序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾蕚淞瞬煌L(fēng)格的5篇數(shù)字化技術(shù)與制造技術(shù)，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

關(guān)鍵詞：陶瓷機械；數(shù)字化技術(shù)；應(yīng)用研究

我國陶瓷機械裝備雖然近幾年來有了一定的進步，但在整個陶瓷行業(yè)的發(fā)展中仍沒有發(fā)揮很好的同步發(fā)展效應(yīng)，更沒有起到引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的作用。當(dāng)前科技迅猛發(fā)展，數(shù)字化設(shè)計技術(shù)作為一支重要的生力軍，在各行各業(yè)都發(fā)揮著巨大的作用。現(xiàn)代陶瓷機械裝備應(yīng)加速向“數(shù)字”和“精確”陶瓷行業(yè)發(fā)展。推行CAD/CAE/CAN、MIS 和加工柔性化系統(tǒng)、建立FMS 示范工程、加快我國陶瓷機械裝備數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)的應(yīng)用研究等。已成為歷史賦予我國陶瓷機械裝備技術(shù)人員的責(zé)任。

一、數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)概述

數(shù)字化（Digital）是指信息（計算機）領(lǐng)域的數(shù)字（二進制）技術(shù)向人類生活各個領(lǐng)域全面推進的過程，是基于產(chǎn)品描述的數(shù)字化平臺，建立基于計算機的數(shù)字化產(chǎn)品模型，并在產(chǎn)品開發(fā)全程采用，達到減少或避免使用實物的一種產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)。這種設(shè)計全面模擬產(chǎn)品的設(shè)計、分析、裝配、制造等過程。數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)的應(yīng)用可以大大提高機械產(chǎn)品開發(fā)能力，縮短產(chǎn)品研制周期，降低開發(fā)成本，實現(xiàn)最佳設(shè)計目標和企業(yè)間的協(xié)作，使企業(yè)能在最短時間內(nèi)組織全球范圍的設(shè)計制造資源共同開發(fā)出新產(chǎn)品，大大提高企業(yè)的競爭能力。數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)集成了現(xiàn)代設(shè)計制造過程中的多項先進技術(shù)，包括三維建模、裝配分析、優(yōu)化設(shè)計、系統(tǒng)集成、產(chǎn)品信息管理、虛擬設(shè)計與制造、多媒體和網(wǎng)絡(luò)通訊等，是一項多學(xué)科的綜合技術(shù)，其目的是通過建立數(shù)字化產(chǎn)品模型，利用數(shù)字模擬、仿真、干涉檢查、CAE 等分析技術(shù)，改進和完善設(shè)計方案。數(shù)字化設(shè)計含蓋了現(xiàn)代設(shè)計的最新技術(shù)，同時也是現(xiàn)代設(shè)計的前提。涉及的主要內(nèi)容有：

1.CAE/CAPP/CAM/PDM CAD/CAE/CAPP/CAM 分別是計算機輔助設(shè)計計算機輔助工程、計算機輔助工藝過程設(shè)計和計算機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)計與制造技術(shù)的核心，是實現(xiàn)計算機輔助產(chǎn)品開發(fā)的主要工具。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，實現(xiàn)分布環(huán)境中的數(shù)據(jù)共享，為異構(gòu)計算機環(huán)境提供了集成應(yīng)用平臺，從而支持CAD/CAPP/CAM/CAE 系統(tǒng)過程的實現(xiàn)。

2.異地、協(xié)同設(shè)計在因特網(wǎng)/ 企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的環(huán)境中，進行產(chǎn)品定義與建模、產(chǎn)品分析與設(shè)計、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)計系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計環(huán)境下為多人、異地實施產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)提供支持工具。

3.基于知識的設(shè)計將產(chǎn)品設(shè)計過程中需要用到的各類知識、資源和工具融入基于知識的設(shè)計（或CAD）系統(tǒng)之中，支持產(chǎn)品的設(shè)計過程，是實現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)的重要工具。設(shè)計知識包括產(chǎn)品設(shè)計原理、設(shè)計經(jīng)驗、既有設(shè)計示例和設(shè)計手冊“設(shè)計標準”設(shè)計規(guī)范等，設(shè)計資源包括材料、標準件、既有零部件和工藝裝備等資源。

4.虛擬設(shè)計、虛擬制造綜合利用建模、分析、仿真以及虛擬現(xiàn)實等技術(shù)和工具，在網(wǎng)絡(luò)支持下，采用群組協(xié)同工作，通過模型來模擬和預(yù)估產(chǎn)品功能、性能、可裝配性、可加工性等各方面可能存在的問題，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、制造的本質(zhì)過程，包括產(chǎn)品的設(shè)計、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質(zhì)量檢驗，并進行過程管理與控制等。

