)計(jì)任務(wù)能夠平行進(jìn)展。例如，要在CAPP上完成的不同模具任務(wù)以及不同的版本配置更改任務(wù)都可以被分給不同的工程師來同時(shí)完成，這樣就加快了產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)度。

6 結(jié)語(yǔ)

本文中提出并設(shè)計(jì)了集成級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)框架。為模具設(shè)計(jì)中產(chǎn)品數(shù)據(jù)以及多設(shè)計(jì)版能夠進(jìn)行智能管理。受到CAD設(shè)計(jì)框架的啟發(fā)，全局性的系統(tǒng)架構(gòu)以及功能要求被采用到模具設(shè)計(jì)過程中。開發(fā)過程中還采用了其他三個(gè)步驟。首先，在做出一系列設(shè)計(jì)實(shí)施計(jì)劃的同時(shí)搭建起了一個(gè)空的數(shù)據(jù)庫(kù)管理框架；第二個(gè)步驟就是開發(fā)管理數(shù)據(jù)庫(kù)模塊以及先關(guān)的信息模塊，并進(jìn)一步細(xì)化框架中的其他元素，同時(shí)還進(jìn)行了先關(guān)的理論準(zhǔn)備。最后，開發(fā)了一個(gè)工作臺(tái)圖形用戶界面來測(cè)試和評(píng)估框架的性能。

本文中設(shè)計(jì)出的集成框架可以在許多方面進(jìn)行擴(kuò)展，而且在今后的工作中也要測(cè)試完成這些擴(kuò)展功能。例如，該系統(tǒng)在更新之后可以進(jìn)行新建管理以及項(xiàng)目進(jìn)度報(bào)告，同時(shí)也可以讓它支持不同用戶較色的管理。在開發(fā)過程如果有工程師輪換或者替代開發(fā)之類帶來的交割問題也很容易解決。

甘肅省自然科學(xué)基金項(xiàng)目號(hào)1112RJZA045 項(xiàng)目名稱 基于混合智能學(xué)習(xí)算法的并行多機(jī)作業(yè)調(diào)度問題研究

參考文獻(xiàn)：

[1]屈賢明.裝備制造業(yè)的振興和產(chǎn)品創(chuàng)新.中國(guó)機(jī)械工程，2002.4

[2]國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)， 先進(jìn)制造技術(shù)基礎(chǔ) 北京：高等教育出版社，施普林格出版社，1998

第2篇：數(shù)字設(shè)計(jì)與制造技術(shù)范文

一、建設(shè)思路

按照教育部關(guān)于資源庫(kù)建設(shè)的“優(yōu)化教學(xué)資源、推動(dòng)教學(xué)改革、提高培養(yǎng)質(zhì)量、增強(qiáng)服務(wù)能力”的指導(dǎo)思想，基于課程改革、方便使用者自學(xué)、輔教輔學(xué)、兼顧社會(huì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的建設(shè)目的和定位，確定了“系統(tǒng)設(shè)計(jì)、統(tǒng)籌規(guī)劃、溝通協(xié)作、改革創(chuàng)新”的機(jī)械制造技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)思路。

二、資源架構(gòu)

確定了機(jī)制資源庫(kù)三層框架結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)化設(shè)計(jì)一一形成以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、人才需求狀況、崗位能力分析、課程體系等為核心內(nèi)容的專業(yè)建設(shè)方案；結(jié)構(gòu)化布局一一將傳統(tǒng)課程體系重構(gòu)為一體化課程體系，開發(fā)6門專業(yè)主要課程資源；碎片化開發(fā)一一整合企業(yè)資源、網(wǎng)絡(luò)資源、學(xué)校資源，形成課程、教學(xué)、職業(yè)資格、社會(huì)服務(wù)7個(gè)特色資源包（見左表）。

三、建設(shè)歷程

2013年5月，承德工業(yè)學(xué)校牽頭完成了職業(yè)教育機(jī)械制造技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)項(xiàng)目的申報(bào)與開發(fā)團(tuán)隊(duì)的組建工作，于2013年7月獲得教育部正式立項(xiàng)，成為由中職學(xué)校主持的全國(guó)職業(yè)教育教學(xué)資源庫(kù)第三批建設(shè)項(xiàng)目之一，隨之項(xiàng)目建設(shè)工作全面啟動(dòng)。

1.啟動(dòng)階段

2013年10月，召開了機(jī)制教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)首次項(xiàng)目推進(jìn)會(huì)，與全體參建單位簽訂了項(xiàng)目建設(shè)合作協(xié)議書。成立了項(xiàng)目建設(shè)組織機(jī)構(gòu)，確定了各子項(xiàng)目組的組長(zhǎng)及成員，明確了工作職責(zé)和要求。制訂了《機(jī)械制造技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)項(xiàng)目工作職責(zé)及組織與運(yùn)行管理辦法》《機(jī)械制造技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)專項(xiàng)資金管理實(shí)施細(xì)則》等管理制度，建立資源庫(kù)建設(shè)交流平臺(tái)，確立定期交流研討機(jī)制，進(jìn)行了機(jī)制資源庫(kù)頂層設(shè)計(jì)。

2.全面建設(shè)階段

2013年10月至2014年6月為機(jī)制資源庫(kù)全面建設(shè)階段。本階段組織召開了六次工作推動(dòng)會(huì)議，并通過網(wǎng)絡(luò)視頻和QQ群平臺(tái)進(jìn)行研討交流，使項(xiàng)目建設(shè)工作得以有序、有效、如期推進(jìn)，先后完成了專業(yè)建設(shè)調(diào)研、課程體系構(gòu)建、技術(shù)規(guī)范制定、課程資源開發(fā)、企業(yè)資源引入、社會(huì)資源采集、專業(yè)課程組建、資源打包整合等各項(xiàng)建設(shè)任務(wù)。為保障各項(xiàng)任務(wù)如期完成，制訂了詳盡的工作推進(jìn)計(jì)劃，實(shí)行階段匯報(bào)制度，并在網(wǎng)上及時(shí)工作進(jìn)度信息，公示建設(shè)成果，實(shí)現(xiàn)資源成果共享；運(yùn)用科學(xué)評(píng)價(jià)措施，合理使用建設(shè)資金，激勵(lì)參研人員，確保項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量。

3.推廣使用階段

2014年7月，進(jìn)入資源庫(kù)推廣使用階段，開始資源上傳、入庫(kù)集成、課程組建、網(wǎng)站搭建、推廣宣傳、資源應(yīng)用等工作。將資源庫(kù)建設(shè)階段開發(fā)的所有資源整理歸類，按照元數(shù)據(jù)標(biāo)注資源索引，及時(shí)上傳到職業(yè)教育數(shù)字化中心平臺(tái)，根據(jù)平臺(tái)建設(shè)要求對(duì)碎片化資源進(jìn)行集成，資源庫(kù)建設(shè)進(jìn)入了調(diào)試和試運(yùn)行階段。為保證資源庫(kù)的推廣使用效果，2015年5月召開專項(xiàng)會(huì)議，具體部署資源庫(kù)推廣使用工作，以多種方式進(jìn)行宣傳推廣，同時(shí)要求參建校率先使用、廣為宣傳，輻射周邊區(qū)域。

四、建設(shè)成果

根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)方案要求，在兩年的建設(shè)期內(nèi)，通過對(duì)產(chǎn)業(yè)、行業(yè)、企業(yè)、多層次、多角度的數(shù)據(jù)調(diào)研，完成了機(jī)械制造專業(yè)建設(shè)方案的頂層設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了資源庫(kù)的整體結(jié)構(gòu)、專業(yè)課程體系及其課程方案，整合該專業(yè)12門傳統(tǒng)學(xué)科課程，重構(gòu)開發(fā)為5門一體化課程和1門項(xiàng)目課程、3門社會(huì)培訓(xùn)課程。體現(xiàn)碎片化資源開發(fā)理念，以素材為基礎(chǔ)，以知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)為脈絡(luò)，以積件為組合形式，整合企業(yè)資源、網(wǎng)絡(luò)資源、學(xué)校資源，開發(fā)資源總量達(dá)31300多個(gè)，其中線上線下試題22000多道，保證了資源的足夠冗余和結(jié)構(gòu)搭建上的便利，為一體化課程的組建和門戶網(wǎng)站教學(xué)資源包的呈現(xiàn)提供了良好的資源條件。

五、建設(shè)特色

1.資源組織體系脈絡(luò)清晰

按照資源庫(kù)建設(shè)頂層設(shè)計(jì)的“1367”整體框架結(jié)構(gòu)，以學(xué)習(xí)者為中心，針對(duì)專業(yè)對(duì)應(yīng)崗位（群）的知識(shí)、技能要求，重構(gòu)資源體系。從素材出發(fā)，以積件形式，搭建學(xué)習(xí)情境（學(xué)習(xí)任務(wù)）模塊，組建一體化課程，形成四個(gè)不同層次的資源呈現(xiàn)形式。9370個(gè)素材、846個(gè)積件、6門專業(yè)核心課程、3門職業(yè)培訓(xùn)課程、7個(gè)專業(yè)資源包，輔之以企業(yè)案例、技能鑒定、職業(yè)素養(yǎng)、虛擬工廠等特色資源，在門戶網(wǎng)站上綜合呈現(xiàn)，使資源庫(kù)的組織體系脈絡(luò)清晰，層次分明，邏輯系統(tǒng)科學(xué)合理。

2.專業(yè)課程體系系統(tǒng)科學(xué)

根據(jù)專業(yè)課程體系設(shè)計(jì)要求，項(xiàng)目組對(duì)現(xiàn)代裝備制造業(yè)發(fā)展背景、行業(yè)企業(yè)人才需求狀況和全國(guó)機(jī)械制造技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)與發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了充分的調(diào)研，選擇北京、河北、山東、福建、陜西、浙江等14個(gè)省市，采集企業(yè)樣本124個(gè)，調(diào)研成果及其結(jié)論已全面呈現(xiàn)在專業(yè)人才需求調(diào)研報(bào)告中。根據(jù)企業(yè)崗位實(shí)際需要，準(zhǔn)確定位人才培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)共性特c，兼顧個(gè)性特色，并參照相關(guān)的國(guó)家、行業(yè)職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)，制訂突出職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)能力的機(jī)械制造技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案、專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與課程方案。

