论先进制造技术对数字制造支撑技术的影响

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1、论先进制造技术对数字制造支撑技术的影响

2、第1内容显示中1、前言制造业是国民经济的基础产业，凡是制造物质产品的行业均可称为制造业。制造业不仅生产消费类产品满足市场需求，为产业部门提供生产设备，为农业与公共工程提供工程设施，为第三产业提供技术装备与服务设施，为交通运输部门提供汽车、船舶和飞机及相关道路、机场、港口，为科学研究部门提供科研设备和仪器，为医疗、环保部门提供诊断、治疗、检查和治理设备，为国防提供武器和装备。制造技术的水平和制造业的实力反映一个国家的生产力水平、国防能力，决定着国家的经济竞争力和综合国力的强弱，决定一个国家的产品质量、竞争能力，决定人民的生活水

3、平、质量。随着全球经济一体化的进程加快以及信息技术的迅猛发展，现代制造企业环境发生了重大的变化，其变化的主要特征为，产品生命周期缩短；交货期成为主要竞争因素；大市场和大竞争已基本形成；用户需求个性化，多品种小批量生产比例增大。在20世纪80年代末，世界各国制造业为取得竞争优势，纷纷开展先进制造技术的研究，人们将制造技术与飞速发展的信息技术、自动化技术、现代管理技术有机融合，逐渐形成了新一代先进制造技术。如计算机集成制造、敏捷制造、并行工程、虚拟制造、智能制造等。从而使制造业进入信息化、生动化、智能化、敏捷化的历史新时期。制造业信息化是当今世界制造业发展的大趋势，是

4、以信息化带动工业化战略的重要组成部分。从制造业的角度看，就是要实现产品设计数字化、制造数字化、管理数字化、咨询服务数字化等。数字化技术的应用，导致了制造信息的表述、存储、处理、传递等方法的深刻变革，使制造业逐步从传统的生产型向知识型模式转化，数字化已逐渐成为产品生命周期中不可缺少的驱动因素，从而使数字化制造技术的发展成为必然。数字化设计、加工、分析技术以及数字化制造中的资源管理技术等构成了数字化制造的支撑技术。数字化制造已成为先进制造技术的基础核心，因此先进制造技术对数字化制造的支撑技术必将产生深远影响，使之获得巨大发展。实现数字化制造将是制造业应用先进制造技术的

5、重要途径。2、数字制造技术的内涵和历史回顾2.1数字制造的内涵数字化制造技术是一项融合数字化技术和制造技术，且以制造工程科学为理论基础的重大的制造技术革新，是先进制造技术的基础平台，有广阔的应用前景。数字制造的内涵包括三个方面的支撑技术。即：一是数字化设计技术，指产品和工艺设计方面，如APT／CAD／CAM／CAE等。二是数字化制造技术，指现场生产方面，如：NC／C／DNC／PLC／FMS／AC等。三是数字化管理技术，指生产管理和集成方面，如MRPⅡ／PDM／ERP／CIMS等。2.2数字制造支撑技术的历史回顾可以说数字化技术改变了当代制造业的面貌。制造业从50年

6、代数控机床的发明，标志着机械制造业向着数字化迈出了第一步，了解数字制造支撑技术的历史，将有助于我们理解先进制造技术对数字制造支撑技术带来的影响，有助于对数字制造发展趋势的把握，有助于制造业信息化工程建设实施的合理决策。这里主要了解数字设计与制造技术的历史。2.2.1数字化设计技术（CAD、CAM、CAE）CAD技术起步于20世纪50年代后期，60年代，随着计算机软硬件技术的发展，在计算机屏幕上绘图变为可行，CAD开始迅速发展。人们希望借助此项技术来摆脱繁琐、费时、精度低的传统手工绘图，即甩图板。此时CAD技术的出发点是用传统的三视图的方法来表达零件，以图纸为媒介进

7、行技术交流，这就是二维计算机绘图技术。在CAD软件开发初期，CAD的含义仅仅是puterAidedDra均无法实现。进入70年代，正直飞机和汽车工业的蓬勃发展时期。此间飞机及汽车制造过程中遇到大量的自由曲面问题，当时只能采用多截面视图，特征纬线的方式来近似表达所设计的自由曲面。由于三视图方法表达的不完整性，经常发生设计完成后，制作出来的样品与设计者所想象的有很大差异甚至完全不同的情况，这样大大拖延了产品研发时间。此时法国人Bézier提出了贝塞尔算法，使人们用计算机处理曲线及曲面问题变得可行，同时也使得法国达索飞机制造公司的开发者们，能在二维绘图系统CADAM的基

8、础上，开发出以表面模型为特点的自由曲面建模方法，推出了三维曲面造型系统CATIA。它的出现标志着计算机辅助设计技术从单纯模仿工程图纸的三视图模式解放出来，首次实现计算机完整描述产品零件的主要信息，同时也使得CAM技术的开发有了现实的基础。曲面造型系统CATIA为人类带来了第一次CAD技术革命，改变了以往只能借助油泥模型来近似表达曲面的落后的工作方式。20世纪70年代末到80年代初，由于计算机技术的大跨步前进，CAE，CAM技术也开始有了较大发展。SDRC公司在当时星球大战计划背景下，由美国宇航局支持及合作，开发出了许多专用分析模块，用以降低巨大的太空实验费用，而U

9、G则侧重在