二、陶瓷機械設(shè)計領(lǐng)域的特點

1.當(dāng)前行業(yè)發(fā)展中存在的主要問題

1.1技術(shù)、裝備水平低。大多數(shù)陶機專業(yè)廠技術(shù)力量不足，產(chǎn)品設(shè)計多用傳統(tǒng)的設(shè)計方法，CAD 等現(xiàn)代化設(shè)計方法應(yīng)用還不普遍，工廠裝備落后，數(shù)控機床和加工中心為數(shù)不多，計量、檢測、控制手段較差，生產(chǎn)機械化程度低；

1.2產(chǎn)品質(zhì)量差、檔次低。陶機產(chǎn)品外觀質(zhì)量落后，有的性能不穩(wěn)定，機電一體化產(chǎn)品很少，尚有許多空白，成套性差，產(chǎn)品附加值低，在國際市場上缺乏競爭力；

1.3產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)不合理，生產(chǎn)專業(yè)化水平和企業(yè)管理水平低。我國陶機工業(yè)雖然己經(jīng)形成一定體系，但專業(yè)化分工、集約化程度很低，標準化程度也不高，產(chǎn)品零件互換性差，難以滿足高檔瓷生產(chǎn)的要求。這種生產(chǎn)方式極大地限制了現(xiàn)代化科技的應(yīng)用，日用陶瓷和建筑陶瓷機械始終沒有趕上國際先進水平。

2.陶瓷機械設(shè)計領(lǐng)域的特點

2.1結(jié)構(gòu)類型多、型號多。例如在真空練泥機設(shè)計中，有單軸、雙軸和三軸真空練泥機等；泥漿泵設(shè)計有單、雙缸，立式、臥式等；

2.2常用設(shè)備功能結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度較小。例如球蘑機、練泥機、滾壓成型機等一般由機架、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)等組成，不同型號的設(shè)備采用的部件類型和結(jié)構(gòu)參數(shù)有區(qū)別，但產(chǎn)品功能基本相同。這種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性非常便于采用模塊化變型設(shè)計技術(shù)和參數(shù)設(shè)計技術(shù)；

2.3常用陶瓷機械產(chǎn)品受企業(yè)投產(chǎn)規(guī)模、陶瓷原料性能的影響，研究開發(fā)周期長，采用ICAD 技術(shù)能縮短產(chǎn)品研究開發(fā)周期，節(jié)約成本。

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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記，即三維標注技術(shù)，該技術(shù)對零件尺寸統(tǒng)一比例的標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.

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【關(guān)鍵詞】數(shù)字化；先進制造；機械；信息化

【Abstract】This paper presents the key feature of advanced manufacturing technology. The relationship of advanced manufacturing technology and digital technology were discussed. The status and development of the digital technology and advanced manufacturing technology were analyzed. Pointing out that digital manufacturing is the core technology of the advanced manufacturing technology. Several key technologies in the digital manufacturing system were specifically discussed.

【Keywords】Digital technology； Advanced Manufactories Technology； Mechanical Manufacture； Informatization

1 先進制造技術(shù)的含義

先進制造技術(shù)AMT（Advanced Manufactories Technology）是指以提高制造企業(yè)綜合效益為目的，綜合利用信息、能源、環(huán)保等高新技術(shù)以及現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)，對傳統(tǒng)制造過程中及產(chǎn)品的整個壽命周期中的使用、維護、回收、利用等有關(guān)環(huán)節(jié)進行研究并發(fā)行的所有適用技術(shù)的總稱[1-2]。

相對傳統(tǒng)制造技術(shù)，數(shù)字化制造技術(shù)是一項融合數(shù)字化技術(shù)和制造技術(shù)，且以制造工程科學(xué)為理論基礎(chǔ)的重大的制造技術(shù)革新，是先進制造技術(shù)的核心。數(shù)字化先進制造是在計算機和網(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。它是對制造過程進行數(shù)字化的描述，將制造信息采用數(shù)字化的表征、存儲、處理、傳遞和加工，從而在數(shù)字空間中完成產(chǎn)品的制造過程[3-6]。

2 數(shù)字化是先進制造技術(shù)的基礎(chǔ)

2.1 先進制造技術(shù)的基本特征

先進制造技術(shù)包括以下五個基本特征。

（1）先進性。制造工藝作為先進制造技術(shù)的基礎(chǔ)，必須是經(jīng)過優(yōu)化的先進工藝。先進制造技術(shù)的基礎(chǔ)必須是優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔工藝，它從傳統(tǒng)制造工藝發(fā)展起來，并與新技術(shù)實現(xiàn)了局部或系統(tǒng)集成。

（2）通用性。先進制造技術(shù)不是單獨分割在制造過程的某一環(huán)節(jié)，它覆蓋了產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)設(shè)備、加工制造、銷售使用、維修服務(wù)，甚至回收整個過程。