以專業(yè)人才需求調(diào)研為設(shè)計(jì)指南，緊密關(guān)聯(lián)專業(yè)課程與崗位實(shí)際工作項(xiàng)目，融入國(guó)家頒布的鉗加工、車工、數(shù)控車加工專業(yè)教學(xué)計(jì)劃的規(guī)定內(nèi)容，科學(xué)界定專業(yè)課程之間的邊界，遵循職業(yè)成長(zhǎng)規(guī)律和教育認(rèn)知規(guī)律，梳通專業(yè)課程體系中各門課程間的能力支撐關(guān)系，完整系統(tǒng)地呈現(xiàn)了專業(yè)一體化課程體系，取得了顯著成效。

3.教學(xué)資源體系兼容實(shí)用

第3篇：數(shù)字設(shè)計(jì)與制造技術(shù)范文

關(guān)鍵詞數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造 課程體系 人才培養(yǎng)

1 數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)已成為現(xiàn)代制造業(yè)不可缺少的技術(shù)手段

制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)，制造業(yè)的發(fā)展水平直接反映出國(guó)家經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展水平。以信息技術(shù)為主導(dǎo)的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，推動(dòng)了制造業(yè)和數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)的快速發(fā)展，使傳統(tǒng)的制造業(yè)面臨巨大挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)過程采取串行設(shè)計(jì)模式，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、樣機(jī)試制到經(jīng)過改進(jìn)再投產(chǎn)，導(dǎo)致新產(chǎn)品開發(fā)的周期較長(zhǎng)，缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。而現(xiàn)代制造業(yè)則借助數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從設(shè)計(jì)、制造全過程的并行設(shè)計(jì)模式，盡可能采用數(shù)字化三維數(shù)據(jù)模型取代原來的物理原型，從而縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期，加快上市速度。

2 傳統(tǒng)教學(xué)模式與相關(guān)課程體系亟待改革

目前許多高校機(jī)械工程學(xué)科在數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)系列技術(shù)方面存在較多問題，主要表現(xiàn)在：原有的傳統(tǒng)教學(xué)模式是以常規(guī)機(jī)械設(shè)計(jì)制造流程為主線，課程體系的設(shè)置重理論輕實(shí)踐，各單元技術(shù)之間存在很大的脫節(jié)與重復(fù)現(xiàn)象，沒有形成完整的課程體系。

數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造環(huán)境下的現(xiàn)代制造業(yè)，正逐步普及以三維cad技術(shù)為核心的數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)模式，這便要求機(jī)械類專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系設(shè)置與之相適應(yīng)。在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，提出將原有課程體系調(diào)整為：“以綜合素質(zhì)培養(yǎng)為核心、創(chuàng)新教育為主線、以數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)為手段、拓寬基礎(chǔ)、加強(qiáng)工程實(shí)踐能力培養(yǎng)”。

3 數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)涉及的主要內(nèi)容

數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)集成了現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造過程中的相關(guān)先進(jìn)技術(shù)，可分為：數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化制造、數(shù)字化管理等三大模塊，各模塊涉及的單元技術(shù)如圖1所示。

圖1數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)相關(guān)單元技術(shù)

上述各項(xiàng)單元技術(shù)貫穿于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、分析、制造、使用等全過程，是一項(xiàng)多學(xué)科的綜合技術(shù)。以三維cad/cae/cam為核心的數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)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。

4 數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造環(huán)境下課程體系的設(shè)置

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)屬于工程應(yīng)用型專業(yè)，人才類型分成應(yīng)用研究型和技術(shù)應(yīng)用型。技術(shù)應(yīng)用型人才主要是應(yīng)用知識(shí)而非科學(xué)發(fā)現(xiàn)，其知識(shí)結(jié)構(gòu)應(yīng)圍繞現(xiàn)代制造業(yè)的實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，拓展基礎(chǔ)、注重實(shí)踐。在對(duì)重慶市眾多制造類企業(yè)（國(guó)營(yíng)、民營(yíng)；大、中、小型）進(jìn)行廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上（涉及汽車整車制造廠、汽車零部件公司、摩托車制造企業(yè)、裝備制造業(yè)），并參照全國(guó)其他高等院校本專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃，結(jié)合我校的實(shí)際情況，本專業(yè)方向人才培養(yǎng)目標(biāo)為高素質(zhì)應(yīng)用型高級(jí)專門人才。

4.1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)課程體系

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)課程體系的設(shè)置，應(yīng)該建立在“機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)”、“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”以及“機(jī)電系統(tǒng)集成技術(shù)”三大平臺(tái)之上，并以數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)為特色、注重培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)應(yīng)用能力，強(qiáng)化綜合實(shí)踐與工程訓(xùn)練。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化課程體系框圖如圖2所示。

圖2機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化課程體系框圖

整個(gè)課程體系由理論教學(xué)、實(shí)踐環(huán)節(jié)以及課外社會(huì)活動(dòng)實(shí)踐等三大部分構(gòu)成，其中理論教學(xué)按課程的性質(zhì)可分為：公共基礎(chǔ)課、學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)主干課以及專業(yè)方向選修課等四大類（圖2中只列出少部分課程）。

4.2 體現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)特色的實(shí)踐性環(huán)節(jié)

從課程體系中可以看出，綜合實(shí)踐性環(huán)節(jié)在整個(gè)課程體系中占有十分重要的地位，圖3為實(shí)踐性環(huán)節(jié)所涉及的主要內(nèi)容，從中可以看出，數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)在整個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)中占有突出顯要的位置，并且四年不間斷。

在大一年級(jí)開設(shè)的“工程圖學(xué)課程實(shí)踐”、“計(jì)算機(jī)輔助繪圖（二維）”實(shí)訓(xùn)中，要求學(xué)生用autocad軟件完成減速器的測(cè)繪，使學(xué)生得到最基本的數(shù)字化設(shè)計(jì)基本訓(xùn)練；在“金工實(shí)習(xí)”環(huán)節(jié)，除進(jìn)行車、銑、磨、鉗工以及鑄造、焊接等常規(guī)的加工方式外，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)數(shù)控機(jī)床、加工中心、線切割機(jī)床等設(shè)備所采用的數(shù)字化制造方式給傳統(tǒng)制造業(yè)所帶來的巨大變革。

在大二年級(jí)開設(shè)的“三維cad應(yīng)用實(shí)訓(xùn)”綜合實(shí)踐是數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)最核心、最基礎(chǔ)的組成部分，通過高端三維cad\cae\cam一體化軟件——ug nx5的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握實(shí)體建模、曲面設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、裝配、工程圖等模塊，為后續(xù)環(huán)節(jié)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；在“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，除完成以齒輪減速器為主體的一般機(jī)械傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)過程外，同時(shí)要求學(xué)生必須完成該減速器的三維建模、虛擬裝配及簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析；在“電子工藝實(shí)習(xí)”中，除完成收音機(jī)的裝配調(diào)試以外，同時(shí)要求學(xué)生用“protel電路圖繪制軟件”完成收音機(jī)的整張電路圖。

圖3集中性專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)

在大三年級(jí)開設(shè)的“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)”中，除常規(guī)內(nèi)容以外，同時(shí)要求學(xué)生采用capp軟件完成該零件的計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程編制，并且用三維cad軟件采取自頂向下的裝配建模方法完成整套夾具的三維設(shè)計(jì)；在“計(jì)算機(jī)輔助制造實(shí)訓(xùn)”綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)中，要求學(xué)生掌握數(shù)控自動(dòng)編程的原理、方法，并熟練運(yùn)用ug nx5軟件中的cam模塊，完成一個(gè)中等復(fù)雜程度帶異形曲面零件的數(shù)控銑削自動(dòng)編程，并實(shí)際加工操作。在“計(jì)算機(jī)輔助工程分析”綜合實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中，要求學(xué)生掌握有限元分析的基本原理、方法，并基本掌握利用adams軟件對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。

在大四年級(jí)開設(shè)的“逆向工程綜合實(shí)訓(xùn)”，與其它實(shí)踐環(huán)節(jié)相比較，所涉及的范圍及綜合性則顯得更加突出，從概念設(shè)計(jì)到效果圖、油泥造型到三坐標(biāo)掃描、點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理到曲面設(shè)計(jì)及實(shí)體建模、快速原型制造，通過該實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，強(qiáng)化學(xué)生在數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造環(huán)境下進(jìn)行新產(chǎn)品快速開發(fā)的實(shí)施流程。在“產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理綜合實(shí)訓(xùn)”實(shí)踐環(huán)節(jié)中，要求學(xué)生掌握數(shù)字化管理技術(shù)所涉及的領(lǐng)域，并熟練使用國(guó)產(chǎn)caxa v5 pdm軟件的使用方法。在整個(gè)課程體系中，依據(jù)不同的專業(yè)方向特點(diǎn)設(shè)置了相應(yīng)的“專業(yè)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)”。諸如在模具設(shè)計(jì)與制造方向，其專業(yè)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)則是“注塑模具cad/cae/cam”綜合實(shí)訓(xùn)，主要學(xué)習(xí)ug nx5軟件中的moldwizard注塑模具設(shè)計(jì)模塊以及的moldflow流動(dòng)分析模塊的使用；在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，若畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為工程設(shè)計(jì)類型，則要求學(xué)生必須完成一定工作量的三維設(shè)計(jì)。

5 近三年應(yīng)用型人才培養(yǎng)的探索實(shí)踐

近三年來，機(jī)械工程學(xué)院在重視理論教學(xué)的同時(shí)強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)，學(xué)生的綜合素質(zhì)得到顯著提高。并積極組織學(xué)生參加全國(guó)及重慶市的各種學(xué)科競(jìng)賽，如：在第二屆全國(guó)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽中獲得三等獎(jiǎng)一項(xiàng)、第三屆全國(guó)大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽榮獲四個(gè)單項(xiàng)二等獎(jiǎng)、第一屆全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽重慶賽區(qū)三等獎(jiǎng)二項(xiàng)、2009年度全國(guó)三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽（簡(jiǎn)稱3d大賽）重慶賽區(qū)二等獎(jiǎng)兩項(xiàng)等較好成績(jī)。與此同時(shí)，學(xué)院作為國(guó)家制造業(yè)信息化三維cad教育培訓(xùn)基地，近三年培訓(xùn)學(xué)生達(dá)五百人。

參考文獻(xiàn)

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[3]熊志卿.機(jī)械制造專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案的改革與實(shí)踐.南京工程學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版）,2007.9.

