導語：如何才能寫好一篇數(shù)字化設計與制造技術，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：農(nóng)業(yè)機械；數(shù)字化技術；制造技術；應用

在信息時代背景下，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)逐漸向數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展，數(shù)字農(nóng)業(yè)主要指將工業(yè)技術和數(shù)字信息技術進行有機結合，使農(nóng)業(yè)各對象可視化表達的目標得以實現(xiàn)，能夠為農(nóng)業(yè)機械制造過程提供可靠的依據(jù)和支持，對提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平有較大的積極作用。下文首先對數(shù)字化設計與制造技術進行概述，其次對兩者在農(nóng)業(yè)機械上的應用進行闡述，以期為農(nóng)業(yè)機械制造企業(yè)提供一定參考。

1數(shù)字化設計與制造技術簡述

數(shù)字化設計與制造技術主要指使用計算機硬件、軟件和網(wǎng)絡環(huán)境對相關產(chǎn)品的設計，分析，裝配以及制造等過程進行全面模擬，能夠為實際生產(chǎn)過程提供可靠的依據(jù)。在農(nóng)業(yè)機械設計及生產(chǎn)中應用數(shù)字化設計與制造技術具有如下優(yōu)勢：農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品開發(fā)能力有所提升；產(chǎn)品研制周期明顯縮短；農(nóng)業(yè)機械開發(fā)成本有所降低；能夠最大程度的實現(xiàn)初期設計目標，可以提高農(nóng)業(yè)機械制造企業(yè)的市場競爭力，同時可以為其帶來更多的經(jīng)濟效益。

2農(nóng)業(yè)機械數(shù)字化設計與制造技術應用分析

數(shù)字化設計與制造技術包括多種先進的技術，下面對幾種常用的技術進行說明：其一，對CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM進行說明。前四種分別指計算機輔助設計，計算機輔助工程，計算機輔助工藝過程設計及計算機輔助制造，以上工具的合理應用對提高產(chǎn)品開發(fā)效率及效果有較大的積極影響；其中PDM技術能夠對產(chǎn)品相關的數(shù)據(jù)和信息、人及各類組織等進行有效管理，使分布環(huán)境中數(shù)據(jù)共享的目標得以實現(xiàn)，同時為異構計算機環(huán)境提供了相應的應用平臺。其二，對異地協(xié)同設計進行說明。其主要指在有網(wǎng)的環(huán)境中能夠對相應產(chǎn)品進行定義、建模、產(chǎn)品分析、設計、數(shù)據(jù)管理和產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換，使用其對多人、異地產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)提供了便利條件。其三，對虛擬設計及制造進行說明。使用仿真、建模及虛擬現(xiàn)實技術等可以對產(chǎn)品的模型進行合理構建，在構建完成后工作人員可以對產(chǎn)品的性能，可裝配性以及可加工性等方面的問題進行發(fā)覺，在經(jīng)過分析后可以及時采取合理措施進行調整，進而提高產(chǎn)品設計合理性，為后期制造過程奠定堅實的基礎；其四，對并行設計進行說明。并行設計主要指使用并行工程模式進行產(chǎn)品開發(fā)和制造，其對以往串行式產(chǎn)品開發(fā)模式存在的缺點進行彌補，在農(nóng)機產(chǎn)品開發(fā)初期能夠對后期實際需求進行更多的考慮，進而使產(chǎn)品研發(fā)效率較高，且研發(fā)效果較好。下面筆者對智能CAD技術在農(nóng)機產(chǎn)品設計中以及數(shù)字化制造技術在高科技農(nóng)業(yè)機械開發(fā)中的應用進行分析。

2.1智能CAD技術應用分析

第一，智能CAD技術在農(nóng)機產(chǎn)品設計中的應用分析。工作符號推理是農(nóng)業(yè)機械設計過程中的重要內容，傳統(tǒng)CAD技術在符號推理方面存在一定的缺失，智能CAD技術能夠對其存在的缺失進行彌補，在使用智能CAD技術后農(nóng)業(yè)機械設計過程中信息利用率有所提升、重復設計情況明顯減少且產(chǎn)品研發(fā)時間明顯縮短，能夠在短時間內完成農(nóng)機產(chǎn)品的設計工作，進而可以為農(nóng)業(yè)機械制造企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟效益。第二，參數(shù)設計在農(nóng)機產(chǎn)品設計中的應用分析。農(nóng)業(yè)機械設計過程具有型號、種類較多以及受季節(jié)影響較大的特點，為了更好的保證設計和合理性及效率在實際設計過程中可以對視力推理模塊化參數(shù)設計及變量設計進行合理應用，并且在使用后能夠對智能CAD技術使用中存在的問題進行最大程度的規(guī)避，為設計方案的合理性提供更多的保障。第三，裝配模型在農(nóng)機產(chǎn)品設計中的應用分析。裝配模型其屬于支持概念設計和變型設計中的一種，其主要指構建相應零部件的幾何模型，在構建完成后結合裝配信息對設計意圖，產(chǎn)品原理以及功能等進行詮釋，能夠讓工作人員盡快領悟設計意圖，進而能夠盡快展開生產(chǎn)。

2.2數(shù)字化制造技術在高科技農(nóng)業(yè)機械開發(fā)中的應用

數(shù)字化制造技術在我國農(nóng)業(yè)機械設計及制造中得到廣泛應用，在實際應用過程中可以使用數(shù)控及虛擬技術等對農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的虛擬樣機進行制造，為實際生產(chǎn)過程提供了一定的有利條件。下面對使用三維CAD技術設計農(nóng)機產(chǎn)品虛擬樣機的流程進行說明：其一，使用參數(shù)設計、變型設計等技術對相關產(chǎn)品的三維CAD模型進行構建，通過模型的構建能夠實現(xiàn)所有零部件模式化的目標；其二，根據(jù)相關數(shù)據(jù)和信息對二維工程圖進行構建；其三，使用各類分析原理對模型進行分析，將其同三維裝配體設計進行有機結合；其四，將三維CAD模型作為主要依據(jù)對PDM結構體系進行合理構建；其五，工作人員嚴格按照虛擬樣機的要求對三維CAD產(chǎn)品進行制作，與此同時對開發(fā)體系進行合理構建；其六，對三維虛擬樣機進行監(jiān)測和試驗，通過以上兩過程可以準確的發(fā)現(xiàn)虛擬樣機存在的問題，在經(jīng)過分析后可以采取有效措施進行處理，從而對虛擬樣機具有較高的合理性進行提升。

3結束語

通過上文可知在農(nóng)業(yè)機械研發(fā)及生產(chǎn)過程中對數(shù)字化設計及制造技術進行合理應用對縮短研發(fā)時間及提高產(chǎn)品質量有較大的積極作用，為此農(nóng)業(yè)機械制造企業(yè)需要對數(shù)字化設計及制造技術產(chǎn)生足夠的重視，根據(jù)自身實際情況和時展的需求對其進行分析和研究，不斷的擴大應用范圍，使農(nóng)業(yè)機械研發(fā)及實際生產(chǎn)過程向數(shù)字化、智能化技自動化的方向發(fā)展，加快農(nóng)機制造企業(yè)的發(fā)展速度。

引用：

[1]陳英姿.農(nóng)業(yè)機械數(shù)字化設計與制造技術的應用[J].農(nóng)家科技（下旬刊）,2015(10):305-305.