（3）系統(tǒng)性。隨著微電子、信息技術(shù)的引入，先進制造技術(shù)的駕馭信息生成、采集、傳遞、反饋、調(diào)整的信息流動過程。先進制造技術(shù)是可以駕馭生產(chǎn)過程的物質(zhì)流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。

（4）集成性。先進制造技術(shù)由于專業(yè)、學(xué)科間的不斷滲透、交叉、融合，界限逐漸淡化甚至消失，技術(shù)趨于系統(tǒng)化、集成化，已發(fā)展成為集機械、電子、信息、材料和管理技術(shù)為一體的新興交叉學(xué)科。

（5）技術(shù)與管理的更緊密結(jié)合。對市場變化做出更敏捷的反應(yīng)及對最佳技術(shù)經(jīng)濟效益的追求，使先進制造技術(shù)十分重視生產(chǎn)過程組織管理體制的合理化和最佳化。

2.2 基于數(shù)字化的先進制造技術(shù)

數(shù)字化制造技術(shù)符合先進制造技術(shù)的上述五個基本特征。先進制造技術(shù)時代是數(shù)字化信息的時代，數(shù)字化技術(shù)是數(shù)字的生產(chǎn)、采集、存貯、變換、傳遞、處理及廣泛利用的新興科技領(lǐng)域。制造業(yè)從50年代數(shù)控機床的發(fā)明，標志著機械制造業(yè)向著數(shù)字化走出了第一步，隨后制造信息化沿著三個方面推進，一是現(xiàn)場生產(chǎn)方面，如：NC/CNC/DNC/PLC/FMS/AC等；二是產(chǎn)品和工藝設(shè)計方面，如APT/CAD/CAM/CAE等；三是生產(chǎn)管理和集成方面，如MRP/PDM/ERP/CIMS等。可以說信息技術(shù)改變了當(dāng)代制造業(yè)的面貌。

3 數(shù)字化是先進制造技術(shù)發(fā)展的核心

3.1 數(shù)字化先進制造的核心技術(shù)

數(shù)字化是先進制造技術(shù)的核心，它是在計算機和網(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。數(shù)字化先進制造主要包括以下幾個核心技術(shù)[4，6]：

（1）制造過程的建模與仿真。制造過程的建模與仿真是在一臺計算機上用解析或數(shù)值的方法表達或建模制造過程，建模通常基于制造工藝本身的物理和化學(xué)知識，并為實驗所驗證。

（2）網(wǎng)絡(luò)化敏捷設(shè)計與制造。利用快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，改善企業(yè)對市場的響應(yīng)性。我國企業(yè)向國際接軌就必須在此領(lǐng)域開展研究，盡快掌握并趕上國外先進水平。

（3）虛擬產(chǎn)品開發(fā)。虛擬產(chǎn)品開發(fā)有四個核心要素：數(shù)字化產(chǎn)品和過程模型、產(chǎn)品信息管理、高性能計算與通訊和組織、管理的改變。

3.2 數(shù)字化對先進制造技術(shù)的實現(xiàn)

（1）數(shù)字制造的全球?qū)崿F(xiàn)―網(wǎng)絡(luò)制造。隨著數(shù)字化技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及交通運輸事業(yè)的迅速發(fā)展，這些企業(yè)可利用協(xié)同工作技術(shù)，在一定的時間、一定的空間內(nèi)，利用計算機網(wǎng)絡(luò)，小組成員共享通過數(shù)字網(wǎng)絡(luò)在企業(yè)內(nèi)部傳遞的知識與信息。

（2）數(shù)字制造的動態(tài)聯(lián)盟―敏捷制造。為實現(xiàn)高增值、高產(chǎn)品質(zhì)量及優(yōu)質(zhì)服務(wù)，只有借助于高性能計算機和高速網(wǎng)絡(luò)，在數(shù)字化環(huán)境中，充分利用其他企業(yè)制造過程的信息流和數(shù)據(jù)庫等有用的數(shù)字化資源，才能對變化市場做出快速的響應(yīng)。對于某些產(chǎn)品一個企業(yè)不可能快速、經(jīng)濟地獨立開發(fā)和制造其全部，必須根據(jù)任務(wù)，由一個公司的某些部門或不同公司按資源、技術(shù)和人員的最優(yōu)配置。于是，一種以數(shù)字制造為平臺的先進制造技術(shù)即數(shù)字制造的動態(tài)聯(lián)盟―敏捷制造嶄露頭角。

（3）數(shù)字制造的計算機實現(xiàn)―虛擬制造。數(shù)字化表征與傳遞、建模與仿真是數(shù)字制造的核心科學(xué)問題。這種能實現(xiàn)制造形狀與過程的數(shù)字化表征、非符號化制造知識的表征、制造信息的可靠獲取及其傳遞的、由整個制造信息形成的數(shù)字空間，為計算機和計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用提供了用武之地。