第4篇：數(shù)字設(shè)計(jì)與制造技術(shù)范文

[關(guān)鍵詞]數(shù)字制造；離散化；數(shù)字化；建模

中圖分類號(hào)：P231.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）40-0359-02

1 數(shù)字制造的概念

1.1 數(shù)字制造的內(nèi)涵與定義

數(shù)字制造被認(rèn)為是一種可以減少生產(chǎn)時(shí)間、成本，而且可以照顧用戶的個(gè)性化需求、提高產(chǎn)品質(zhì)量、加快對(duì)市場(chǎng)的反應(yīng)速度的技術(shù)。大的汽車和飛機(jī)生產(chǎn)商在探索利用先進(jìn)的三維虛擬軟件、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)（PLM）的數(shù)字制造，它不僅幫助制造過程的實(shí)施，也有利于在產(chǎn)品開發(fā)階段了解產(chǎn)品是否能在可承受的成本內(nèi)制造。數(shù)字制造是在計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與制造技術(shù)的不斷融合、發(fā)展和廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上誕生的，其內(nèi)涵是：（1）以CAD/CAM/CAE為主體的技術(shù)；（2）以MRP Ⅱ（Manufacturing Resources Planning，制造資源計(jì)劃）、MIS（Management Information System，管理信息系統(tǒng)）、PDM（Product Data Management，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）為主體的制造信息支持系統(tǒng)；（3）數(shù)字控制制造技術(shù)。數(shù)字制造技術(shù)是數(shù)字化技術(shù)和制造技術(shù)融合形成的，且以制造工程科學(xué)為理論基礎(chǔ)的制造技術(shù)的重大革新，是先進(jìn)制造技術(shù)的核心。數(shù)字制造的定義，指的是在虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、快速原型、數(shù)據(jù)庫(kù)和多媒體等支撐技術(shù)的支持下，根據(jù)用戶的需求，迅速收集資源信息，對(duì)產(chǎn)品信息、工藝信息和資源信息進(jìn)行分析、規(guī)劃和重組，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和功能的仿真以及原型制造，進(jìn)而快速生產(chǎn)出達(dá)到用戶要求性能的產(chǎn)品的整個(gè)制造過程。也就是說，數(shù)字制造實(shí)際上就是在對(duì)制造過程進(jìn)行數(shù)字化的描述而建立起的數(shù)字空間中完成產(chǎn)品的制造過程。

1.2 幾種數(shù)字制造觀

1.2.1 以控制為中心的數(shù)字制造觀

數(shù)字制造的概念，首先來源于數(shù)字控制技術(shù)（NC或CNC）與數(shù)控機(jī)床，這是數(shù)字制造的重要的基礎(chǔ)。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，先后出現(xiàn)了對(duì)多臺(tái)機(jī)床用一臺(tái)（或幾臺(tái)）計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置進(jìn)行集中控制的直接數(shù)字控制（DNC） ，可以加工一組或幾組結(jié)構(gòu)形狀和工藝特征相似的零件的柔性制造單元（FMC），以及將若干柔性制造單元或工作站連接起來實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的加工自動(dòng)化就構(gòu)成了柔性制造系統(tǒng)。以數(shù)字量實(shí)現(xiàn)加工過程的物料流、加工流和控制流的表征、存儲(chǔ)與控制，這就形成了以控制為中心的數(shù)字制造觀。

1.2.2 基于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的數(shù)字制造觀

正如數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床一樣，CAD的產(chǎn)生和發(fā)展，為制造業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程數(shù)字化和自動(dòng)化打下了基礎(chǔ)。將CAD的產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品的制造、工藝規(guī)則等信息，使加工機(jī)械按照預(yù)定的工序和工步的組合和排序，選擇刀具、夾具、量具，確定切削用量，并計(jì)算每個(gè)工序的機(jī)動(dòng)時(shí)間和輔助時(shí)間，這就是計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃（CAPP）。指出數(shù)字制造近年來還融入了CAPE（Computer Aided Production Engineering），這是一種新的計(jì)算機(jī)輔助工程環(huán)境，制造過程的環(huán)境信息可以被工程師應(yīng)用到今后的制造系統(tǒng)及其子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施。

1.2.3 基于管理的數(shù)字制造觀

從數(shù)字制造的概念出發(fā)，可以清楚地看到，數(shù)字制造是計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與制造技術(shù)不斷融合、發(fā)展和應(yīng)用的結(jié)果，也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的必然。在數(shù)字制造環(huán)境下，用戶和企業(yè)在廣域內(nèi)形成了一個(gè)由數(shù)字織成的網(wǎng)，個(gè)人、企業(yè)、車間、設(shè)備、經(jīng)銷商和市場(chǎng)成為網(wǎng)上的一個(gè)個(gè)結(jié)點(diǎn)，由產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、制造、銷售過程中所賦予的數(shù)字信息成為主宰制造業(yè)的最活躍的驅(qū)動(dòng)因素。

另一方面，數(shù)字制造包含了以控制為中心的數(shù)字制造、以設(shè)計(jì)為中心的數(shù)字制造和以管理為中心的數(shù)字制造。當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)制造是數(shù)字制造的全球化實(shí)現(xiàn)，虛擬制造是數(shù)字工廠和數(shù)字產(chǎn)品的一種具體體現(xiàn)，而電子商務(wù)制造是數(shù)字制造的一種動(dòng)態(tài)聯(lián)盟。

2 數(shù)字制造的本質(zhì)和核心問題

數(shù)字制造的本質(zhì)是制造信息的數(shù)字化，而數(shù)字化的核心則是離散化。其本質(zhì)是如何將制造的連續(xù)物理現(xiàn)象、模糊的不確定現(xiàn)象、制造過程的物理量和伴隨制造過程而出現(xiàn)和產(chǎn)生的幾何量、企業(yè)環(huán)境、個(gè)人的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和能力離散化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，即是將它們表示為計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的模式。

離散化和數(shù)字化的過程，將涉及一系列理論基礎(chǔ)問題，計(jì)算制造學(xué)是最核心的理論基礎(chǔ)。這里，計(jì)算制造學(xué)就是建立各種制造計(jì)算模型，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)字化表征與傳遞、建模與仿真，這是計(jì)算制造學(xué)的關(guān)鍵技術(shù)，也是數(shù)字制造的基礎(chǔ)和核心科學(xué)問題。

3 數(shù)字制造的建模方法

數(shù)字制造系統(tǒng)的建模對(duì)象涉及到廣義的制造過程，包括制造環(huán)境、制造行為和制造信息。數(shù)字制造系統(tǒng)的目標(biāo)，就是要在數(shù)字化的環(huán)境中完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、仿真和加工。即接到定單后，首先進(jìn)行概念設(shè)計(jì)和總體設(shè)計(jì)，然后是計(jì)算機(jī)模擬或快速原型過程，直至工藝規(guī)劃過程、CAM（computer Aided Manufacturing，計(jì)算機(jī)輔助制造）和CAQ（Computer Aided Quality，計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量管理）過程，最終形成產(chǎn)品。

下面重點(diǎn)介紹這一過程中的基于物理的建模與仿真這一環(huán)節(jié)。

建模與仿真可廣泛用于產(chǎn)品開發(fā)過程，包括方案論證、設(shè)計(jì)、分析等各個(gè)階段[9]。在這個(gè)過程中，常常需要把現(xiàn)有的對(duì)象融入虛擬環(huán)境中。例如，機(jī)器人是一種綜合了機(jī)、電、液的復(fù)雜動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)仿真可以模擬系統(tǒng)的整體狀態(tài)、性能和行為。揭示機(jī)構(gòu)的合理運(yùn)動(dòng)方案及有效的控制算法，從而避免或減少機(jī)器人設(shè)計(jì)劃造以及運(yùn)行過程中的問題。目前新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造規(guī)劃越來越多地借助于計(jì)算機(jī)仿真來實(shí)現(xiàn)。

近年來，數(shù)字樣機(jī)（Digital Mock-up）技術(shù)成為產(chǎn)品開發(fā)中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。數(shù)字樣機(jī)就是把CAD基于物理的建模、仿真和產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)綜合起來，形成一個(gè)虛擬產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境，使產(chǎn)品開發(fā)人員能夠在這種環(huán)境下策劃產(chǎn)品、設(shè)計(jì)產(chǎn)品、預(yù)測(cè)產(chǎn)品的運(yùn)行性能特征以及真實(shí)工況下可能具有的響應(yīng)，從而減少設(shè)計(jì)迭代的次數(shù)，減少甚至取消制作物理原型樣機(jī)，以改善設(shè)計(jì)，有效地縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期。支持產(chǎn)品開發(fā)的建模與仿真是一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)，需要許多單項(xiàng)技術(shù)的支持。但同時(shí)也存在許多共性問題如三維建模、約束運(yùn)動(dòng)學(xué)相動(dòng)力學(xué)分析、計(jì)算算法相求解等。在建模仿真系統(tǒng)研究與開發(fā)中，可以采用基于商品化軟件平臺(tái)二次開發(fā)的策略，把研究集中在可制造性分析和產(chǎn)品物理性能建模等方面。在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，數(shù)字樣機(jī)可根據(jù)需要隨時(shí)改變，以滿足測(cè)試與評(píng)估的需要。數(shù)字樣機(jī)為面向技術(shù)要求、制造性能、可維護(hù)性的設(shè)計(jì)提供了集成可視化、虛擬環(huán)境和虛擬原型技術(shù)的計(jì)算平臺(tái)。

4 數(shù)字制造應(yīng)用實(shí)例

4.1 需求分析

平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿副（簡(jiǎn)稱平面二包蝸桿副）有著優(yōu)良的傳動(dòng)性能，但這些優(yōu)良性能必須以較高的制造精度、安裝精度來保證。長(zhǎng)期以來，平面二包蝸桿副都采用對(duì)偶范成法加工，這種加工方法由于工藝復(fù)雜，難以解決精度差的痼疾，且制造成本高、使用壽命短，這限制了平面二包蝸桿副的推廣普及。在數(shù)字化時(shí)代，必須應(yīng)用全新的數(shù)字制造模式來解決平面二包蝸桿副制造的瓶頸。在此模式下，只有在保證最優(yōu)設(shè)計(jì)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，采用先進(jìn)的制造技術(shù)才有可能完成最優(yōu)的實(shí)體型面加工。