[2]吳發(fā)輝.農(nóng)機數(shù)字化設計與制造技術的研究與應用[J].南方農(nóng)機,2016,47(7):50,71.

[3]任曉光,劉佳.農(nóng)業(yè)機械數(shù)字化設計技術研究與展望[J].河北農(nóng)機,2014(2):33-33,34.

篇2

但是，目前各類工科院校的教學工作與學生就業(yè)需求普遍存在結構性矛盾。一方面，學生的專業(yè)知識與企業(yè)就業(yè)需求技能不匹配，學生畢業(yè)后不能快速適應企業(yè)實際工作的要求。另一方面，傳統(tǒng)教育的內容與先進的現(xiàn)代化設計制造模式脫節(jié)，學校缺乏符合現(xiàn)代先進制造業(yè)需求的數(shù)字化教學和實訓環(huán)境。因此，在高新技術條件下，如何運用現(xiàn)代化技術提高實訓設備的技術含量；如何運用信息技術進行教學和管理；如何使教學更貼近高科技企業(yè)的實際，更適應迅猛發(fā)展的高新技術對人才的要求，是擺在高等院校面前亟待解決的課題。

隨著新技術的應用，壓縮了傳統(tǒng)課程的教學課時（機械制圖），而大量增加近年來流行的先進機械設計和制造技術的教學課時 , 結合現(xiàn)代教學理念，我們提出建設數(shù)字化現(xiàn)代設計制造教學管理平臺，能夠完全模擬企業(yè)的工作流程，培養(yǎng)出符合現(xiàn)代制造技術要求的高級人才。

1 建設數(shù)字化現(xiàn)代設計制造教學平臺的意義

1.1 反映現(xiàn)代網(wǎng)絡制造技術的全貌及前沿，提升訓練層次

數(shù)字化現(xiàn)代設計制造教學平臺與傳統(tǒng)的金工、電子、數(shù)控實習基地，從其任務與功能、教學手段到人員構成均有了極大的改變。不應是傳統(tǒng)制造工藝的訓練，還應包括現(xiàn)代制造工藝的訓練；不應只是工藝方法及工藝過程的訓練，還應包括對信息、材料、通信、控制、環(huán)保等其它生產(chǎn)要素的了解，及對整個生產(chǎn)過程的全面掌握，并且能不斷跟蹤新技術、新工藝，及時向學生進行宣傳，使學生能了解制造領域的前沿動向。

1.2 打造真實企業(yè)環(huán)境，讓學生在學校就了解并掌握企業(yè)的生產(chǎn)流程

數(shù)字化現(xiàn)代設計制造教學平臺不僅是理論聯(lián)系實際，吃苦耐勞的思想作風的訓練，也應該是團隊精神、創(chuàng)新意識的訓練；它不僅有操作技能、實踐能力的訓練，也應該有經(jīng)濟、質量、市場意識培養(yǎng)的訓練。因此按照企業(yè)的工作流程，把企業(yè)的工作模式抽象成為教學平臺，用這種方式來培養(yǎng)我們的學生，從設計環(huán)節(jié)，工藝環(huán)節(jié)、加工環(huán)節(jié)體會和了解企業(yè)的生產(chǎn)管理和產(chǎn)品加工已是當務之急。

1.3 提升先進實訓設備之間的有機聯(lián)系，匹配現(xiàn)代工廠的管理模式

在數(shù)字化現(xiàn)代設計制造教學平臺上，學生可以在機房進行產(chǎn)品的設計、建模、生成工藝路線及仿真的過程。保證每個學生一臺計算機，也就是說每個學生都可以進行產(chǎn)品的制造周期的訓練，學生仿真完畢，經(jīng)老師檢查合格后，可以生成代碼，通過數(shù)字化設計制造實訓教學平臺的網(wǎng)絡傳輸功能，傳到機床設備或是從設備上直接從服務器上讀取傳輸數(shù)據(jù)，達到遠程制造或是在線制造，真正把現(xiàn)代設計制造落到了實處。

2 數(shù)字化現(xiàn)代設計制造教學平臺的建設思路

第一步，模擬典型制造企業(yè)數(shù)字化設計制造過程，建立真實的教學環(huán)境

實際上今天企業(yè)的工作流程，從二維CAD，三維CAD及分析，到工藝的編制，到制造，及數(shù)控車間網(wǎng)絡DNC管理，都是逐步采用信息化管理。

數(shù)字化教學管理平臺就是按照企業(yè)的工作流程，把企業(yè)的工作模式抽象成為數(shù)字化的網(wǎng)絡制造教學平臺，用這種方式從設計環(huán)節(jié)，工藝環(huán)節(jié)、加工、管理等各個環(huán)節(jié)來培養(yǎng)學生。同時在實訓教學過程中把設計工作，制造工作，生產(chǎn)幾個環(huán)節(jié)所有信息都記錄下來，串行流程改成并行流程，形成數(shù)字化設計制造教學的信息流，并在教學過程中貫徹。

第二步，數(shù)字化現(xiàn)代設計制造教學平臺信息庫的建設

作為教學的信息化，實際上就是將教學各個環(huán)節(jié)的信息流管理起來，把教學經(jīng)驗，實操經(jīng)驗記錄保留下來。數(shù)字化設計制造教學平臺信息庫（圖1）的建設就是關聯(lián)學校的教學重點和企業(yè)工作流程，全面連接各個課程知識點，學生就業(yè)可以對自己有一個比較全面認識，清楚自己特長和不足，以便能清楚工作定位，增強工作面試時信心，敢于接受挑戰(zhàn)。

在數(shù)字化現(xiàn)代設計制造教學平臺信息庫的建設過程中，其中可以開發(fā)具有本校特色的：

1）教案（教學計劃、教學課件、課時日志、教學大綱）——幫助學校進行專業(yè)/課程/教學規(guī)劃；2）教材——組織院校老師開展教材編寫，找到合適學校發(fā)展、適合學生的教材；3）課件——協(xié)助老師制作課件，幫助學校降低教學難度，便于教學成果的積累和交流；4）題庫——統(tǒng)一出題、標準答案、統(tǒng)一評分標準；5）科研——打造國家精品課程；總結教學經(jīng)驗，創(chuàng)造條件，完成在專業(yè)學報/期刊論文的發(fā)表；與企業(yè)/研究院所進行項目合作，承接外協(xié)任務；6）創(chuàng)新大賽——建立創(chuàng)新設計平臺，支持創(chuàng)新設計大賽；7）學術活動——參加在全國各地定期、不定期組織的相關學術研討活動，傳遞最新行業(yè)動態(tài)和技術發(fā)展狀況信息；