（4）數(shù)字制造的快速實現(xiàn)―快速原型制造。制造業(yè)面臨兩個重要的挑戰(zhàn)：一是要大大減少開發(fā)時間，二是產(chǎn)品的個性化。雖然計算機輔助設(shè)計和制造（CAD和CAM）已在很大程度上改善了傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計和制造方法，但在計算機輔助設(shè)計和計算機輔助制造集成實踐過程中仍有許多障礙。

虛擬制造技術(shù)在計算機上實現(xiàn)了產(chǎn)品實際的制造過程，對縮短產(chǎn)品開發(fā)的周期、減少開發(fā)費用、提高市場競爭能力做出了重大貢獻。通過長期的探索與實踐，催生了制造技術(shù)上的又一次新的變革―快速成型制造技術(shù)。

（5）數(shù)字制造的環(huán)保化實現(xiàn)―綠色設(shè)計與制造。制造業(yè)為人類的繁榮昌盛做出了巨大貢獻的同時，每年產(chǎn)生了近55億噸的無害廢品和7億噸的有害廢品。因此，為了有效地保護環(huán)境，一定要在制造的各個階段進行污染控制。有必要使用能在各個階段評估環(huán)境被影響的后果的工具和方法學(xué)來支持設(shè)計和制造，一種具有意識的先進制造技術(shù)―綠色設(shè)計與制造ECD&M （EnvironmentallyConscious Design and Manufacturing ）。

4 數(shù)字化是先進制造技術(shù)發(fā)展的未來

目前，計算機和網(wǎng)絡(luò)已成為制造業(yè)企業(yè)的基礎(chǔ)環(huán)境和重要手段，目前世界500強企業(yè)無一例外地建立了內(nèi)部網(wǎng)。制造業(yè)在知識經(jīng)濟到來時呈現(xiàn)明顯的信息化趨勢，可以說信息技術(shù)在促進當(dāng)代制造業(yè)發(fā)展過程中的作用是第一位的，信息技術(shù)將在更深層次上滲透和改造傳統(tǒng)制造業(yè)。

當(dāng)前，數(shù)字化制造正在深入發(fā)展，其主要趨勢呈以下四點：

（1）由二維向三維的轉(zhuǎn)變―形成以MBD/MBI（Model Based Definition，MBD 基于模型的定義/Model-BasedInstructions，MBI基于模型的作業(yè)指導(dǎo)書）為核心的設(shè)計與制造。MBD是用集成的三維實體模型來完整的表達產(chǎn)品生命周期各階段的產(chǎn)品定義技術(shù)標準，為設(shè)計人員服務(wù)，解決的是要制造什么的問題；MBI是以三維模型表達的車間工作規(guī)范和方法，為加工、裝配、檢測人員服務(wù)，解決的是怎么制造的問題。MBD/MBI技術(shù)將使工程技術(shù)人員從繁瑣的二維圖紙和表格文化中解放出來，可將更多精力轉(zhuǎn)移到需求分析和產(chǎn)品創(chuàng)新研發(fā)上。

（2）真正并行和協(xié)同的實現(xiàn)-數(shù)字化制造中的直觀可視化工作環(huán)境以及建模和仿真技術(shù)，為并行和協(xié)同工作提供了友好的協(xié)同工作環(huán)境及有效的實驗驗證手段和評估優(yōu)化工具。數(shù)字化制造是制造業(yè)信息化發(fā)展的新階段，也是目前制造業(yè)的重要發(fā)展方向，如精密化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、極端化等，無一不與數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。

（3）數(shù)字化裝配與維修的應(yīng)用―裝配是產(chǎn)品生命周期中的重要環(huán)節(jié)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR， Virtual Reality）的發(fā)展為解決裝配序列規(guī)劃和裝配性能仿真提供新的思路和方法，虛擬裝配技術(shù)可在無物理樣機的情況下對產(chǎn)品可裝配性、可拆卸性、可維修性和裝配過程中的裝配精度、裝配性能等進行分析、預(yù)測和驗證，并支持面向生產(chǎn)現(xiàn)場的裝配工藝過程的動態(tài)仿真、規(guī)劃與優(yōu)化。目前虛擬裝配技術(shù)已從簡單的幾何裝配正朝著考慮精度、物性、過程、環(huán)境等多方面因素的裝配技術(shù)方向發(fā)展，這是推進虛擬裝配技術(shù)實用化發(fā)展的重要一步。

（4）數(shù)字化車間與數(shù)字化工廠―數(shù)字化工廠是數(shù)字化制造技術(shù)在車間和和工廠集成應(yīng)用和高效運營的全新生產(chǎn)模式。它在三維工藝過程、工藝裝備、生產(chǎn)線布局和生產(chǎn)管理綜合優(yōu)化和集成的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)產(chǎn)品在工廠、車間和生產(chǎn)線上由設(shè)計到制造的數(shù)字化執(zhí)行、管理和控制問題，是實現(xiàn)企業(yè)挖潛和增效的最有效形式。目前，生產(chǎn)線建模仿真技術(shù)和車間布局規(guī)劃已日益受到重視，它為高效物流實施以及精益生產(chǎn)、可重構(gòu)制造、單元化制造等先進制造模式提供科學(xué)分析工具，尤其對多品種、變批量和混線生產(chǎn)等復(fù)雜生產(chǎn)模式具有重要指導(dǎo)意義。