4.2 數(shù)字制造方案

制造信息是貫穿制造全過程的精髓，制造信息的產(chǎn)生、處理、傳遞和應(yīng)用是決定產(chǎn)品制造敏捷性、精確性、經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵因素。在信息驅(qū)動(dòng)型制造業(yè)中，制造信息的數(shù)字化是數(shù)字制造的前提條件。平面二包蝸桿副的制造信息數(shù)字化應(yīng)包括兩方面內(nèi)容：①蝸桿副實(shí)體的三維數(shù)字化建模；②數(shù)字化制造工藝規(guī)劃。數(shù)控加工是數(shù)字制造的最終目標(biāo)。在傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下，平面二包蝸桿副必須使用專用機(jī)床加工，這是制造成本高的根本原因。在數(shù)字制造模式下，只要獲得蝸桿副型面的精確數(shù)學(xué)模型，就可使用通用數(shù)控機(jī)床對(duì)不同模數(shù)、不同中心距的蝸桿副進(jìn)行統(tǒng)一加工。具體的實(shí)施方案如下。

4.2.1 平面二包蝸桿副的數(shù)字化造型

平面二包蝸桿副蝸輪齒面形狀復(fù)雜，用虛擬加工的造型方法雖然可以獲得蝸輪齒面，但往往精度不高。NURBS方法具有表示與設(shè)計(jì)自由型曲線曲面的強(qiáng)大功能，是形狀數(shù)學(xué)描述的主流方法之一。由于蝸桿副嚙合型面理論接觸線方程已獲得嚴(yán)格數(shù)學(xué)推導(dǎo)，因而嚙合型面的造型可以認(rèn)為是已知數(shù)學(xué)模型的自由曲面造型。在進(jìn)行蝸輪真實(shí)齒面的造型時(shí)，可基于經(jīng)典的齒面嚙合理論，針對(duì)真實(shí)齒面嚙合分析的特點(diǎn)，由NURBS齒面上的拓?fù)潆x散數(shù)據(jù)點(diǎn)構(gòu)造齒面曲線，再由齒面曲線構(gòu)造插值曲面，實(shí)現(xiàn)參數(shù)化NURBS自由曲線曲面理論與經(jīng)典嚙合理論的有機(jī)結(jié)合，在此基礎(chǔ)上建立面向幾何又有嚴(yán)格數(shù)學(xué)支持的蝸輪齒面數(shù)學(xué)模型。

在完成嚙合型面造型之后，整個(gè)型面可以用統(tǒng)一的參數(shù)方程加以描述。利用這個(gè)參數(shù)方程可以計(jì)算齒面上任意點(diǎn)處的型值，并以此構(gòu)成嚙合型面關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，這就為數(shù)控加工提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

4.2.2 平面二包蝸桿副數(shù)字化工藝規(guī)劃

平面二包蝸桿副在數(shù)控加工環(huán)境下的工藝過程包括毛坯的選擇、各表面最終加工方法的確定、制訂工藝路線、工序設(shè)計(jì)等步驟。針對(duì)平面二包蝸桿副這種目標(biāo)明確的產(chǎn)品，使用基于成組技術(shù)（GT）的派生式工藝生成系統(tǒng)。

接下來是對(duì)平面二包蝸桿副的數(shù)控加工，采用數(shù)控車床、磨床加工蝸桿，蝸輪齒面直接采用多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床直接控制球頭銑刀加工出近似蝸輪齒面。在平面二包蝸桿副的誤差檢測(cè)階段可采用全數(shù)字檢測(cè)：用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x掃描蝸桿副實(shí)際齒面，將測(cè)量數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)；然后，基于測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行蝸桿副實(shí)體的計(jì)算機(jī)重構(gòu)；最后，將重構(gòu)型面與計(jì)算機(jī)仿真理論型面進(jìn)行比較，可獲得實(shí)際加工誤差。

5 結(jié)語(yǔ)

制造信息的數(shù)字化是數(shù)字制造的本質(zhì)和前提。本文以在傳統(tǒng)模式下設(shè)計(jì)、加工復(fù)雜，難以適應(yīng)市場(chǎng)快速多變要求的平面二包蝸桿副為例，將平面二包蝸桿副的制造信息數(shù)字化――包括建立其實(shí)體嚙合型面關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和基于成組技術(shù)（GT）派生數(shù)字化工藝規(guī)劃。采用數(shù)字制造技術(shù)可以提高對(duì)市場(chǎng)反應(yīng)的速度，滿足個(gè)性化的需求。

參考文獻(xiàn)

第5篇：數(shù)字設(shè)計(jì)與制造技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】 飛機(jī) 數(shù)字化 柔性裝配

1 引言

傳統(tǒng)的飛機(jī)裝配采用剛性工裝定位、手工制孔連接、基于模擬量傳遞的互換協(xié)調(diào)檢驗(yàn)方法和分散的手工作坊式生產(chǎn)。自20世紀(jì) 80 年代以來，隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/制造（CAD/CAM）技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)在現(xiàn)代飛機(jī)制造中得到了廣泛的應(yīng)用，飛機(jī)制造進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代。

在數(shù)字化技術(shù)的推動(dòng)下，飛機(jī)裝配技術(shù)快速發(fā)展，形成了現(xiàn)代飛機(jī)的數(shù)字化柔性裝配模式。數(shù)字化柔性裝配模式具體表現(xiàn)為：在飛機(jī)裝配中，以數(shù)字化柔性工裝為裝配定位與夾緊平臺(tái)，以先進(jìn)數(shù)控鉆鉚系統(tǒng)為自動(dòng)連接設(shè)備，以激光跟蹤儀等數(shù)字化測(cè)量裝置為在線檢測(cè)工具，在數(shù)字化裝配數(shù)據(jù)及數(shù)控程序的協(xié)同驅(qū)動(dòng)下，在集成的數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線上完成飛機(jī)產(chǎn)品的自動(dòng)化裝配。

2 飛機(jī)裝配生產(chǎn)線特點(diǎn)

一般機(jī)械制造中的裝配線是指人和機(jī)器的有效組合，通過將生產(chǎn)中的輸送系統(tǒng)、隨行夾具和在線專機(jī)、檢測(cè)設(shè)備等進(jìn)行有機(jī)組合，從而滿足多品種產(chǎn)品的裝配要求，充分體現(xiàn)了設(shè)備靈活性。裝配生產(chǎn)線的應(yīng)用，提高了生產(chǎn)效率縮短了制造周期，但自動(dòng)化生產(chǎn)線的成本較高，主要用于批量生產(chǎn)，如在汽車行業(yè)。

但飛機(jī)產(chǎn)品型號(hào)多、批量少的特點(diǎn)使得飛機(jī)裝配生產(chǎn)線需要在具有一般機(jī)械產(chǎn)品裝配生產(chǎn)線的特點(diǎn)基礎(chǔ)上，還應(yīng)具有一定的柔，這樣同一生產(chǎn)線既能用于同型號(hào)同批次，又能適用于同型號(hào)改進(jìn)改型系列機(jī)型的飛機(jī)產(chǎn)品裝配，從而滿足了裝配生產(chǎn)線對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)量的要求，可充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代飛機(jī)產(chǎn)品的精益制造。

與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)現(xiàn)代飛機(jī)柔性裝配生產(chǎn)線技術(shù)無論在研究層面還是應(yīng)用實(shí)踐層面都存在較大的差距，主要表現(xiàn)在：

(1)現(xiàn)有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)模式和產(chǎn)品特征沒有充分考慮產(chǎn)品柔性裝配技術(shù)的應(yīng)用需求，不適應(yīng)柔性裝配生產(chǎn)線的發(fā)展要求。

(2)基于MBD的數(shù)字化裝配工藝規(guī)劃與管理技術(shù)缺乏系統(tǒng)研究和應(yīng)用。工藝設(shè)計(jì)手段還停留在二維工藝設(shè)計(jì)和表述為主的水平，存在與數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)不銜接、設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、返工量大、需要實(shí)物驗(yàn)證和示教性差等諸多問題，大量制造依據(jù)信息以工藝文件形式分離存在，管理混亂，不能滿足柔性裝配生產(chǎn)線可視化裝配、無圖制造的發(fā)展要求。

(3)數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)嚴(yán)重滯后。

大量采用專用工裝、標(biāo)準(zhǔn)量具等模擬量設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品的測(cè)量與檢驗(yàn)，測(cè)量效率低、精度差，不能滿足柔性裝配生產(chǎn)線快速精確測(cè)量、在線質(zhì)量控制的需求。

3 數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)

通過研究國(guó)外數(shù)字化裝配技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，結(jié)合飛機(jī)裝配及其生產(chǎn)線的特點(diǎn)，可得出構(gòu)建新一代飛機(jī)數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線必須包括以下內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)：(1)面向裝配的數(shù)字化產(chǎn)品并行設(shè)計(jì)，為實(shí)現(xiàn)柔性裝配、敏捷制造提供前提和基礎(chǔ)；(2)數(shù)字化三維裝配工藝設(shè)計(jì)與仿真系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝配過程中數(shù)字量傳遞；(3)數(shù)字化柔性工裝系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工裝快速響應(yīng)、快速重構(gòu)以及數(shù)字化定位；(4)先進(jìn)的連接設(shè)備及技術(shù)（包括柔性制孔技術(shù)、自動(dòng)鉆鉚技術(shù)、電磁鉚接技術(shù)等），保證裝配質(zhì)量和效率，實(shí)現(xiàn)裝配過程的自動(dòng)化；(5)數(shù)字化測(cè)量檢驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)裝配過程中的精確測(cè)量和協(xié)調(diào)裝配，裝配完成后的精確檢驗(yàn)；(6)數(shù)字化裝配生產(chǎn)線輔助裝備及管理，建立數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線集成管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、裝配、檢驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)管理各裝配生產(chǎn)環(huán)節(jié)信息的高度集成和移動(dòng)生產(chǎn)線的自動(dòng)配送物流管理。

上述各項(xiàng)內(nèi)容在實(shí)際應(yīng)用中互相聯(lián)系、互相支撐，通過將其整合和集成，可構(gòu)建現(xiàn)代飛機(jī)的數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代飛機(jī)產(chǎn)品的數(shù)字化、柔性化、自動(dòng)化裝配。

數(shù)字化三維裝配工藝設(shè)計(jì)與仿真系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)飛機(jī)數(shù)字化裝配模式、構(gòu)建飛機(jī)數(shù)字化裝配生產(chǎn)線的軟件基礎(chǔ)，現(xiàn)代飛機(jī)整個(gè)裝配過程都是建立在數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上的，只有采用基于單一產(chǎn)品三維數(shù)字量模型的數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)方式，為整個(gè)裝配過程從源頭上提供數(shù)字量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，基于數(shù)字化裝配的柔性裝配生產(chǎn)線才有可能真正實(shí)現(xiàn)。

