【精品】论数字化制造的发展现状与发展趋势

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1、论数字化制造的发展现状与发展趋势综述摘要从20世纪50年代数控机床的出现、单元制造技术、集成制造技术到网络化制造技术，数字化制造技术经历了迅猛的发展。本文在大量阅读相关文献的基础上，从数字化制造技术的基本概念入手，介绍了数字化制造的关键技术和核心技术，并分析数字化制造技术的发展现状、展望其未来发展趋势，最后概括总结了数字化制造经历的深刻变化与发展。关键词：数字化制造；发展；现状；趋势1引言当今III：界已经进入了数字化时代，数字化技术在生产、生活、经济、社会、科技、文化、教育和国防等齐个领域不断扩大应用并取得显著成效。数字化技术与各种专业技术和融合形成

2、了各种数字化专业技术，如数字化制造技术、数字化设计技术、数字化测量技术、数字化视听技术等。数字化制造技术是一项融合数字化技术和制造技术、以制造工程科学为理论基础的重人制造技术革新叫并在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下，根据用户的需求，迅速收集资源信息，对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组，实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造，进而快速生产出达到用户要求性能的产品整个制造全过程。它是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交义、融合、发展与应用的结果，也是制造企业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字

3、化的必然趋势。2数字化制造的关键技术和核心技术在数字化制造技术的发展过程中，有着其一系列的关键技术和核心技术。2.1关键技术1）制造过程的建模与仿真制造过程的建模与仿真是在一台计算机上用解析或数值的方法表达或建模制造过程。建模通常基于制造工艺木身的物理和化学知识，并为实验所验证。日前，仿真与建模已成为推进制造过程设计、优化和控制的有效手段。2）网络化敏捷设计与制造利用快速发展的网络技术，改善企业对市场的响应力。网络化敏捷设计与制造重点发展领域应包括：敏捷信息基础结构，敏捷产品设计技术，敏捷工艺设计技术。基于网络的研究开发，敏捷生产技术叫3)虚拟产品开发

4、虚拟产品开发有四个核心要素：数字化产品和过程模型、产品信息管理、高性能计算与通讯和组织、管理的改变。2.2核心技术1)计算机辅助工业设计(CAID)oCAID(ComputerAidedIndustrialDesign)是指以计算机技术为辅助手段进行产品的艺术化工业设计，主要是指对批量生产的工业产品的材料、外型、色彩、结构、表面加工等方面的设计工作。CAID的一般过程有市场调查、产品概念草图设计、彩色效果图设计、三维效果图设计、三维造型设计、产品零件图和技术要求说明等。所用到的主要工具包括：Alias、CorelDraw>3DMAX、Pro/CDRS等

5、。2)计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)oCAD(ComputerAidedDesign)与CAM(ComputerAidedProcessPlanning)已密不可分，在许多领域尤其是模具业，出于其单件或小批量加工的特点.采用CAD/CAM技术进行生产的优势非常明显。CAD/CAM主要是指采用先进的计算机软硬件手段进行产品三维造型、结构设计、装配仿真、加工仿真、数控加工编程等，其中产品的三维造型是基础，从CAD三维模型到数控加工程序的生成通常不需人工干预，可由CAM软件自动产生。3)有限元分析(CAE)CAE(ComputerAidedEngin

6、eering)通常指有限元分析和机构的运动学及动力学分析，用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能，以及优化结构性能等。有限元分析可完成力学分析(线性、非线性、静态、动态)；场分析(热场、电场、磁场等)；频率响应和结构优化等。机构分析能完成机构内零部件的位移、速度、加速度和力的计算，机构的运动模拟及机构参数的优化。4)计算机辅助工艺规程(CAPP)CAPP(ComputerAidedProcessPlanning)是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程⑶。借助于CAPP系统

7、，可以解决手工工艺设计效率低、一致性差、质量不稳定、不易达到优化等问题。CAPP的开发、研制是从60年代末开始的，在制造自动化领域，CAPP的发展是最迟的部分。世界上最早研究CAPP的国家是挪威，始于1969年，并于1969年正式推出世界上第一个CAPP系统AUTOPROS；1973年正式推出商品化的AUTOPROS系统。5）产品数据管理（PDM）PDM（ProductDataManagement）是一门用来管理所有与产品相关信息（包括零件信息、配置、文档、CAD文件、结构、权限信息等）和所有与产品相关过程（包括过程定义和管理）的技术。PDM是从管理C

8、AD/CAM系统的高度上诞生的先进的计算机管理系统软件。它管理的是产品整个生命周期内的全部数据