5 結(jié)束語

先進制造技術(shù)是改造傳統(tǒng)制造業(yè)的有效手段，為了有效地在我國利用先進制造技術(shù)改造傳統(tǒng)制造業(yè)，需要明確研究、開發(fā)和應(yīng)用先進制造技術(shù)的重點。綜觀以上先進制造技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展，可以看出數(shù)字制造實為先進制造技術(shù)的核心技術(shù)，是實施其他先進制造技術(shù)的平臺。

數(shù)字化先進制造技術(shù)是席卷全球的數(shù)字化浪潮中的重要一環(huán)，其本質(zhì)是支持數(shù)字化或信息化制造業(yè)的技術(shù)。充分運用當(dāng)代數(shù)字化技術(shù)，大力發(fā)展數(shù)字化先進制造技術(shù)符合本世紀制造業(yè)的發(fā)展趨勢。

【參考文獻】

[1]楊叔子，吳波，李斌. 再論先進制造技術(shù)及其發(fā)展趨勢[J].機械工程學(xué)報，2006，42（1）：5-8.

[2]江征風(fēng)，吳華春.以數(shù)字制造為基礎(chǔ)的先進制造技術(shù)[J].組合機床與自動化加工技術(shù)，2005，6：5-7.

[3]張訓(xùn)杰，童偉國，陳林靜，胡金澤.先進制造技術(shù)與數(shù)字化制造[J].裝備制造技術(shù)，2007，11：106-107.

[4]張伯鵬.數(shù)字化制造是先進制造技術(shù)的核心技術(shù)[J].制造業(yè)自動化，2000，22（2）：1-9.

篇4

關(guān)鍵詞：機械制造；自動化技術(shù)；發(fā)展趨勢

中圖分類號： F407.4文獻標識碼：A 文章編號：

當(dāng)代科技飛速發(fā)展，使得新時期的制造工業(yè)面臨前所未有的機遇與挑戰(zhàn)。而機械制造及其自動化技術(shù)則是這一時代的重要產(chǎn)物。機械制造及其自動化不僅是現(xiàn)代制造技術(shù)中的一個重要組成部分，而且還是機械制造業(yè)技術(shù)改造與進步的技術(shù)保障。在我國機械自動化技術(shù)已經(jīng)作為一種新興的技術(shù)表現(xiàn)形式得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。從而為機械制造行業(yè)帶來了蓬勃的生機。

一、機械自動化技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用

柔性化應(yīng)用機械自動化技術(shù)在機械制造中的柔性化應(yīng)用的一個主要的特點是其能夠根據(jù)外界因素所導(dǎo)致的作用力的不同表現(xiàn)出與之相對應(yīng)的適應(yīng)能力。柔性化的應(yīng)用使得機械制造所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品能夠很大程度地適應(yīng)市場的更改特性，隨著時代的飛速發(fā)展，客戶們對于產(chǎn)品的需求也越來越多。 因此，現(xiàn)代機械制造行業(yè)應(yīng)該針對客戶的需求對機械制造產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)以及類型作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 而柔性化的應(yīng)用則很好地解決了這一問題。它能夠在保證產(chǎn)品柔性的基礎(chǔ)上對人與機械交互的界面進行了最大程度的優(yōu)化機械自動化技術(shù)在機械制造的柔性化應(yīng)用不僅能夠提高機械制造產(chǎn)品的質(zhì)量、面需求、 提高生產(chǎn)效率、最大程度地滿足客戶的需求。 而且它能夠優(yōu)化企業(yè)內(nèi)部以及外部的應(yīng)變性能，增強信息系統(tǒng)在運行中的可靠性，并且在此基礎(chǔ)上它還能滿足機械制造產(chǎn)品多樣化以及個性化的發(fā)展需求。

智能化應(yīng)用智能化的機械制造技術(shù)是一種由自動化技術(shù)機械制造技術(shù)以及系統(tǒng)工程 人工智能等多種技術(shù)相互滲透以及交織所組成的綜合性的技術(shù)。它能夠?qū)⑷祟悓＜液椭悄軝C械進行完美結(jié)合進而形成一個人機一體化成系統(tǒng)的智能系統(tǒng)。這種系統(tǒng)能夠在機械制造過程中進行一系列的判斷、 分析、推理、決策等智能活動。它能夠?qū)⑷斯ぶ悄芡昝赖厝诤嫌跈C械制造生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)中，并且能通過模擬專家們的智能從而取代機械制造過程中需要專家來完成的那一部分。 智能化的機械制造系統(tǒng)能夠模擬專家的智力活動能夠?qū)C械自身的運行狀況進行自動監(jiān)視。如果發(fā)現(xiàn)錯誤了還能夠?qū)ζ溥M行自動改進或者是預(yù)防。此外， 它還能對外界的一系列突況有很強的處理能力。通過自動調(diào)整自身的一些參數(shù)來適應(yīng)外部環(huán)境的要求，使得機械能夠始終運行在一個最佳的狀態(tài)。