在信息庫的建設中它可以隨時擴充、隨時度量、隨時替代、隨時共享并具有時效性、可擴散性等特點。

第三步，數(shù)字化現(xiàn)代設計制造教學平臺的實施。

數(shù)字化教學平臺涵蓋了企業(yè)研發(fā)設計、工裝設計、工藝編制、數(shù)控編程、技術管理、生產(chǎn)制造、生產(chǎn)管理、設備維護、質量檢驗等崗位所使用的信息化工具，通過模擬企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，可以讓學生在設計、制造的學習中將理論知識和工程實踐相結合，體驗企業(yè)中的從訂單、設計、工藝、加工生產(chǎn)及管理全過程，理解各部門之間的相互關系，理解部門間如何協(xié)同工作，增強學生的感性認識，培養(yǎng)企業(yè)急需的團隊合作精神，使學生能夠快速勝任就業(yè)后的工作環(huán)境，適應企業(yè)崗位調動。

通過數(shù)字化現(xiàn)代設計制造教學平臺的實施，可以達到以下效果：

1）模擬了企業(yè)的設計、工藝、制造、管理，讓學生在學校教學中就能夠了解到企業(yè)的工作流程；2）學生教學過程中，按照企業(yè)的流程給學生分配了角色權限，讓學生在學校就按照企業(yè)的工作模式得到實訓；3）學生在教學過程中，對企業(yè)的設計軟件及設計內容、工藝軟件及內容、編程軟件等都得到了良好的應用，并且了解其相互間的數(shù)據(jù)傳遞關系；4）老師把每屆學生編制的作業(yè)有效管理起來，有序的共享和管理。應用的時候直接調出，成熟的經(jīng)驗可以直接繼承和利用；5）不同班級的學生實訓后，大量重要的數(shù)據(jù)需要進行備份處理，例如：機床參數(shù)、數(shù)控代碼等系統(tǒng)自動備份，可以方便教學資源的積累。利于評估；6）安全方面：作業(yè)統(tǒng)一存放在教學平臺服務器上，數(shù)據(jù)安全，利于數(shù)據(jù)集成和再利用。另外，給學生按人員、角色、產(chǎn)品、機床、格式等設置不同的權限；7）實現(xiàn)監(jiān)控及信息采集，可以適時了解機床的工作狀態(tài)，提高數(shù)控設備的機床利用率并擁有應付設備故障的能力。采集信息包括：人員信息、代碼信息、刀具信息、機床信息；8）學生加工的零件的變形設計及作業(yè)的更改，能夠有效而安全的控制由此產(chǎn)生的同一加工文檔和代碼的不同版本。目前老師依靠各班級來區(qū)分不同版本的加工文檔；9）應用先進系統(tǒng)能夠將教學效率提高，將原有的課件、教案教學資源管理起來，有效利用，有效管理。提高教學效率；10）先進的企業(yè)已應用了PLM系統(tǒng)，數(shù)字化實訓基地教學平臺的應用使學生在學校就掌握了企業(yè)的數(shù)控車間信息化系統(tǒng)應用場景，拓展了人材培養(yǎng)方向，增加了學生就業(yè)率；11）通過管理軟件為學校的信息化建設搭建一個信息共享的平臺（權限、流程、統(tǒng)計匯總、下游集成等）；12）便于教材的規(guī)范化標準化統(tǒng)一管理。

3結論

數(shù)字化現(xiàn)代設計制造教學平臺使學生在學校就能夠體會到企業(yè)的工作環(huán)境；該平臺提供的軟件為機械課程的教學提供幫助，降低教學難度，提高學生的學習興趣，幫助學生更深刻的掌握專業(yè)知識和原理；能夠使學生掌握企業(yè)常用的工具軟件，就業(yè)后能迅速上手工作；能夠提供相應的權威考試認證，增加學生就業(yè)砝碼；該平臺還具有良好的創(chuàng)新特性，啟迪學生的創(chuàng)造性思維，提高綜合素質。數(shù)字化設計制造教學平臺在學校的應用，將改變教學管理，教學工具，教學手段，解決教學難點，縮短課程安排時間，增強實踐教學，提升教學效率，促進師資建設和教學理念的變革，幫助和促進學校實現(xiàn)以先進制造企業(yè)就業(yè)需求為目的學生培養(yǎng)目標。

參考文獻

[1]胡青.以實習教學構建創(chuàng)新人才成長平臺——實習教學改革的實踐與探索[J].黑龍江高教研究，2003(4)：149-150.

篇3

關鍵詞數(shù)字化設計與制造 課程體系 人才培養(yǎng)

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

制造業(yè)是一個國家的支柱產(chǎn)業(yè)，制造業(yè)的發(fā)展水平直接反映出國家經(jīng)濟和科技的發(fā)展水平。以信息技術為主導的現(xiàn)代科學技術的迅速發(fā)展，推動了制造業(yè)和數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)技術的快速發(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)過程采取串行設計模式，從產(chǎn)品設計、樣機試制到經(jīng)過改進再投產(chǎn)，導致新產(chǎn)品開發(fā)的周期較長，缺乏市場競爭力。而現(xiàn)代制造業(yè)則借助數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)技術實現(xiàn)了從設計、制造全過程的并行設計模式，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)教學模式與相關課程體系亟待改革

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

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

3 數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)技術涉及的主要內容

數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)技術集成了現(xiàn)代設計制造過程中的相關先進技術，可分為：數(shù)字化設計、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如圖1所示。

圖1數(shù)字化設計技術相關單元技術

上述各項單元技術貫穿于產(chǎn)品設計、分析、制造、使用等全過程，是一項多學科的綜合技術。以三維cad/cae/cam為核心的數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)技術已成為新產(chǎn)品開發(fā)不可缺少的現(xiàn)代技術手段。

4 數(shù)字化設計與制造環(huán)境下課程體系的設置

機械設計制造及其自動化專業(yè)屬于工程應用型專業(yè)，人才類型分成應用研究型和技術應用型。技術應用型人才主要是應用知識而非科學發(fā)現(xiàn)，其知識結構應圍繞現(xiàn)代制造業(yè)的實際需要進行設置，拓展基礎、注重實踐。在對重慶市眾多制造類企業(yè)（國營、民營；大、中、小型）進行廣泛調研的基礎上（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)），并參照全國其他高等院校本專業(yè)的培養(yǎng)計劃，結合我校的實際情況，本專業(yè)方向人才培養(yǎng)目標為高素質應用型高級專門人才。