數(shù)字化柔性工裝系統(tǒng)、先進(jìn)連接設(shè)備及技術(shù)、數(shù)字化測(cè)量檢驗(yàn)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線的硬件基礎(chǔ)。通過數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)仿真系統(tǒng)得到的數(shù)字量數(shù)據(jù)必須由數(shù)字化的工裝及設(shè)備來執(zhí)行，才能保證整個(gè)裝配過程的全數(shù)字量傳遞，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝配生產(chǎn)線的數(shù)字量協(xié)調(diào)。

4 結(jié)論與展望

當(dāng)前國(guó)內(nèi)軍機(jī)產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)與零件制造技術(shù)發(fā)展迅速，但是裝配技術(shù)作為飛機(jī)制造的關(guān)鍵還停留在二、三代機(jī)的制造水平，與其他軍機(jī)制造技術(shù)相比嚴(yán)重滯后，已成為軍機(jī)型號(hào)快速研制和生產(chǎn)的瓶頸。數(shù)字化產(chǎn)品定義取代二維工程圖樣已成為必然趨勢(shì)，零件精準(zhǔn)制造技術(shù)的快速發(fā)展為實(shí)現(xiàn)飛機(jī)柔性裝配提供了必要的前提，新一代飛機(jī)長(zhǎng)壽命、隱身、高可靠性、低成本快速研制的需求對(duì)數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線的應(yīng)用提出了迫切要求。

(1)發(fā)展應(yīng)用柔性裝配生產(chǎn)線是現(xiàn)代飛機(jī)制造業(yè)大勢(shì)所趨，通過發(fā)展應(yīng)用柔性裝配生產(chǎn)線，可大幅度提高產(chǎn)品裝配質(zhì)量和效率，是現(xiàn)代飛機(jī)產(chǎn)品制造的顯著特點(diǎn)。

(2)通過發(fā)展柔性裝配生產(chǎn)線，可促進(jìn)數(shù)字化柔性裝配技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，從而解決現(xiàn)有裝配技術(shù)難以滿足新一代飛機(jī)長(zhǎng)壽命、隱身和高可靠性等要求的瓶頸問題。

(3)通過發(fā)展柔性裝配生產(chǎn)線，可建立飛機(jī)柔性裝配多系統(tǒng)異構(gòu)測(cè)量平臺(tái)和集成檢測(cè)系統(tǒng)，形成數(shù)字化裝配模式下的新質(zhì)保體系和產(chǎn)品檢測(cè)機(jī)制，從而解決現(xiàn)有模式下測(cè)量手段簡(jiǎn)單、無法實(shí)現(xiàn)空間大尺寸動(dòng)態(tài)測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)手工記錄，與產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝規(guī)劃系統(tǒng)脫節(jié)，難以保證裝配的高精度與產(chǎn)品及工藝的完整性等關(guān)鍵技術(shù)難題。

綜上所述，在國(guó)內(nèi)發(fā)展應(yīng)用數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線勢(shì)在必行，但應(yīng)充分利用前期研究工作基礎(chǔ)，圍繞數(shù)字化裝配技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和生產(chǎn)線的迫切需求，根本上改造傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)體系、制造體系、技術(shù)體系和管理體系，實(shí)現(xiàn)流程再造、資源整合和生產(chǎn)組織調(diào)整，從而構(gòu)建現(xiàn)代飛機(jī)數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線。

參考文獻(xiàn):

第6篇：數(shù)字設(shè)計(jì)與制造技術(shù)范文

1引言

隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的進(jìn)程加快以及信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)代制造業(yè)環(huán)境發(fā)生了重大的變化。與此同時(shí)，現(xiàn)代制造業(yè)隨之出現(xiàn)了適應(yīng)這種發(fā)展的新模式和新哲理，其核心在于：在制造企業(yè)中全面推行數(shù)字設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，通過在產(chǎn)品全生命周期中的各個(gè)環(huán)節(jié)普及與深化計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，系統(tǒng)及集成技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)業(yè)在各方面的技術(shù)革新，使企業(yè)的設(shè)計(jì)、制造、管理技術(shù)水平全面提升，在全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中生存發(fā)展并不斷地?cái)U(kuò)大其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

2？數(shù)字化設(shè)計(jì)的概念

“數(shù)字化”是指信息（計(jì)算機(jī)）領(lǐng)域的數(shù)字（二進(jìn)制）技術(shù)向人類生活各個(gè)領(lǐng)域全面推進(jìn)的過程。“數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)”是指利用計(jì)算機(jī)軟硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)全過程的一種技術(shù)，即在網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)輔助下通過產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型，全面模擬產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析、裝配、制造等過程。數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造不僅貫穿企業(yè)生產(chǎn)的全過程，而且涉及企業(yè)的設(shè)備布置、物流物料、生產(chǎn)計(jì)劃、成本分析等多個(gè)方面。數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的應(yīng)用可以大大提高農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)能力、縮短產(chǎn)品研制周期、降低開發(fā)成本、實(shí)現(xiàn)最佳設(shè)計(jì)目標(biāo)和企業(yè)間的協(xié)作，使企業(yè)能在最短時(shí)間內(nèi)組織全球范圍的設(shè)計(jì)制造資源共同開發(fā)出新產(chǎn)品，大大提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。

3？機(jī)械產(chǎn)品領(lǐng)域的數(shù)字化設(shè)計(jì)

3.1機(jī)械產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)的一般過程

機(jī)械產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)形象直觀，干涉檢查、強(qiáng)度分析、動(dòng)態(tài)模擬、優(yōu)化設(shè)計(jì)、外觀及色彩設(shè)計(jì)等采用數(shù)字樣機(jī)實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)錯(cuò)誤少，設(shè)計(jì)周期短、成本低。

（1）總體方案設(shè)計(jì)是根據(jù)希望達(dá)到的目的或應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能，考慮已知約束，進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的全局設(shè)計(jì)，構(gòu)思形成比較完善的設(shè)計(jì)方案。

（2）建立參數(shù)化運(yùn)動(dòng)模型是指進(jìn)行機(jī)械各部分的具體設(shè)計(jì)，首先確定各零件的形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸和公差等，并在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行參數(shù)化建模。

（3）虛擬裝配是通過裝配模塊完成各零件的組裝，形成整機(jī)。裝配是運(yùn)動(dòng)仿真的前提保障，裝配關(guān)系的正確與否直接影響著運(yùn)動(dòng)仿真的結(jié)果，裝配前首先要確定運(yùn)動(dòng)的各構(gòu)件以及各構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)副。確定好各構(gòu)件及各構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)副之后，即可通過選擇構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副組成機(jī)構(gòu)，最后由各機(jī)構(gòu)組成整機(jī)，并為仿真做準(zhǔn)備。

3.2機(jī)械產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)的主要技術(shù)

機(jī)械產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)集成了現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造過程中的多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，包括三維建模、裝配分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成、產(chǎn)品信息管理、虛擬設(shè)計(jì)與制造、多媒體和網(wǎng)絡(luò)通訊等，是一項(xiàng)多學(xué)科的綜合技術(shù)。其核心技術(shù)主要有：

（1）CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM。CAD/CAE/CAPP/CAM分別是計(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)和計(jì)算機(jī)輔助制造的英文縮寫，它們是制造業(yè)信息化中數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的核心，是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品開發(fā)的主要工具。PDM技術(shù)集成是管理與產(chǎn)品有關(guān)的信息、過程及人與組織，實(shí)現(xiàn)分布環(huán)境中的數(shù)據(jù)共享，為異構(gòu)計(jì)算機(jī)環(huán)境提供了集成應(yīng)用平臺(tái)，從而支持CAD/CAPP/CAM/CAE系統(tǒng)過程的實(shí)現(xiàn)？。

（2）異地、協(xié)同設(shè)計(jì)。在因特網(wǎng)和企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的環(huán)境中，進(jìn)行產(chǎn)品定義與建模、產(chǎn)品分析與設(shè)計(jì)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理及產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換等，異地、協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)環(huán)境下為多人、異地實(shí)施產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)提供支持工具。

（3）基于知識(shí)的設(shè)計(jì)。將產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中需要用到的各類知識(shí)、資源和工具融到基于知識(shí)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)之中，支持產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)的重要工具。

（4）虛擬設(shè)計(jì)、虛擬制造。綜合利用建模、分析、仿真以及虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)和工具，在網(wǎng)絡(luò)支持下，采用群組協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造的本質(zhì)過程，包括產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質(zhì)量檢驗(yàn)，并進(jìn)行過程管理與控制等。

（5）綠色設(shè)計(jì)。是面向環(huán)保的設(shè)計(jì)，包括支持資源和能源的優(yōu)化利用、污染的防止和處理、資源的回收再利用和廢棄物處理等諸多環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)。

4機(jī)械產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)械產(chǎn)品門類廣，種類多，市場(chǎng)需求潛力巨大。目前，我國(guó)機(jī)械領(lǐng)域的數(shù)字化程度在具體行業(yè)中存在較大差距。如農(nóng)機(jī)企業(yè)普遍采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，在應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于航天、汽車等其他行業(yè)，農(nóng)機(jī)企業(yè)之間重復(fù)型設(shè)計(jì)多，企業(yè)信息資源利用率低。

同時(shí)，在同一行業(yè)的不同企業(yè)中，產(chǎn)品的數(shù)字化也有一定程度差別。雖然有些企業(yè)具備一般制造業(yè)運(yùn)用CAD技術(shù)的能力，且已達(dá)到一定的水平，但由于技術(shù)儲(chǔ)備、裝備水平以及新產(chǎn)品的研發(fā)能力等方面相對(duì)落后，三維CAD軟件在機(jī)械制造企業(yè)中的應(yīng)用還不夠普遍。盡管有些領(lǐng)先的企業(yè)已經(jīng)探討“數(shù)字樣機(jī)”、“并行工程”、“虛擬仿真”等前沿課題，但總體來說離大規(guī)模推廣應(yīng)用還有很大距離。再次，機(jī)械產(chǎn)品的整體技術(shù)水平、質(zhì)量、生產(chǎn)規(guī)模、企業(yè)素質(zhì)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距也很大，特別是新產(chǎn)品品種不多，發(fā)展滯后，可靠性、使用壽命滿足不了用戶要求。

第7篇：數(shù)字設(shè)計(jì)與制造技術(shù)范文

關(guān)鍵詞 數(shù)字化改裝技術(shù)；三維設(shè)計(jì)；并行設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2016）161-0064-02