集成化應(yīng)用。機械制造技術(shù)始終堅持對計算機技術(shù)微電子技術(shù)以及自動化技術(shù)等高新技術(shù)的應(yīng)用。此基礎(chǔ)上形成了一系列新的科學(xué)技術(shù)，例如計算機的輔助設(shè)計與制造工藝評估數(shù)控加工柔性管理以及信息管理系統(tǒng)等等。為了構(gòu)造一些不同級別的集成制造系統(tǒng)就可以對一些技術(shù)進行系統(tǒng)組成 。集成制造是對企業(yè)的制造過程通過信息技術(shù)來進行整體優(yōu)化 ，它是以系統(tǒng)工程理論為指導(dǎo)的它可以將企業(yè)中的全部生產(chǎn)要素以及全部經(jīng)營活動在計算機網(wǎng)絡(luò)以及工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 的支持下集成一個有機的整體，從而實現(xiàn)一個以人為中心的柔性化的生產(chǎn)過程進而使得企業(yè)能夠在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本、新產(chǎn)品的開發(fā)、服務(wù)等各個環(huán)節(jié)都能取得最佳的效果。

機械制造及其自動化未來發(fā)展趨勢

（1）綠色化機械制造及其自動化的綠色化發(fā)展是其實現(xiàn)機械制造產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。人與社會均是自然世界的一部分，因此人與社會在發(fā)展過程中必然不能脫離自然世界，而且還應(yīng)該促進人與社會同自然世界的和諧一致。機械制造業(yè)也同樣如此。機械制造過程中從對產(chǎn)品的設(shè)計、 生產(chǎn) 、 維修、回收等階段都應(yīng)該充分考慮環(huán)保問題，不僅要考慮對自然環(huán)境的保護 ，而且還應(yīng)該考慮對社會環(huán)境以及生產(chǎn)環(huán)境的保護。機械制造自動化的綠色化發(fā)展使得生產(chǎn)出來的產(chǎn)品在一定程度上可以稱之為藝術(shù)品。 可以與用戶的需求相一致，進而給用戶一種高尚的精神享受。充分體現(xiàn)出物質(zhì)文明精神文明與環(huán)境文明的結(jié)合。

（2）數(shù)字化先進的制造技術(shù)離不開數(shù)字化的發(fā)展數(shù)字化的機械制造集計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)制造技術(shù)，管理科學(xué)等多種學(xué)科為一體。它不僅包括數(shù)字化設(shè)計與制造，而且還包括數(shù)字化的控制制造設(shè)備中的控制參數(shù)均為數(shù)字化信號而制造業(yè)中的各種信息都可以通過網(wǎng)絡(luò)以數(shù)字化的形式在企業(yè)內(nèi)部傳遞 ，可以依據(jù)市場信息對于一些資料信息進行及時的搜集，通過快速原型虛擬技術(shù)以及多媒體等數(shù)字化技術(shù)的支持對產(chǎn)品工藝以及資源信息進行分析和重組進而實現(xiàn)對產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)中的高度仿真滿足客戶的各方面需求。

（3）高度集成化二十一世紀機械制造及其自動化進行發(fā)展的一個重要方向便是高度集成化 。同樣其也將成為機械制造領(lǐng)域的一種重要生產(chǎn)方式 。高度集成化的發(fā)展就是以計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，從而將整個生產(chǎn)操作系統(tǒng)集成為一個整體并且通過多個相互關(guān)聯(lián)的分系統(tǒng)來對總體系統(tǒng)進行模塊式的組合。一般的集成化系統(tǒng)包括工程設(shè)計信息系統(tǒng)自動化管理系統(tǒng)以及自動化制造系統(tǒng)。對于一些高度集還應(yīng)該包括質(zhì)量信息系統(tǒng)以及程度更高的制造系統(tǒng)。

篇5

【關(guān)鍵詞】機械制造; 自動化技術(shù); 發(fā)展趨勢

中圖分類號：TD404 文獻標識碼：A 文章編號：

當(dāng)代科技飛速發(fā)展，使得新時期的制造工業(yè)面臨前所未有的機遇與挑戰(zhàn)，而機械制造及其自動化技術(shù)則是這一時代的重要產(chǎn)物。機械制造及其自動化不僅是現(xiàn)代制造技術(shù)中的一個重要組成部分，而且還是機械制造業(yè)技術(shù)改造與進步的技術(shù)保障。在我國，機械自動化技術(shù)已經(jīng)作為一種新興的技術(shù)表現(xiàn)形式得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，從而為機械制造行業(yè)帶來了蓬勃的生機。