4.1 機械設計制造及其自動化專業(yè)課程體系

機械設計制造及其自動化專業(yè)課程體系的設置，應該建立在“機械設計技術基礎”、“機械制造技術基礎”以及“機電系統(tǒng)集成技術”三大平臺之上，并以數(shù)字化設計制造技術為特色、注重培養(yǎng)學生技術應用能力，強化綜合實踐與工程訓練。機械設計制造及其自動化課程體系框圖如圖2所示。

圖2機械設計制造及其自動化課程體系框圖

整個課程體系由理論教學、實踐環(huán)節(jié)以及課外社會活動實踐等三大部分構成，其中理論教學按課程的性質可分為：公共基礎課、學科基礎課、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)字化設計與制造技術特色的實踐性環(huán)節(jié)

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

在大一年級開設的“工程圖學課程實踐”、“計算機輔助繪圖（二維）”實訓中，要求學生用autocad軟件完成減速器的測繪，使學生得到最基本的數(shù)字化設計基本訓練；在“金工實習”環(huán)節(jié)，除進行車、銑、磨、鉗工以及鑄造、焊接等常規(guī)的加工方式外，重點強調數(shù)控機床、加工中心、線切割機床等設備所采用的數(shù)字化制造方式給傳統(tǒng)制造業(yè)所帶來的巨大變革。

在大二年級開設的“三維cad應用實訓”綜合實踐是數(shù)字化設計與制造技術最核心、最基礎的組成部分，通過高端三維cad\cae\cam一體化軟件——ug nx5的學習，學生應掌握實體建模、曲面設計、鈑金設計、裝配、工程圖等模塊，為后續(xù)環(huán)節(jié)打下堅實基礎；在“機械設計基礎”課程設計環(huán)節(jié)中，除完成以齒輪減速器為主體的一般機械傳動裝置的設計過程外，同時要求學生必須完成該減速器的三維建模、虛擬裝配及簡單的機構運動分析；在“電子工藝實習”中，除完成收音機的裝配調試以外，同時要求學生用“protel電路圖繪制軟件”完成收音機的整張電路圖。

圖3集中性專業(yè)實踐環(huán)節(jié)

在大三年級開設的“機械制造技術基礎課程設計”中，除常規(guī)內容以外，同時要求學生采用capp軟件完成該零件的計算機輔助工藝規(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計；在“計算機輔助制造實訓”綜合實踐環(huán)節(jié)中，要求學生掌握數(shù)控自動編程的原理、方法，并熟練運用ug nx5軟件中的cam模塊，完成一個中等復雜程度帶異形曲面零件的數(shù)控銑削自動編程，并實際加工操作。在“計算機輔助工程分析”綜合實訓環(huán)節(jié)中，要求學生掌握有限元分析的基本原理、方法，并基本掌握利用adams軟件對虛擬機械系統(tǒng)進行靜力學、運動學和動力學分析。

在大四年級開設的“逆向工程綜合實訓”，與其它實踐環(huán)節(jié)相比較，所涉及的范圍及綜合性則顯得更加突出，從概念設計到效果圖、油泥造型到三坐標掃描、點云數(shù)據(jù)處理到曲面設計及實體建模、快速原型制造，通過該實訓環(huán)節(jié)，強化學生在數(shù)字化設計與制造環(huán)境下進行新產(chǎn)品快速開發(fā)的實施流程。在“產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理綜合實訓”實踐環(huán)節(jié)中，要求學生掌握數(shù)字化管理技術所涉及的領域，并熟練使用國產(chǎn)caxa v5 pdm軟件的使用方法。在整個課程體系中，依據(jù)不同的專業(yè)方向特點設置了相應的“專業(yè)實訓環(huán)節(jié)”。諸如在模具設計與制造方向，其專業(yè)實訓環(huán)節(jié)則是“注塑模具cad/cae/cam”綜合實訓，主要學習ug nx5軟件中的moldwizard注塑模具設計模塊以及的moldflow流動分析模塊的使用；在畢業(yè)設計環(huán)節(jié)，若畢業(yè)設計題目為工程設計類型，則要求學生必須完成一定工作量的三維設計。

5 近三年應用型人才培養(yǎng)的探索實踐

近三年來，機械工程學院在重視理論教學的同時強化實踐環(huán)節(jié)對學生能力的培養(yǎng)，學生的綜合素質得到顯著提高。并積極組織學生參加全國及重慶市的各種學科競賽，如：在第二屆全國機械創(chuàng)新設計大賽中獲得三等獎一項、第三屆全國大學生先進成圖技術與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽榮獲四個單項二等獎、第一屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽重慶賽區(qū)三等獎二項、2009年度全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設計大賽（簡稱3d大賽）重慶賽區(qū)二等獎兩項等較好成績。與此同時，學院作為國家制造業(yè)信息化三維cad教育培訓基地，近三年培訓學生達五百人。

參考文獻

[1]曹建樹.應用型本科“cad/cam”課程的教學改革與實踐.實驗室研究與探索,2010.5.

[2]劉炎,羅學科.機械設計制造及其自動化專業(yè)本科教育多層次人才培養(yǎng)模式探索[j].煤炭高等教育,2008.1.

[3]熊志卿.機械制造專業(yè)應用型人才培養(yǎng)方案的改革與實踐.南京工程學院學報（社會科學版）,2007.9.

篇4

【關鍵詞】 飛機 數(shù)字化 柔性裝配

1 引言

傳統(tǒng)的飛機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)調檢驗方法和分散的手工作坊式生產(chǎn)。自20世紀 80 年代以來，隨著計算機輔助設計/制造（CAD/CAM）技術、計算機信息技術、自動化技術和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，數(shù)字化技術在現(xiàn)代飛機制造中得到了廣泛的應用，飛機制造進入了數(shù)字化時代。

在數(shù)字化技術的推動下，飛機裝配技術快速發(fā)展，形成了現(xiàn)代飛機的數(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：在飛機裝配中，以數(shù)字化柔性工裝為裝配定位與夾緊平臺，以先進數(shù)控鉆鉚系統(tǒng)為自動連接設備，以激光跟蹤儀等數(shù)字化測量裝置為在線檢測工具，在數(shù)字化裝配數(shù)據(jù)及數(shù)控程序的協(xié)同驅動下，在集成的數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線上完成飛機產(chǎn)品的自動化裝配。

2 飛機裝配生產(chǎn)線特點

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

但飛機產(chǎn)品型號多、批量少的特點使得飛機裝配生產(chǎn)線需要在具有一般機械產(chǎn)品裝配生產(chǎn)線的特點基礎上，還應具有一定的柔，這樣同一生產(chǎn)線既能用于同型號同批次，又能適用于同型號改進改型系列機型的飛機產(chǎn)品裝配，從而滿足了裝配生產(chǎn)線對產(chǎn)品產(chǎn)量的要求，可充分發(fā)揮其優(yōu)勢，實現(xiàn)現(xiàn)代飛機產(chǎn)品的精益制造。