數(shù)字化技術(shù)正以前所未有的速度和深度影響著世界航空產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)航空業(yè)也在積極響應(yīng)這一趨勢(shì)；試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)改裝專業(yè)承擔(dān)著我國(guó)特種試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)研究、試驗(yàn)機(jī)測(cè)試改裝的設(shè)計(jì)/施工及機(jī)載專用試驗(yàn)系統(tǒng)研制等工作，它是我國(guó)航空產(chǎn)業(yè)試飛板塊中重要一環(huán)，因此，數(shù)字化在航空領(lǐng)域的發(fā)展必將對(duì)其產(chǎn)生巨大影響。

試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)改裝正在從初期的型號(hào)測(cè)試改裝向特種試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)改裝技術(shù)研究、試驗(yàn)機(jī)測(cè)試改裝的設(shè)計(jì)/施工及機(jī)載專用試驗(yàn)系統(tǒng)研制3個(gè)方向發(fā)展；為了應(yīng)對(duì)未來我國(guó)眾多的試飛任務(wù)，試驗(yàn)機(jī)數(shù)字化改裝技術(shù)顯得尤為重要，它將為未來特種試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)研制和型號(hào)試飛任務(wù)提供高效、有力支撐。本文從技術(shù)角度提出了試驗(yàn)機(jī)數(shù)字化改裝技術(shù)的關(guān)鍵要求，以及數(shù)字化改裝技術(shù)建設(shè)的核心內(nèi)容，以期為試驗(yàn)機(jī)數(shù)字化改裝技術(shù)發(fā)展提供參考。

1 數(shù)字化改裝技術(shù)要求

數(shù)字化改裝技術(shù)的目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)機(jī)改裝數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)、制造，促進(jìn)試驗(yàn)機(jī)研制、試飛進(jìn)程，匹配國(guó)內(nèi)外航空企業(yè)飛機(jī)研制的信息化、數(shù)字化新模式，提高試驗(yàn)機(jī)改裝水平。綜合國(guó)內(nèi)外航空業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)以及試驗(yàn)機(jī)改裝設(shè)計(jì)制造的自身發(fā)展需求等多方面因素，數(shù)字化改裝技術(shù)應(yīng)該具備以下幾個(gè)方面的顯著特點(diǎn)：

1）全三維設(shè)計(jì)。全三維設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)制造的基礎(chǔ)條件。全三維設(shè)計(jì)是以三維實(shí)體為最終設(shè)計(jì)結(jié)果和生產(chǎn)依據(jù)的設(shè)計(jì)模式，替代了原二維圖樣的全部功能。全三維設(shè)計(jì)技術(shù)可保證設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的唯一性及一致性，設(shè)計(jì)結(jié)果直觀明了并可以有效提高設(shè)計(jì)、制造效率。

2）研制工作并行展開與傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)過程并不相悖，它同樣遵循產(chǎn)品開發(fā)的每一個(gè)必經(jīng)階段，而且是基于連續(xù)的信息轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)的。研制工作并行開展就要求信息的轉(zhuǎn)化伴隨活動(dòng)隨時(shí)進(jìn)行傳遞。

以型號(hào)新機(jī)試飛研制為例：第一，在項(xiàng)目的總體研制過程中，試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)機(jī)改裝設(shè)計(jì)、試驗(yàn)機(jī)制造等研制過程可以并行交叉進(jìn)行；第二，在具體的設(shè)計(jì)階段，試驗(yàn)機(jī)改裝設(shè)計(jì)各系統(tǒng)和原機(jī)各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作可以并行開展。設(shè)計(jì)過程中各系統(tǒng)之間的相互關(guān)聯(lián)和相互影響不可避免，通過互相協(xié)調(diào)適應(yīng)以及各系統(tǒng)間實(shí)時(shí)迭代設(shè)計(jì)，可使得設(shè)計(jì)工作最大限度的展開；第三，設(shè)計(jì)人員可以并行開展工作?；谙嗤脑O(shè)計(jì)技術(shù)平臺(tái)，同一系統(tǒng)的不同設(shè)計(jì)人員及不同系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員可以并行工作，使設(shè)計(jì)資源得到了有效的利用。試驗(yàn)機(jī)改裝協(xié)同設(shè)計(jì)制造充分融入到試驗(yàn)機(jī)研制過程中，提高了試驗(yàn)機(jī)的研制效率。

3）跨地域協(xié)同設(shè)計(jì)制造。世界航空產(chǎn)業(yè)正在形成研制和市場(chǎng)的全球數(shù)字化協(xié)同模式，例如，我國(guó)部分主機(jī)廠就承擔(dān)了歐洲空客及波音系列飛機(jī)相關(guān)部件甚至部分重要結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)制造工作。這一案例充分說明了數(shù)字化協(xié)同技術(shù)已成為飛機(jī)研制活動(dòng)中重要的技術(shù)手段之一，可以有力推動(dòng)研制活動(dòng)高效、精準(zhǔn)開展。

外部的這種發(fā)展趨勢(shì)也正在強(qiáng)有力的影響著我國(guó)的飛機(jī)研制產(chǎn)業(yè)，國(guó)內(nèi)飛機(jī)研制體系正在突破傳統(tǒng)的串行封閉式研發(fā)模式。例如，我國(guó)某型飛機(jī)研制工程項(xiàng)目中首先嘗試采用異地協(xié)同設(shè)計(jì)、全國(guó)多地協(xié)同制造、國(guó)內(nèi)外19家供應(yīng)商的協(xié)同研制模式，實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)外不同地域的分包商和配套商的協(xié)同工作[ 1 ]。

2 數(shù)字化改裝技術(shù)建設(shè)

綜合分析國(guó)內(nèi)外協(xié)同設(shè)計(jì)制造現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合試驗(yàn)機(jī)改裝研制的特點(diǎn)及現(xiàn)階段的具體情況，數(shù)字化改裝技術(shù)建設(shè)應(yīng)該分步進(jìn)行。

第一步，進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)，加強(qiáng)數(shù)字化設(shè)計(jì)人才隊(duì)伍培養(yǎng)，建立數(shù)字化改裝技術(shù)規(guī)范。

通過第一步建設(shè)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化改裝技術(shù)的初步目標(biāo)：1）試飛機(jī)構(gòu)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)大型試驗(yàn)機(jī)改裝、特種試驗(yàn)機(jī)研制等大型項(xiàng)目的全三維數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)；2）具備試飛機(jī)構(gòu)與主機(jī)廠所間試驗(yàn)機(jī)數(shù)模順利傳遞的能力；3）培養(yǎng)出一支高素質(zhì)的數(shù)字化設(shè)計(jì)隊(duì)伍。

第二步，在國(guó)內(nèi)航空領(lǐng)域條件成熟時(shí)實(shí)現(xiàn)行業(yè)內(nèi)數(shù)字化協(xié)同改裝設(shè)計(jì)制造。國(guó)內(nèi)在跨地域數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)制造方面只是進(jìn)行了試驗(yàn)性的嘗試，目前還不具備行業(yè)內(nèi)跨地域數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)制造的條件，但是我國(guó)航空業(yè)正在積極努力地向?qū)崿F(xiàn)這個(gè)目標(biāo)邁進(jìn)。

在數(shù)字化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)及數(shù)字化改裝技術(shù)規(guī)范方面建議如下：

1）數(shù)字化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)平臺(tái)。在三維建模軟件方面，CATIA作為世界航空領(lǐng)域三維設(shè)計(jì)的主流軟件應(yīng)該是最佳的選擇。CATIA以設(shè)計(jì)對(duì)象的混合建模、變量/參數(shù)化混合建模以及幾何/智能工程混合建模等先進(jìn)的混合建模技術(shù)，支持從項(xiàng)目調(diào)研、構(gòu)思、詳細(xì)設(shè)計(jì)、分析、模擬、裝配及維護(hù)在內(nèi)的全部工業(yè)設(shè)計(jì)流程，是全球航空業(yè)界普遍使用的一個(gè)集成產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。CATIA在國(guó)內(nèi)航空企業(yè)中已得到了廣泛的應(yīng)用。

在產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理方面，ENOVIA VPM以其與CATIA在產(chǎn)品建模之間已緊密集成的優(yōu)勢(shì)成為首選數(shù)據(jù)管理軟件系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)物料管理、任務(wù)流管理、事件管理、配置管理、人員組織和權(quán)限管理等，它能提供一個(gè)上下關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì)環(huán)境，便于多專業(yè)同時(shí)開展設(shè)計(jì)工作，便于不同部門之間制定設(shè)計(jì)的優(yōu)化方案，便于開展不同配置的并行設(shè)計(jì)[ 2 ]。

在協(xié)同平臺(tái)方面，可以基于Windchill系統(tǒng)根據(jù)試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)和改裝業(yè)務(wù)進(jìn)行配置和二次開發(fā)，使之成為試驗(yàn)機(jī)協(xié)同研制平臺(tái)。Windchill是PTC 公司的一個(gè)大型PLM軟件，該軟件提供了近10個(gè)功能模塊，涵蓋了企業(yè)級(jí)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理和協(xié)同工作平臺(tái)應(yīng)具備的所有功能。Windchill 還提供了功能強(qiáng)大的工作流引擎，能夠方便地對(duì)航空企業(yè)的各種復(fù)雜工作流程進(jìn)行自動(dòng)化和規(guī)范化的管理和控制[3]。

對(duì)于改裝數(shù)字化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)平臺(tái)可以考慮以三維設(shè)計(jì)軟件CATIA作為基本的設(shè)計(jì)工具軟件，通過ENOVIA VPM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理以及設(shè)計(jì)過程的管理，依靠基于Windchill系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)的協(xié)同平臺(tái)實(shí)現(xiàn)研制工作流程自動(dòng)化和規(guī)范化的管理和控制。

數(shù)字化改裝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)平臺(tái)構(gòu)架示意圖如圖1所示。

2）數(shù)字化改裝技術(shù)規(guī)范。波音公司根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范制定了BDS-600系列規(guī)范，使參研人員在統(tǒng)一的規(guī)范下有序進(jìn)行。我國(guó)航空企業(yè)正在建立統(tǒng)一的數(shù)字化設(shè)計(jì)制造規(guī)范，已經(jīng)頒布和實(shí)施了關(guān)于數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的初步標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，可以看出我國(guó)航空業(yè)正在積極推進(jìn)數(shù)字化設(shè)計(jì)制造規(guī)范化建設(shè)。因此，作為試驗(yàn)機(jī)研制的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，數(shù)字化改裝技術(shù)規(guī)范化勢(shì)在必行。數(shù)字化改裝技術(shù)規(guī)范應(yīng)該依據(jù)我國(guó)航空業(yè)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的統(tǒng)一約定，結(jié)合試驗(yàn)機(jī)改裝設(shè)計(jì)特點(diǎn)及相關(guān)要求進(jìn)行制定，并隨著行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的完善不斷地修訂，最后形成與全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范相統(tǒng)一的完善的數(shù)字化改裝技術(shù)規(guī)范。

3 結(jié)論

數(shù)字化技術(shù)、信息化技術(shù)對(duì)飛機(jī)的研制及業(yè)務(wù)模式產(chǎn)生了深刻的影響，我國(guó)在航空領(lǐng)域積極推進(jìn)數(shù)字化、信息化建設(shè)，試驗(yàn)機(jī)數(shù)字化改裝技術(shù)將是試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)改裝的發(fā)展目標(biāo)之一，它將有力地推動(dòng)試驗(yàn)機(jī)數(shù)字化研制進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)

[1]王永栓，王曉麗，向穎，等，航空工業(yè)數(shù)字化協(xié)同現(xiàn)狀與發(fā)展[J].航空制造技術(shù)，2009，（11）：62-65.

