我國數(shù)字化制造技術(shù)應用現(xiàn)狀分析

蔡杰?全威

摘 要：數(shù)字化制造技術(shù)將信息技術(shù)貫穿產(chǎn)品設(shè)計、制造以及管理等全生命周期中，對提高工業(yè)制造領(lǐng)域的生產(chǎn)效率和質(zhì)量有著重要作用。本文對數(shù)字化制造技術(shù)相對于傳統(tǒng)制造業(yè)的優(yōu)勢進行闡述，并對數(shù)字化制造技術(shù)在我國工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的實際應用進行了討論。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化制造技術(shù)；數(shù)字化設(shè)計；數(shù)字化制造；應用

信息技術(shù)不僅已經(jīng)被廣泛應用到人們?nèi)粘Ｉ睢⑸a(chǎn)等各個領(lǐng)域，同時也在很大程度上促進了工業(yè)制造領(lǐng)域智能化的高速發(fā)展。我國數(shù)字化制造技術(shù)在工藝設(shè)計、制造數(shù)據(jù)管理以及生產(chǎn)過程控制等環(huán)節(jié)發(fā)揮了一定作用，但是有些技術(shù)在該領(lǐng)域中的應用水平相對較低，因此，在未來發(fā)展中必須構(gòu)建以企業(yè)產(chǎn)品為背景的數(shù)字化制造技術(shù)應用研究。

1.數(shù)字化制造技術(shù)概念簡介

數(shù)字化制造技術(shù)基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、快速原型技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及多媒體技術(shù)等多種現(xiàn)代化科學技術(shù)，可以根據(jù)不同制造企業(yè)的需求，實現(xiàn)資源信息收集和整理，產(chǎn)品信息、工藝流程信息、資源信息自動整合分析、規(guī)劃以及重組，實現(xiàn)對產(chǎn)品進行設(shè)計、功能仿真以及原型制造，并根據(jù)用戶對產(chǎn)品的實際需求進行功能調(diào)整或整體優(yōu)化設(shè)計。

2.數(shù)字化制造技術(shù)的應用現(xiàn)狀

（1）產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計。產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計是指產(chǎn)品在設(shè)計階段充分利用計算機，在圖形設(shè)備（CAD）的輔助下可以將產(chǎn)品的圖形設(shè)計出來，同時也要完成產(chǎn)品功能設(shè)計、結(jié)構(gòu)分析等多個產(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)，在數(shù)字化設(shè)計過程中使用了軟件繪圖、編輯圖形以及分析等技術(shù)，技術(shù)人員也可以利用數(shù)字化設(shè)計程序?qū)Ξa(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化與完善，運用計算機強大的計算功能、分析功能以及比較功能在各種設(shè)計方案中選出最佳方案。

（2）數(shù)字化分析。數(shù)字化產(chǎn)品分析功能也是基于計算機輔助技術(shù)而成，可以對結(jié)構(gòu)復雜的產(chǎn)品進行優(yōu)化設(shè)計，產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計過程中主要利用了力學性能對其進行分析，并運用CAE軟件對產(chǎn)品的綜合性能及安全性、穩(wěn)定性、可靠性等方面進行模擬分析，通過模擬不同產(chǎn)品在實際上的運行狀態(tài)來確定其是否存在設(shè)計缺陷，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷可以立即對產(chǎn)品設(shè)計進行優(yōu)化，以確保最終產(chǎn)品在實際運用中的綜合性能等方面可以滿足用戶需求。

（3）數(shù)字化生產(chǎn)工藝。數(shù)字化生產(chǎn)工藝是指產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中利用計算機對生產(chǎn)過程進行控制，技術(shù)人員可以將產(chǎn)品零件的形狀、尺寸、材料以及處理過程等數(shù)據(jù)輸入計算機，并將該產(chǎn)品在生產(chǎn)設(shè)備中的工藝參數(shù)輸入到計算機中，這樣計算機便可以對該產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝進行數(shù)值計算、邏輯判斷以及推理，并根據(jù)所輸入的參數(shù)編制出最佳的工藝內(nèi)容及路線。

（4）數(shù)字化制造。數(shù)字化制造主要是基于CAM軟件而成，該軟件可以根據(jù)技術(shù)人員設(shè)計出的模型進行自動編程，并可以利用計算機與其他輔助軟件實現(xiàn)仿真制造生產(chǎn)過程，并可以自動判斷出產(chǎn)品生產(chǎn)過程中會遇到的干涉及碰撞等問題，計算機軟件自動編寫的程序需要技術(shù)人員對其進行修改，以便計算機編寫的程序可以滿足產(chǎn)品的制造要求，在程序加以處理后便可以傳輸?shù)綌?shù)控機床上進行產(chǎn)品的實際加工，如果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品加工中存有缺陷，技術(shù)人員可以在數(shù)控機床的控制端對其進行微調(diào)。

（5）數(shù)字化管理。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理是工業(yè)制造領(lǐng)域數(shù)字化管理中的核心內(nèi)容，企業(yè)一般都是通過CAD/CAM系統(tǒng)實現(xiàn)對產(chǎn)品數(shù)據(jù)的數(shù)字化管理，并可以對所產(chǎn)生的產(chǎn)品進行全生命周期數(shù)據(jù)管理，不僅可以根據(jù)企業(yè)信息的管理要求對圖紙、工藝文件進行整理，更可以根據(jù)企業(yè)的運行管理需求進行市場調(diào)研、產(chǎn)品更新等一切與生產(chǎn)有關(guān)的數(shù)據(jù)管理，而這也是在信息時代有效提高制造企業(yè)市場核心競爭力的有效途徑之一。PDM技術(shù)不僅在我國工業(yè)制造領(lǐng)域中占有重要的地位，同時也是計算機領(lǐng)域中的核心技術(shù)，而在我國只有一部分大型企業(yè)在發(fā)展中運用了PDM技術(shù)，這也為這些大型工業(yè)制造企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效益，因此，在新時期我國工業(yè)制造領(lǐng)域應充分利用PDM技術(shù)。

（6）逆向工程。傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計無法實現(xiàn)產(chǎn)品的“復制”過程，而數(shù)字化制造技術(shù)的應用有效打破了這一限制，逆向工程可以根據(jù)已有的產(chǎn)品通過分析研究來獲取其設(shè)計過程，而逆向工程在工業(yè)制造領(lǐng)域中一般都應用到企業(yè)無法獲取產(chǎn)品設(shè)計方法的情況下，利用產(chǎn)品實物可以在很大程度上推導出產(chǎn)品的設(shè)計方法及工藝流程，所以該項技術(shù)在新時期已被廣泛運用到新產(chǎn)品的開發(fā)或舊產(chǎn)品的改進等，對我國工業(yè)制造領(lǐng)域在新時期的高速發(fā)展有著重要意義。

3.結(jié)語

現(xiàn)階段我國數(shù)字化制造技術(shù)正在不斷向著產(chǎn)品集成化、管理網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，同時產(chǎn)品生產(chǎn)過程的智能化、虛擬化、綠色化以及柔性化等都是該項技術(shù)未來發(fā)展中的必然趨勢，其不僅對提高我國工業(yè)制造領(lǐng)域的生產(chǎn)效率及質(zhì)量有著重要意義，同時也可以更好地促進工業(yè)制造領(lǐng)域在新時期向著可持續(xù)發(fā)展方向邁進。

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（作者單位：蔡 杰 麗水學院；全 威 浙江海洋學院）