與國外發(fā)達國家相比，我國現(xiàn)代飛機柔性裝配生產(chǎn)線技術無論在研究層面還是應用實踐層面都存在較大的差距，主要表現(xiàn)在：

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

(2)基于MBD的數(shù)字化裝配工藝規(guī)劃與管理技術缺乏系統(tǒng)研究和應用。工藝設計手段還停留在二維工藝設計和表述為主的水平，存在與數(shù)字化產(chǎn)品設計不銜接、設計周期長、返工量大、需要實物驗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)字化檢測技術嚴重滯后。

大量采用專用工裝、標準量具等模擬量設備進行產(chǎn)品的測量與檢驗，測量效率低、精度差，不能滿足柔性裝配生產(chǎn)線快速精確測量、在線質量控制的需求。

3 數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線內容及關鍵技術

通過研究國外數(shù)字化裝配技術的發(fā)展狀況，結合飛機裝配及其生產(chǎn)線的特點，可得出構建新一代飛機數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線必須包括以下內容及關鍵技術：(1)面向裝配的數(shù)字化產(chǎn)品并行設計，為實現(xiàn)柔性裝配、敏捷制造提供前提和基礎；(2)數(shù)字化三維裝配工藝設計與仿真系統(tǒng)，實現(xiàn)整個裝配過程中數(shù)字量傳遞；(3)數(shù)字化柔性工裝系統(tǒng)，實現(xiàn)工裝快速響應、快速重構以及數(shù)字化定位；(4)先進的連接設備及技術（包括柔性制孔技術、自動鉆鉚技術、電磁鉚接技術等），保證裝配質量和效率，實現(xiàn)裝配過程的自動化；(5)數(shù)字化測量檢驗系統(tǒng)，實現(xiàn)裝配過程中的精確測量和協(xié)調裝配，裝配完成后的精確檢驗；(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)，實現(xiàn)從產(chǎn)品設計、工藝、裝配、檢驗和現(xiàn)場管理各裝配生產(chǎn)環(huán)節(jié)信息的高度集成和移動生產(chǎn)線的自動配送物流管理。

上述各項內容在實際應用中互相聯(lián)系、互相支撐，通過將其整合和集成，可構建現(xiàn)代飛機的數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線，實現(xiàn)現(xiàn)代飛機產(chǎn)品的數(shù)字化、柔性化、自動化裝配。

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

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

4 結論與展望

當前國內軍機產(chǎn)品的數(shù)字化設計與零件制造技術發(fā)展迅速，但是裝配技術作為飛機制造的關鍵還停留在二、三代機的制造水平，與其他軍機制造技術相比嚴重滯后，已成為軍機型號快速研制和生產(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，零件精準制造技術的快速發(fā)展為實現(xiàn)飛機柔性裝配提供了必要的前提，新一代飛機長壽命、隱身、高可靠性、低成本快速研制的需求對數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線的應用提出了迫切要求。

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

(2)通過發(fā)展柔性裝配生產(chǎn)線，可促進數(shù)字化柔性裝配技術的發(fā)展和應用，從而解決現(xiàn)有裝配技術難以滿足新一代飛機長壽命、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，可建立飛機柔性裝配多系統(tǒng)異構測量平臺和集成檢測系統(tǒng)，形成數(shù)字化裝配模式下的新質保體系和產(chǎn)品檢測機制，從而解決現(xiàn)有模式下測量手段簡單、無法實現(xiàn)空間大尺寸動態(tài)測量，測量數(shù)據(jù)手工記錄，與產(chǎn)品設計和工藝規(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鍵技術難題。

綜上所述，在國內發(fā)展應用數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線勢在必行，但應充分利用前期研究工作基礎，圍繞數(shù)字化裝配技術的發(fā)展趨勢和生產(chǎn)線的迫切需求，根本上改造傳統(tǒng)的設計體系、制造體系、技術體系和管理體系，實現(xiàn)流程再造、資源整合和生產(chǎn)組織調整，從而構建現(xiàn)代飛機數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線。

參考文獻:

篇5

【關鍵字】制造業(yè)數(shù)字化，第三次工業(yè)革命，江蘇

一、第三次工業(yè)革命的新技術解讀

第三次工業(yè)革命的一個重要概念是“制造業(yè)數(shù)字化”。但“制造業(yè)數(shù)字化”不是一個全新的概念，在現(xiàn)今的大批量生產(chǎn)方式下就存在制造業(yè)數(shù)字化。一般來說，設計部門應用支持產(chǎn)品設計和工藝設計的各種圖形庫、數(shù)據(jù)庫和CAD軟件在電腦中產(chǎn)生數(shù)字化產(chǎn)品的圖樣、設計文件和工藝文件，完成產(chǎn)品開發(fā)過程的信息化，這就是產(chǎn)品設計的數(shù)字化。這一方式在現(xiàn)今的制造業(yè)中已經(jīng)被廣泛使用。而第三次工業(yè)革命角度下的“制造業(yè)數(shù)字化”與傳統(tǒng)所說的“制造業(yè)數(shù)字化”在產(chǎn)品設計數(shù)字化這一塊是相同的，它們的區(qū)別在于與產(chǎn)品設計的數(shù)字化結合的制造過程所用生產(chǎn)工具不同。為了顯示區(qū)別，本文把傳統(tǒng)模式下的“制造業(yè)數(shù)字化”稱為“制造業(yè)自動化”，第三次工業(yè)革命下的“制造業(yè)數(shù)字化”稱為“制造業(yè)數(shù)字化”。

（一）“制造業(yè)自動化”的生產(chǎn)工具。在現(xiàn)今的生產(chǎn)模式下，與產(chǎn)品設計的數(shù)字化結合的是精密數(shù)控裝備。具體來說，是將數(shù)字化設計產(chǎn)生的數(shù)字化模型從電腦里導入數(shù)控機床中，機床可以根據(jù)數(shù)字模型把一個復雜的產(chǎn)品按照程序從毛坯加工到成品。這一過程稱之為制造過程的數(shù)字化。這樣的制造業(yè)數(shù)字化仍是傳統(tǒng)模式的制造業(yè)生產(chǎn)方式。即需要先加工零部件再進行組裝。生產(chǎn)成本的降低建立在標準化批量生產(chǎn)的基礎上。 先進制造業(yè)跨國公司通過零部件的標準化、產(chǎn)品模塊化以及在全球構建價值網(wǎng)絡從而降低成本，獲得競爭優(yōu)勢。