第8篇：數(shù)字設(shè)計(jì)與制造技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：民用飛機(jī)；設(shè)計(jì)制造；競(jìng)爭(zhēng)力

前言

航空技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，使一些民用飛機(jī)逐漸露出弊端，其制造成本高、運(yùn)行效率低、人工技術(shù)差等問題提出了一些改進(jìn)設(shè)計(jì)，采用數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)，提高民用飛機(jī)的性能特點(diǎn)，加大了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

1 飛機(jī)制造中的問題分析

1.1 模擬技術(shù)在應(yīng)用中的問題

模擬仿真技術(shù)在飛機(jī)的研發(fā)中占據(jù)重要地位，需要從最開始的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中便開始使用，并且需要在制作的整個(gè)過程中存在，但目前發(fā)現(xiàn)的問題多數(shù)都出現(xiàn)在運(yùn)用時(shí)間上。飛機(jī)的研發(fā)過程中與各環(huán)節(jié)出現(xiàn)了時(shí)間不協(xié)調(diào)，忽略了飛機(jī)設(shè)計(jì)初期對(duì)仿真的重要性，所以容易發(fā)生時(shí)間錯(cuò)誤等問題。

在民用飛機(jī)的研發(fā)過程中，需要與產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)等方面的工作人員協(xié)調(diào)到互相合作模式，進(jìn)行流水工程，改善在工作時(shí)間上的浪費(fèi)。但就我國(guó)目前來看，并沒有做到以上相互合作模式，還需要從外國(guó)發(fā)展中吸取更多寶貴經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國(guó)企業(yè)情況，快速奠定飛機(jī)制造業(yè)的基礎(chǔ)。另外，我國(guó)飛機(jī)制造行業(yè)的數(shù)字化設(shè)計(jì)與仿真模擬技術(shù)的本身也具有一定程度的不足，還需重點(diǎn)關(guān)注，加大技術(shù)的創(chuàng)新力量。

目前國(guó)際上民用飛機(jī)使用最多的軟件是日本索尼公司的DELM IA軟件，此軟件應(yīng)用量大，但仍存在不足，比如，此軟件不具備實(shí)現(xiàn)重力仿真技術(shù)，在模擬仿真中的三維軟件都是模擬存在，在模擬仿真中，無法正面的反映出應(yīng)用部件的剛性及柔韌性。因此，在使用DELM IA軟件時(shí)，仍然需要對(duì)該軟件產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行分析，減少設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤。

在實(shí)際工作中，通常只會(huì)通過技術(shù)人員的工作經(jīng)驗(yàn)和產(chǎn)品來確定仿真模擬的情況，并沒有建立起數(shù)字化設(shè)計(jì)與仿真設(shè)計(jì)應(yīng)用的統(tǒng)一，造成的結(jié)果不一致，嚴(yán)重影響了飛機(jī)模擬制造時(shí)的質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)制作過程中，需要制定一定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范體制，按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，從設(shè)計(jì)初期便統(tǒng)一執(zhí)行。

1.2 仿真使用系統(tǒng)的問題

飛機(jī)制造中，使用的系統(tǒng)之間相差較大，非常容易使效果產(chǎn)生變化，因此，在擴(kuò)大數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的使用范圍時(shí)，還需要對(duì)系統(tǒng)界面進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，并對(duì)工作人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，提高數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的實(shí)用性和安全性。

1.3 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集和反饋問題

設(shè)計(jì)中最主要的工作是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的數(shù)據(jù)采集和反饋，能夠?yàn)榻酉聛淼墓ぷ魈峁┯行б罁?jù)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并制定合理的制造計(jì)劃、安排合理的制造進(jìn)度，但目前所應(yīng)用的民用飛機(jī)制造應(yīng)用系統(tǒng)中不具備這項(xiàng)功能，因此也無法全面的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的數(shù)據(jù)采集等工作[1]。

民航企業(yè)中還未普及數(shù)字化管理系統(tǒng)軟件，仍然采用紙質(zhì)數(shù)據(jù)報(bào)表，容易產(chǎn)生漏洞或信息錯(cuò)誤，也無法對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的劃分。目前多家測(cè)量軟件均可以直接生成表格，應(yīng)用到系統(tǒng)中，可以將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，為以后的設(shè)計(jì)質(zhì)量監(jiān)控和安全生產(chǎn)做出指導(dǎo)意義。

2 數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造的意義

數(shù)字化設(shè)計(jì)是基于多種形式媒體的支持下產(chǎn)生的，能夠達(dá)到用戶的需求。將虛擬顯示、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)和多媒體統(tǒng)一在一個(gè)系統(tǒng)下，為滿足用戶需求建立的一種數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造的系統(tǒng)。對(duì)產(chǎn)品信息、工藝信息和資源信息進(jìn)行統(tǒng)一分析、統(tǒng)一規(guī)劃和統(tǒng)一組建等，達(dá)到快速生產(chǎn)出能夠滿足用戶需求的整個(gè)設(shè)計(jì)與制造的過程。民用飛機(jī)制造行業(yè)的大力發(fā)展也帶動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)、制造設(shè)計(jì)技術(shù)、信息管理技術(shù)的不斷發(fā)展，因此，數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造是現(xiàn)代民用飛機(jī)制造行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

民用飛機(jī)制造企業(yè)使用數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)，能夠有效提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，結(jié)合其他相關(guān)技術(shù)，使數(shù)字化設(shè)計(jì)融合計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)信息，再采用數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，完成飛機(jī)的設(shè)計(jì)制造。由此可見，民用飛機(jī)行業(yè)的發(fā)展需要以科技技術(shù)為主，以提高飛機(jī)設(shè)計(jì)、制造、管理、售后服務(wù)的目標(biāo)努力，全面實(shí)行數(shù)字化管理流程，建立起數(shù)字化的設(shè)計(jì)制造體系，完全實(shí)現(xiàn)民用飛機(jī)制造業(yè)的真正數(shù)字化意義[2]。

3 數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造的特點(diǎn)分析

飛機(jī)制造行業(yè)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法從概念設(shè)計(jì)到初步設(shè)計(jì)，最后到生產(chǎn)設(shè)計(jì)的三個(gè)階段，每一階段都有相關(guān)的設(shè)計(jì)繪制模型，工作人員需要按照相應(yīng)的繪制模型的樣機(jī)對(duì)飛機(jī)內(nèi)部配置進(jìn)行設(shè)計(jì)。飛機(jī)制造行業(yè)融合的各項(xiàng)技術(shù)，發(fā)揮了先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，改善了企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)運(yùn)營(yíng)[3]。

4 最新技術(shù)在民用飛機(jī)設(shè)計(jì)中的發(fā)展

4.1 加大對(duì)數(shù)字化設(shè)計(jì)仿真技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用

產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)中，單一使用DELM IA軟件無法將信息傳遞到各個(gè)環(huán)節(jié)，因此需要引入不同的數(shù)字仿真設(shè)計(jì)技術(shù)，從最初的研發(fā)工作開始，各部門工作人員的高度配合，利用數(shù)字化的工作設(shè)計(jì)研究理論，提高研發(fā)的質(zhì)量，建立起一個(gè)集成系統(tǒng)軟件平臺(tái)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，將DELM IA軟件與PDM軟件相結(jié)合，能夠?qū)?shù)據(jù)存儲(chǔ)和調(diào)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資料的及時(shí)性和準(zhǔn)確性；若將DELM IA軟件與CAPP軟件相結(jié)合，可以具有較強(qiáng)的文本處理功能，使系統(tǒng)更加具有實(shí)用性[4]。

4.2 建立數(shù)字化的組織管理體系

采用最新的管理方式，建設(shè)專業(yè)的管理團(tuán)隊(duì)，將數(shù)字化系統(tǒng)的組織建立成為管理平臺(tái)，利用各部門之間的資源，將產(chǎn)業(yè)鏈條的結(jié)構(gòu)作為各企業(yè)間的鏈條，達(dá)到國(guó)際供應(yīng)商的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)模，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)中，需要對(duì)每一項(xiàng)工作進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督審查，改變傳統(tǒng)的管理方式，與制造商和使用商的良好溝通，組建管理小組，及時(shí)解決產(chǎn)品研發(fā)過程中的技術(shù)問題，爭(zhēng)取縮短工期、提高工作效率、降低成本、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。

4.3 提高系統(tǒng)的價(jià)值

民用飛機(jī)的客戶群廣泛，民用飛機(jī)制造企業(yè)在制造過程中需要運(yùn)用系統(tǒng)軟件，將文件格式及簽訂模式個(gè)性化，滿足一些客戶對(duì)工藝文件的格式簽訂的需求。實(shí)際管理中，將物料資源進(jìn)行條碼管理，降低管理人員的勞動(dòng)力度，也能防止人工帶來的錯(cuò)誤操作，同時(shí)結(jié)合人性化的管理模式，將系統(tǒng)的功能特點(diǎn)得到充分發(fā)揮[5]。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，民用飛機(jī)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力主要受控于時(shí)間、成本、質(zhì)量和服務(wù)四個(gè)方面，這幾方面已經(jīng)成為航空航天領(lǐng)域的發(fā)展目標(biāo)。數(shù)字化的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)改善了航空制造業(yè)，提高了民用飛機(jī)的質(zhì)量、縮短了研制周期、降低了成本投入，達(dá)到了客戶的滿意度。民用飛機(jī)制造業(yè)的整體技術(shù)改革，領(lǐng)導(dǎo)者需要建立起專業(yè)的工作團(tuán)隊(duì)，全面提高企業(yè)在本行業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)地位。

參考文獻(xiàn)

[1]李湘芝，史善華.數(shù)字化背景下民用飛機(jī)設(shè)計(jì)制造競(jìng)爭(zhēng)力提升[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013，05（14）：92-93.