一、自動化及機械制造自動化的內(nèi)涵

( 一) 自動化技術(shù)。自動化技術(shù)是集微電子、機械、計算機等技術(shù)為一體的一門綜合性的技術(shù)，它指的是機器設(shè)備或生產(chǎn)過程在不需要人工直接干預(yù)的情況下，可以按照預(yù)期的目標自發(fā)地實現(xiàn)量測以及操作等信息處理以及過程控制的總稱。自動化技術(shù)也是探索以及研究實現(xiàn)自動化過程的方法以及技術(shù)，是一門涉及多種學(xué)科以及應(yīng)用廣泛的綜合科學(xué)技術(shù)，它由程序單元、作用單元、傳感單元、制定單元以及控制單元這五個單元組成。

由于自動化涉及多個領(lǐng)域，因此，其概念比較廣泛，但是其在機械制造自動化方面包含以下三個方面的含義: 一是有效地改變機械設(shè)備的功能，從而實現(xiàn)整個機械設(shè)備系統(tǒng)的自動化以及完全自主化，進而形成一個完全自動化的有機自動化體系。二是它能夠在很大程度上代替人的體力勞動，同時替代或者部分替代人們的腦力活動，使得機械制造中人與機械設(shè)備能夠更加協(xié)調(diào)化，優(yōu)化對機械設(shè)備的管理和控制。三是機械制造中的自動化不僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過程中的自動化，而且還能夠?qū)⑵渫卣寡由斓秸麄€產(chǎn)品的生命周期中去。

( 二) 機械制造自動化。機械制造自動化指的是在機械制造以及生產(chǎn)的過程中利用自動化的技術(shù)并且采用一些有效的運行方式，使得機械設(shè)備以及產(chǎn)品的生產(chǎn)作業(yè)過程完成一個有效的自動化審查，并且能夠生產(chǎn)大批量的產(chǎn)品，從而能夠加快加工速度，節(jié)約人力資源。機械制造自動化廣泛應(yīng)用于發(fā)展，使得當(dāng)代的機械制造業(yè)發(fā)生了巨大的變革，同樣其也是未來機械制造業(yè)發(fā)展的主要方向，機械制造自動化不僅能夠?qū)崿F(xiàn)較高的生產(chǎn)率，而且還能在一定程度上降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

二、機械自動化技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用

( 一) 柔性化應(yīng)用。機械自動化技術(shù)在機械制造中的柔性化應(yīng)用的一個主要的特點是，其能夠根據(jù)外界因素所導(dǎo)致的作用力的不同表現(xiàn)出與之相對應(yīng)的適應(yīng)能力。柔性化的應(yīng)用使得機械制造所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品能夠很大程度地適應(yīng)市場的更改特性。隨著時代的飛速發(fā)展，客戶們對于產(chǎn)品的需求也越來越多，因此，現(xiàn)代機械制造行業(yè)應(yīng)該針對客戶的需求對機械制造產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)以及類型作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。而柔性化的應(yīng)用則很好地解決了這一問題，它能夠在保證產(chǎn)品柔性的基礎(chǔ)上，對人與機械交互的界面進行了最大程度的優(yōu)化，機械自動化技術(shù)在機械制造的柔性化應(yīng)用不僅能夠提高機械制造產(chǎn)品的質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、最大程度地滿足客戶的需求，而且它能夠優(yōu)化企業(yè)內(nèi)部以及外部的應(yīng)變性能，增強信息系統(tǒng)在運行中的可靠性，并且在此基礎(chǔ)上它還能滿足機械制造產(chǎn)品多樣化以及個性化的發(fā)展需求。

( 二) 智能化應(yīng)用。智能化的機械制造技術(shù)是一種由自動化技術(shù)、機械制造技術(shù)以及系統(tǒng)工程、人工智能等多種技術(shù)相互滲透以及交織所組成的綜合性的技術(shù)。它能夠?qū)⑷祟悓＜液椭悄軝C械進行完美結(jié)合進而形成一個人機一體化的智能系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能夠在機械制造過程中進行一系列的判斷、分析、推理、決策等智能活動，它能夠?qū)⑷斯ぶ悄芡昝赖厝诤嫌跈C械制造生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)中，并且能通過模擬專家們的智能，從而取代機械制造過程中需要專家來完成的那一部分。智能化的機械制造系統(tǒng)能夠模擬專家的智力活動，能夠?qū)C械自身的運行狀況進行自動監(jiān)視，如果發(fā)現(xiàn)錯誤了還能夠?qū)ζ溥M行自動改進或者是預(yù)防，此外，它還能對外界的一系列突況有很強的處理能力，通過自動調(diào)整自身的一些參數(shù)來適應(yīng)外部環(huán)境的要求，使得機械能夠始終運行在一個最佳的狀態(tài)。