（二）“制造業(yè)數(shù)字化”的生產(chǎn)工具。在第三次工業(yè)革命的視角下，與產(chǎn)品設計數(shù)字化結合的是快速成型技術。它不需要模具，也不需要切削打磨等一系列過程。而是通過使用粉末狀原料，逐層疊加塑形進行制造。這樣就大大降低原料用量，大幅降低生產(chǎn)成本。而且這種添加劑型制作流程對規(guī)模要求不高，無需生產(chǎn)線。特別適合個性化定制、小批量制作。 這會大大降低中小型企業(yè)和個人創(chuàng)業(yè)者的進入門檻，生產(chǎn)組織結構可以變得更靈活，更能適應需求的變化。這就帶來了一場新的產(chǎn)業(yè)革命，生產(chǎn)將從大規(guī)模生產(chǎn)線方式再次轉化為“家庭作坊式”的生產(chǎn)，從集中生產(chǎn)轉為分散生產(chǎn)，從標準化制造轉向個性化制造。由此帶來的結果是，市場競爭結構發(fā)生改變。

二、“制造業(yè)數(shù)字化”對江蘇的影響

（一）江蘇要素成本的比較優(yōu)勢可能被削弱。

長久以來，江蘇的經(jīng)濟發(fā)展主要依靠參與國際分工，加入全球價值鏈，以人力資源與環(huán)境的低價提供獲得比較優(yōu)勢來吸引外資。但第三次工業(yè)革命的快速成型技術使得小規(guī)模的分散式生產(chǎn)成為制造業(yè)發(fā)展方向。大規(guī)模生產(chǎn)的比較優(yōu)勢弱化，要素成本的比較優(yōu)勢也就弱化了。

（二）外資回流可能使江蘇省經(jīng)濟發(fā)展喪失部分資本動力。

對外資的引進與利用是江蘇省經(jīng)濟發(fā)展的一個重要動力。但隨著第三次工業(yè)革命的到來，直接從事生產(chǎn)的勞動力會不斷下降，勞動力成本占總成本的比例會越來越小，傳統(tǒng)的以廉價勞動力取勝的制造業(yè)將發(fā)生根本性變化。與此同時，發(fā)達國家擁有新型制造裝備技術和生產(chǎn)能力，重新獲得了在技術密集型和資本密集型方面的比較優(yōu)勢。曾經(jīng)為尋找低成本要素而從發(fā)達國家轉出的制造業(yè)有可能重新回流，制造業(yè)重心向發(fā)達國家偏移，外資會流向發(fā)達國家，參與發(fā)達國家的“再工業(yè)化”。

（三）大型企業(yè)將面臨更大的市場轉型壓力。

第三次工業(yè)革命解決了個性化定制的技術問題。這要求生產(chǎn)者要貼近消費市場，也使得工廠生產(chǎn)轉向個體生產(chǎn)，即創(chuàng)意設計者能夠從網(wǎng)絡上獲取產(chǎn)品設計的程序和模板，并借助快速成型設備，將創(chuàng)意瞬間轉化為個性化產(chǎn)品，使得創(chuàng)新者瞬間轉變?yōu)橹圃煺撸圃鞓I(yè)企業(yè)的主要業(yè)務將是研發(fā)、設計、IT、物流等，主要的環(huán)節(jié)不再是傳統(tǒng)的生產(chǎn)。生產(chǎn)者賣的既是服務，又是產(chǎn)品，分工生產(chǎn)轉向融合生產(chǎn)，制造業(yè)與服務業(yè)之間關系變得越來越密切，產(chǎn)業(yè)邊界漸趨模糊。大型企業(yè)一方面失去了規(guī)模優(yōu)勢，另一方面由于結構龐大，對市場反應的靈敏度也比不上小型新興企業(yè)，在未來的競爭中會處于不利地位。

三、江蘇產(chǎn)業(yè)升級對策

（一）加強研發(fā)、大力推進“制造業(yè)的數(shù)字化”。

新工業(yè)革命的核心是“數(shù)字化”制造，因此擁有新型制造裝備技術和生產(chǎn)能力至關重要。3D打印機現(xiàn)在的應用范圍還不廣，并沒有進入產(chǎn)業(yè)化階段。這是因為3D打印機技術還沒有完全成熟，只能在某些產(chǎn)業(yè)的某些領域內應用，傳統(tǒng)的制造模式目前還是主流。但毫無疑問，3D打印機代表了未來制造業(yè)方向，江蘇一定要把握這個先機，集中精力突破制造業(yè)“數(shù)字化”的關鍵技術，如3D打印機技術、新材料技術，促使制造業(yè)從傳統(tǒng)的自動化走向數(shù)字化。

（二）加強信息平臺建設。

個性化制造的要求生產(chǎn)者擁有對消費者的快速響應能力，實現(xiàn)生產(chǎn)與消費的無縫對接。因此，在制造業(yè)與服務業(yè)的邊界變的模糊，兩種產(chǎn)業(yè)開始融合的未來社會中，信息將扮演越來越重要的作用。江蘇應該以現(xiàn)代信息技術為引領，建立供各類市場主體和獲取各種信息的技術平臺，實現(xiàn)信息交流的暢通，適應第三次工業(yè)革命對市場供給與需求對接的更高要求。

（三）積極開展人才儲備。

第三次工業(yè)革命不僅要求先進制造技術及與其配套的研發(fā)人員能夠站在技術創(chuàng)新的前沿，而且對生產(chǎn)現(xiàn)場的工人提出了由簡單勞動向技能型勞動和知識型勞動提升的要求。江蘇應該適應未來制造業(yè)對人才的新要求，加快開展有利于前沿技術突破的科研體制改革、有利于知識型員工培養(yǎng)的教育體制改革。積極打造人才高地，引進高層次人才，培育適應第三次工業(yè)革命需要的人力資本優(yōu)勢。

參考文獻：

篇6

關鍵詞：數(shù)字化；設計；農(nóng)機；應用

1關于數(shù)字化設計技術

數(shù)字化設計是隨著計算機在各個行業(yè)應用和輔助下而誕生的一門新型技術，因此，數(shù)字化設計技術的核心和發(fā)展，其實是以計算機信息處理技術在數(shù)字領域的升級與應用為依托（如壓縮與編碼）。CAD（計算機輔助設計）就是最早應用在設計與制造行業(yè)中的數(shù)字化技術，而且涵蓋非常廣泛，有效推動了設計技術的應用與升級，也在很大程度上拓寬了數(shù)字化設計技術的應用領域。[1]數(shù)字化設計技術的關鍵是以打造呈現(xiàn)產(chǎn)品形態(tài)的信息平臺為基準，借此生成以計算機為核心的數(shù)字化模型，然后再將其滲透到產(chǎn)品開發(fā)的各個環(huán)節(jié)，從而實現(xiàn)不需要再借助實物模型就可以完成產(chǎn)品開發(fā)的目標。其核心優(yōu)勢主要體現(xiàn)在如下幾個方面。