[2]吳曉宇.探討供應(yīng)商管理在中國(guó)民用飛機(jī)制造產(chǎn)業(yè)中的發(fā)展方向[J].科技信息，2013，03（21）：61+44.

[3]馬翔，曾國(guó)毅，趙榮泳.民用飛機(jī)制造企業(yè)特殊工種管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2013，06（05）：17-19.

第9篇：數(shù)字設(shè)計(jì)與制造技術(shù)范文

透過閃爍著微弱熒光的電腦屏幕，一輛汽車打著趄趔撞入墻壁，警報(bào)燈驟然亮起，車內(nèi)機(jī)器人急速轉(zhuǎn)身，三個(gè)栩栩如生的模擬人飛快沖上前去，將散落的零件組裝起來……

這樣的情景很容易讓人聯(lián)想起電腦游戲中的畫面，而實(shí)際上，這是急速變化著的數(shù)字化汽車制造技術(shù)的一個(gè)片段。計(jì)算機(jī)模擬和合成技術(shù)――也可統(tǒng)稱為數(shù)字制造技術(shù)，正為汽車業(yè)和飛行器制造業(yè)創(chuàng)造源源不斷的利潤(rùn)。

“數(shù)字化”的背后

隱藏在“數(shù)字化制造”五個(gè)字后面的哲思，是通過信息技術(shù)的整合，令生產(chǎn)計(jì)劃、資源配置以及產(chǎn)品生產(chǎn)得以同步進(jìn)行。從前，任何設(shè)計(jì)上的微小失誤、生產(chǎn)過程中的瑕疵都會(huì)造成無法彌補(bǔ)的損失；如今，這些潛伏著的“隱患”在模擬實(shí)驗(yàn)階段就被排除，公司新產(chǎn)品推向市場(chǎng)的速度大大加快。咨詢機(jī)構(gòu)CIMdata預(yù)測(cè)，未來三年內(nèi)，用于數(shù)字化制造技術(shù)的投資將每年增長(zhǎng)25%。

首席信息官（CIO）在這場(chǎng)變革中所起的所用可是非同小可?！八麄兛胺Q企業(yè)內(nèi)部信息技術(shù)的專家，數(shù)字化生產(chǎn)是信息技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域”，Pratt & Whitney（加拿大）公司首席信息官Amal Girgis說。在這場(chǎng)技術(shù)變革浪潮中，CIO的角色是多重的：他既是預(yù)言家，透過撲朔迷離的表象準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出未來的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)，又是企業(yè)內(nèi)部變革的有力推動(dòng)者和中堅(jiān)力量。與技術(shù)工程師和生產(chǎn)管理者相配合讓CIO們對(duì)產(chǎn)品信息結(jié)構(gòu)作出合理安排，用數(shù)據(jù)整合令企業(yè)各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)做到有機(jī)結(jié)合，同時(shí)機(jī)敏識(shí)別出哪些領(lǐng)域最適合首先采用數(shù)字技術(shù)。“為迎接數(shù)字化浪潮的到來，你有必要對(duì)企業(yè)進(jìn)行‘再造’（reengineer），創(chuàng)造出一種信息共享的企業(yè)文化”，亞利桑那大學(xué)研究管理信息系統(tǒng)（MIS）的Michael Grieves說。

“幾無瑕疵”的產(chǎn)品

僅幾年前，Pratt & Whitney公司 (P&WC)的一款飛機(jī)引擎，從投入研發(fā)到推向市場(chǎng)還需要五年；到今天，因?yàn)橛辛讼冗M(jìn)數(shù)字技術(shù)的支持，產(chǎn)品的研發(fā)周期縮短了兩年。P&WC還在設(shè)法令它的研發(fā)周期更短，到兩年半。今天的福特汽車公司、通用汽車公司和戴姆勒-克萊斯勒公司都在矢志不渝地推動(dòng)數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域。CIMdata的調(diào)查（2003）顯示，采用了數(shù)字化技術(shù)的公司，其產(chǎn)品推向市場(chǎng)的速度增加了30%，重復(fù)設(shè)計(jì)減少了65%，生產(chǎn)規(guī)劃（planning）流程精簡(jiǎn)了40%，平均產(chǎn)量增長(zhǎng)了15%。

2000年，當(dāng)通用汽車第一次運(yùn)用數(shù)字化模型來模擬汽車設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)年的成本節(jié)約便高達(dá)7500萬美元。另一項(xiàng)里程碑意義的杰作來自對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作的精確模擬，通過該技術(shù)，更多有關(guān)人類工程學(xué)的難題可謂迎刃而解。如今，通用在全球范圍內(nèi)擁有25家模擬實(shí)驗(yàn)室，公司新產(chǎn)品以3D圖像顯示在屏幕上，設(shè)計(jì)師和技術(shù)專家通過研究這些圖形，可以開發(fā)出合理的零部件體系和生產(chǎn)流程，從而極大地避免了生產(chǎn)過程中的冗余。

自從數(shù)字化技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，通用汽車公司已見證了許多“無瑕疵”產(chǎn)品的誕生。通用公司流程信息主管Terry Kline說：“以前，要找到生產(chǎn)工序中需改進(jìn)的地方，你必須實(shí)地造出一輛汽車來；而現(xiàn)在，我們可以把這項(xiàng)工作交給計(jì)算機(jī)去辦。”在戴姆勒-克萊斯勒公司，由于數(shù)字技術(shù)的引進(jìn)，德國(guó)新工廠的建設(shè)時(shí)間減短了30%，建設(shè)成本降低到原來的90%。新產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)劃時(shí)間少了30%。

技術(shù)進(jìn)步功不可沒

數(shù)字技術(shù)何以如此風(fēng)靡？來自軟件開發(fā)商技術(shù)的長(zhǎng)足進(jìn)展功不可沒。如今數(shù)字技術(shù)已達(dá)如此地步――用計(jì)算機(jī)模擬分析得出的結(jié)果和實(shí)際生產(chǎn)流程幾乎可以毫分不差。“成本的節(jié)約是顯著的”，AMR Research副總裁Kevin O'Marah說，“如果你在設(shè)計(jì)中考慮到生產(chǎn)工序，你就可以提前獲知設(shè)計(jì)的大概成本和實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)所需的各種資源?！?/p>

然而要令這一切都成為現(xiàn)實(shí)，你還要準(zhǔn)備付出巨大的費(fèi)用――數(shù)字化制造軟件通常價(jià)格昂貴，功能復(fù)雜。此外，商業(yè)流程的改變也是必須要應(yīng)對(duì)的難題――欲令生產(chǎn)和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在盡可能早的階段投入產(chǎn)品開發(fā)，你必須做好企業(yè)文化巨大跨越的準(zhǔn)備。另外，就大規(guī)模制造而言，新技術(shù)、新方法的應(yīng)用絕非一蹴而就，其間會(huì)遭遇到很多觀念上的阻力。很多中層主管對(duì)數(shù)字制造軟件供應(yīng)商提出的方案表示懷疑，即便勉強(qiáng)采納了也難以承擔(dān)隨之而來的管理體制變動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。而要令生產(chǎn)變得更加“數(shù)字化”，絕大多數(shù)廠商必須完成觀念上的轉(zhuǎn)換，畢竟經(jīng)改造后的生產(chǎn)流程與企業(yè)舊的流程有著天壤之別。

在傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)年代，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)有著明顯的順序上的差別。工程師們應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改良，然后將它們提交給技術(shù)專家，后者使用專門工具測(cè)算產(chǎn)品的生產(chǎn)成本、所需設(shè)備等等。接著需要測(cè)試制造的可行性，及時(shí)修正各種問題，然后再進(jìn)行測(cè)試，再修正，等等，如此循環(huán)往復(fù)。這樣的方式極大地延緩了產(chǎn)品推向市場(chǎng)的速度，制造成本大大增加?！叭绻皇褂媚M技術(shù)，諸如遺漏三到四個(gè)焊接點(diǎn)這樣的錯(cuò)誤會(huì)經(jīng)常發(fā)生”，Grieves說，“現(xiàn)場(chǎng)模擬可以很好地解決這個(gè)問題。”自模擬技術(shù)應(yīng)用以來，工程師們便可以在盡可能早的時(shí)間獲知哪些部分需要改進(jìn)，那些流程需要更新。對(duì)已經(jīng)建成的生產(chǎn)線來說，一個(gè)正處在設(shè)計(jì)中的產(chǎn)品的數(shù)字化展示（representation）可以讓工程師們知曉焊接點(diǎn)的狀況，機(jī)器人是否按設(shè)置執(zhí)行了指令，等等。

不要“為技術(shù)而技術(shù)”

在戴姆勒-克萊斯勒公司，“數(shù)字化制造”讓生產(chǎn)部門和設(shè)計(jì)部門的交流變得輕松自如。在2003年舉行的一次模擬方案交流會(huì)上，設(shè)計(jì)師和技術(shù)專家們對(duì)一個(gè)特制組件能否被嵌入車體產(chǎn)生了分歧。過去，這樣的討論動(dòng)輒以月計(jì)。如今，一個(gè)半小時(shí)的會(huì)議就可以輕松敲定。兩方專家集中到會(huì)議室，組件結(jié)構(gòu)和工廠布局都顯示在屏幕上。答案很快出來了：工人應(yīng)進(jìn)入車內(nèi)，用最平常的動(dòng)作將零部件組裝進(jìn)車體?！吧鷦?dòng)的圖像勝過千言萬語(yǔ)”，戴姆勒-克萊斯勒首席信息官Unger說。

數(shù)字化制造軟件的高額投入要求它的使用者將“數(shù)字生產(chǎn)”當(dāng)作公司戰(zhàn)略考量的核心。美國(guó)輪軸公司（AAM）將數(shù)字化生產(chǎn)當(dāng)作它實(shí)現(xiàn)“高效企業(yè)”（lean enterprise）的重要戰(zhàn)略。AAM首席信息官Abdallah Shanti說：“北美制造業(yè)面臨著來自全球各方面的競(jìng)爭(zhēng)，惟一辦法是保持創(chuàng)新――不僅僅是產(chǎn)品上的創(chuàng)新，還有商業(yè)流程上的創(chuàng)新?！?/p>