( 三) 集成化應(yīng)用。機械制造技術(shù)始終堅持對計算機技術(shù)、微電子技術(shù)以及自動化技術(shù)等高新技術(shù)的應(yīng)用，并且在此基礎(chǔ)上形成了一系列新的科學(xué)技術(shù)，例如計算機的輔助設(shè)計與制造、工藝評估、數(shù)控加工、柔性管理以及信息管理系統(tǒng)等等。為了構(gòu)造一些不同級別的集成制造系統(tǒng)，就可以對一些技術(shù)進行系統(tǒng)組成。集成制造是對企業(yè)的制造過程通過信息技術(shù)來進行整體優(yōu)化，它是以系統(tǒng)工程理論為指導(dǎo)的，它可以將企業(yè)中的全部生產(chǎn)要素以及全部經(jīng)營活動在計算機網(wǎng)絡(luò)以及工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的支持下集成一個有機的整體，從而實現(xiàn)一個以人為中心的柔性化的生產(chǎn)過程，進而使得企業(yè)能夠在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本、新產(chǎn)品的開發(fā)、服務(wù)等各個環(huán)節(jié)都能取得最佳的效果。

三、機械制造及其自動化未來發(fā)展趨勢

( 一) 綠色化。機械制造及其自動化的綠色化發(fā)展是其實現(xiàn)機械制造產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路，人與社會均是自然世界的一部分，因此人與社會在發(fā)展過程中必然不能脫離自然世界，而且還應(yīng)該促進人與社會同自然世界的和諧一致，機械制造業(yè)也同樣如此。機械制造過程中從對產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)、維修、回收等階段都應(yīng)該充分考慮環(huán)保問題，不僅要考慮對自然環(huán)境的保護，而且還應(yīng)該考慮對社會環(huán)境以及生產(chǎn)環(huán)境的保護。機械制造自動化的綠色化發(fā)展使得生產(chǎn)出來的產(chǎn)品在一定程度上可以稱之為藝術(shù)品，可以與用戶的需求相一致，進而給用戶一種高尚的精神享受，充分體現(xiàn)出物質(zhì)文明、精神文明與環(huán)境文明的結(jié)合。

( 二) 數(shù)字化。先進的制造技術(shù)離不開數(shù)字化的發(fā)展，數(shù)字化的機械制造集計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、制造技術(shù)、管理科學(xué)等多種學(xué)科為一體。它不僅包括數(shù)字化設(shè)計與制造，而且還包括數(shù)字化的控制。制造設(shè)備中的控制參數(shù)均為數(shù)字化信號，而制造業(yè)中的各種信息都可以通過網(wǎng)絡(luò)以數(shù)字化的形式在企業(yè)內(nèi)部傳遞，可以依據(jù)市場信息，對于一些資料信息進行及時的搜集，通過快速原型、虛擬技術(shù)以及多媒體等數(shù)字化技術(shù)的支持，對產(chǎn)品、工藝以及資源信息進行分析和重組進而實現(xiàn)對產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)中的高度仿真，滿足客戶的各方面需求。

( 三) 高度集成化。二十一世紀機械制造及其自動化進行發(fā)展的一個重要方向便是高度集成化，同樣其也將成為機械制造領(lǐng)域的一種重要生產(chǎn)方式。高度集成化的發(fā)展就是以計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，從而將整個生產(chǎn)操作系統(tǒng)集成為一個整體，并且通過多個相互關(guān)聯(lián)的分系統(tǒng)來對總體系統(tǒng)進行模塊式的組合。一般的集成化系統(tǒng)包括工程設(shè)計信息系統(tǒng)、自動化管理系統(tǒng)以及自動化制造系統(tǒng)，對于一些高度集成系統(tǒng)，還應(yīng)該包括質(zhì)量信息系統(tǒng)以及程度更高的制造系統(tǒng)。

四、結(jié)語

機械自動化技術(shù)在機械制造業(yè)中的成功應(yīng)用，使得機械制造的生產(chǎn)率大大增加，使得機械制造業(yè)能夠在很大程度上滿足市場的需求。機械制造自動化技術(shù)的發(fā)展對機械制造行業(yè)有著很大的影響，因此，我們必須有效并且快速地發(fā)展機械制造及其自動化技術(shù)，充分利用自動化技術(shù)在機械制造中的柔性化應(yīng)用、集成化應(yīng)用以及智能化應(yīng)用，從而推動機械制造自動化朝著綠色化、數(shù)字化以及高度集成化發(fā)展。

【參考文獻】

1．馬振華，李丹．論我國機械自動化技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該注重的幾個問題［J］．科技資訊，2008