1.1優(yōu)化設計的實用性與消解缺陷

不同的設計環(huán)節(jié)，會對產(chǎn)品生出不一樣的定義，具有很大的不確定性；而且各個類型的定義模塊在彼此轉化時，非常容易造成數(shù)據(jù)的流失。這就造成數(shù)字化設計會形成定義產(chǎn)品的單一模型，但這種單一性會隨著信息密集程度的改變而導致產(chǎn)品模型也隨之發(fā)生轉化，如全信息化模型和集成類產(chǎn)品模型的差別。對數(shù)字化設計而言，這其實是一種有效的技術輔助，從而讓設計更具針對性與有效性。但同時，因為數(shù)字化設計的概念還是過于抽象，所以會在制造環(huán)節(jié)存有不足之處,需要反復修改和測試。這會加大成本的耗損，并拉長了產(chǎn)品上市的時間。為此，需要在制造實物模型之前，先進行大量且有效的仿真分析與測試，不斷消解設計缺陷。

1.2優(yōu)化數(shù)字化設計合作

對于所有的設計工作者而言，一個產(chǎn)品項目的設計與開發(fā)，必須結合不同小組的特色與優(yōu)勢來進行科學化的分工協(xié)作。唯有這樣，才能實現(xiàn)技術優(yōu)勢的全面整合，共同搭建出更加完善和具有可行性的數(shù)字化制造模型，以此提高設計和開發(fā)的效率。

1.3減少對實物模型的依賴

數(shù)字化技術的應用，讓設計越來越脫離了對實物模型的依賴，并且可以通過仿真技術的不斷測試和分析，將設計中存在的缺陷盡可能地剔除，從而達到制作出與設計要求最匹配的實物模型。這將大大縮減產(chǎn)品的開發(fā)成本，提高設計的成功率與效率。

2數(shù)字化設計技術在農(nóng)業(yè)機械設計中的應用

2.1行業(yè)競爭推動數(shù)字化技術的普及

隨著社會的進步與發(fā)展，農(nóng)業(yè)機械設計越來越希望讓消費者具備更多的選擇性。因此應用創(chuàng)新和減少故障發(fā)生率，成為優(yōu)化農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品設計的必經(jīng)之路。為了降低常見故障的發(fā)生，在設計時就必須采取相應的改進方法，并提前進行仿真推演與測試，一旦驗證了改進方法的有效性，就能將制造與生產(chǎn)環(huán)節(jié)的成本納入可控范圍，極大地增強了企業(yè)在同類農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品中的競爭力。于是更多的農(nóng)業(yè)機械制造企業(yè)為了贏得市場，就會加大在設計環(huán)節(jié)的創(chuàng)新投入來獲取消費者的認可。農(nóng)業(yè)機械行業(yè)采用以數(shù)字化技術為支撐的決策模式，相繼開發(fā)出了知識型數(shù)據(jù)庫，進一步加大了整個行業(yè)對數(shù)字化設計技術的應用程度。

2.2在普及中優(yōu)化了虛擬化現(xiàn)實技術

數(shù)字化技術應用的普及和升級，加快了農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品設計向虛擬化現(xiàn)實技術的轉化，并通過融入和吸收諸如多媒體與3D圖形新形態(tài)，讓設計者在進行產(chǎn)品設計時擁有了更為真實的多維體驗，也讓用戶能對產(chǎn)品的性能有了更具體的視覺感受，極大地優(yōu)化了產(chǎn)品性能和提高了上市成功的概率。特別對于農(nóng)業(yè)機械這種相對復雜的產(chǎn)品，設計意圖與應用效果之間會存在很大的差距。虛擬化現(xiàn)實技術的出現(xiàn)，不僅有效解決了農(nóng)業(yè)機械的設計與應用兩個環(huán)節(jié)無法實現(xiàn)無縫對接的難題,而且優(yōu)化了針對農(nóng)業(yè)機械的設計周期長、內部結構復雜等問題的處理辦法，讓農(nóng)業(yè)機械的產(chǎn)品性能通過模擬性應用來進行驗證，然后再根據(jù)驗證情況著手進行改進。在設計目標完成后，便可讓目標用戶來對產(chǎn)品結構和性能進行模擬應用評估，并從他們口中得到最有效的反饋建議，使產(chǎn)品在上市后就能獲得用戶的極大認可。目前農(nóng)業(yè)機械設計，首先是借助CAD系統(tǒng)形成模型，再將其導入虛擬環(huán)境中，以此提高設計的可視化程度。其次是利用VR-CAD（虛擬現(xiàn)實-計算機輔助設計）系統(tǒng)幫助設計者在虛擬化的環(huán)境中進行設計。但我國在虛擬化技術層面的研究還處于相對滯后的階段，仍需對更為系統(tǒng)和完善的研究理論與應用方案進行深入探索。

2.3加強數(shù)字化設計的協(xié)同性

農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)企業(yè)既要參與市場競爭，同時又要實現(xiàn)跨企業(yè)的協(xié)同合作，以滿足客戶越來越個性化的定制需求。因此協(xié)同化設計同樣成為農(nóng)機企業(yè)生存與發(fā)展的重要經(jīng)營手段，并可能成為整個行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要方向。為了從浩瀚的技術信息與零件資源中找到有效的資訊，就必須對搜索技術加以優(yōu)化。比如某個服務器存儲了上百萬的零件信息，而且還在不斷成級數(shù)增加。農(nóng)機企業(yè)在進行新產(chǎn)品設計時，就要對需要的零部件的參數(shù)和性能進行搜索，并且探討怎樣才能匹配到有效的供應商客戶端。隨著數(shù)字化設計技術在農(nóng)業(yè)機械領域應用影響的不斷擴大，設計者、供應商與制造商之間，必須在設計端就要開展深入的協(xié)同合作，才能借助各自的資源與軟件技術優(yōu)勢，實現(xiàn)新型農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的不斷升級，并從設計和制造兩個環(huán)節(jié)不斷提升產(chǎn)品的國際競爭力和生產(chǎn)效率，并確保達到最佳的制造品質。

3農(nóng)業(yè)機械數(shù)字化設計技術的創(chuàng)新之處

農(nóng)業(yè)機械本身屬于制造業(yè)的范疇，產(chǎn)品種類齊全且復雜，優(yōu)勢是國內外的市場需求體量非常巨大。近年來，我國企業(yè)將數(shù)字化技術應用于大型農(nóng)業(yè)機械的研究與開發(fā)，其力度越來越大。通過引進更多的工程技術和仿真技術來對產(chǎn)品性能進行設計和檢測，希望能借此不斷優(yōu)化產(chǎn)品結構和性能。對今后的研發(fā)趨勢應多關注如下幾個重點。

3.1強化產(chǎn)品的創(chuàng)新思維

以往產(chǎn)品創(chuàng)新只是針對少數(shù)用戶，根據(jù)他們的需求對產(chǎn)品原有技術做一些優(yōu)化，在局部功能上改善和某些實用操作上升級，進而滿足他們的需求。而今后的農(nóng)業(yè)機械設計將更加重視產(chǎn)品的原始創(chuàng)意設計，將以克服人們農(nóng)藝作業(yè)上的困難和滿足人們對生產(chǎn)力提升的需求（含潛在的需求）為創(chuàng)新點，通過對某一需求市場的分析，并在得到評估和確認后進入到技術層面的匹配性論證，然后對具體產(chǎn)品設計中的各種難題逐一篩選與解除，進而切入到制造環(huán)節(jié)各種元件的經(jīng)濟技術指標的分析、供應商設備和配件的優(yōu)選和確認，以及更細化的加工流程的取舍和確認。

篇7

[關鍵詞] 數(shù)字化；車間；系統(tǒng)；軍工；制造

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 17. 035

[中圖分類號] F270.7；TP315 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2014）17- 0059- 03

數(shù)字化制造是傳統(tǒng)的制造業(yè)依托高性能計算機、網(wǎng)絡等高新技術，實現(xiàn)對產(chǎn)品需求分析、產(chǎn)品設計、零件加工制造、產(chǎn)品質量檢驗以及整個生命周期的數(shù)據(jù)信息管理、過程控制[1]。數(shù)字化車間可以有效降低生產(chǎn)成本、縮短產(chǎn)品研制周期，解決軍工制造企業(yè)傳統(tǒng)生產(chǎn)模式中的瓶頸問題。

1 對軍工特色數(shù)字化車間的思考

1.1 數(shù)字化車間概述

數(shù)字化車間是指以制造資源、生產(chǎn)操作和產(chǎn)品為核心，將數(shù)字化的產(chǎn)品設計數(shù)據(jù)，在現(xiàn)有實際制造系統(tǒng)的數(shù)字化現(xiàn)實環(huán)境中，對生產(chǎn)過程進行計算機仿真優(yōu)化的虛擬制造方式[3]。數(shù)字化車間將傳統(tǒng)車間的生產(chǎn)系統(tǒng)、工藝設計系統(tǒng)、質量信息系統(tǒng)以及其他管理系統(tǒng)信息集成為DNC、ERP、MES系統(tǒng)，形成自動化制造體系， 實現(xiàn)產(chǎn)品的設計、工藝、管理、制造一體化，提高企業(yè)生產(chǎn)效率，縮短制造周期，降低生產(chǎn)成本，對企業(yè)有非常重要的意義。

1.2 軍工生產(chǎn)企業(yè)打造數(shù)字化車間的必要性

（1）軍工企業(yè)產(chǎn)品具有批量小、種類多、結構復雜、生產(chǎn)交付節(jié)點嚴格等特點[4]，產(chǎn)品依據(jù)車間制造能力進行路線劃分、資源配置，產(chǎn)品零件分散到各個車間、工位，這對車間的零件調配、設備使用的靈活性提出了更高要求，車間信息不暢通，就會導致生產(chǎn)計劃不能按時完成，生產(chǎn)質量也得不到保證，融入信息化技術可以實現(xiàn)產(chǎn)品、物料、工裝、刀具等實時數(shù)據(jù)采集，相關人員通過終端系統(tǒng)可以掌握產(chǎn)品生產(chǎn)、工裝、設備的使用情況。

（2）軍工企業(yè)接收緊急任務。軍工制造車間可能突然接收一些產(chǎn)品的緊急生產(chǎn)任務，在傳統(tǒng)的制造模式下只能停止現(xiàn)有的生產(chǎn)任務，打亂了原有的生產(chǎn)計劃安排。引入先進的制造信息平臺，可以根據(jù)現(xiàn)在車間的生產(chǎn)情況及生產(chǎn)設備的占用情況進行分析，及時準確地評估插入任務對其他生產(chǎn)任務的影響，通過對生產(chǎn)工序進行拆分、合并、外協(xié)加工等排產(chǎn)調整，優(yōu)化車間配置資源，在影響原有生產(chǎn)計劃最小的情況下完成插入任務。

（3）軍工企業(yè)產(chǎn)品要求質量具有可追溯性。軍工產(chǎn)品零件質量要求具有可追溯性，傳統(tǒng)操作方式是將數(shù)據(jù)人工記錄，這種方式耗時且容易出錯；引入條碼掃描機、觸摸屏、視頻系統(tǒng)等信息采集方式后，將每件產(chǎn)品每道工序產(chǎn)生唯一條碼，只需掃描條碼，即可調出零件相關數(shù)據(jù)，為相關人員提供動態(tài)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)零件可追溯性。

（4）軍工企業(yè)制造資源利用率低。每個產(chǎn)品生產(chǎn)涉及現(xiàn)場操作人員、物料準備、設備準備、刀具準備等，傳統(tǒng)制造模式由于信息不夠暢通，使部分設備、工裝閑置，而另外一些任務排滿；通過信息化手段可提高車間現(xiàn)場資源利用率及資源優(yōu)化配置，管理人員在最短的時間內通過大屏幕、PC終端等顯示設備掌握生產(chǎn)現(xiàn)場的情況，以便做出準確的判斷，采取有效措施，保證生產(chǎn)任務的順利完成。

（5）軍工企業(yè)技術文檔管理難度大。車間技術文檔、產(chǎn)品文檔資料多，且很多為秘密材料，管理難度大，需要引進信息化技術進行管理，實現(xiàn)技術文檔資料版本的嚴格控制及方便工人查詢?yōu)g覽。軍工企業(yè)傳統(tǒng)制造模式已經(jīng)滿足不了需求，亟需引進信息化手段、打造數(shù)字化車間來解決矛盾。

2 數(shù)字化車間構造

2.1 數(shù)字化車間的整體構架

數(shù)字化車間是一個龐大的具有信息化特點的制造系統(tǒng)，是基于傳統(tǒng)制造業(yè)與信息化技術平臺建立起來的，其整體框架如圖1所示。

2.2 數(shù)字化車間的模塊分析

數(shù)字化車間以MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)為核心，充分利用ERP、PDM等平臺，依據(jù)車間自身特點，搭建系統(tǒng)應用的軟硬件平臺，實現(xiàn)設計、工藝、制造一體化的數(shù)字化生產(chǎn)模式，數(shù)字化車間打造基于以下信息化平臺。

2.2.1 數(shù)字化車間MES系統(tǒng)

數(shù)字化車間打造MES系統(tǒng)，改變了制造企業(yè)傳統(tǒng)的單一信息采集方式，通過動態(tài)采集產(chǎn)品在制造過程中設備占用情況、生產(chǎn)進度、完成質量等數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行整合、分析，形成整體解決方案，確保將信息準確、及時地反饋給相關人員，為任務排產(chǎn)、決策提供依據(jù)。

2.2.2 數(shù)字化車間生產(chǎn)管理平臺

生產(chǎn)管理系統(tǒng)如圖2所示，生產(chǎn)計劃下達到車間后，車間工位生產(chǎn)信息采集系統(tǒng)將工位資源數(shù)據(jù)反饋給ERP系統(tǒng)，通過物料計劃計算后，生產(chǎn)計劃員根據(jù)將生產(chǎn)任務下達給相關的工藝、設備管理、物料管理人員，相關人員根據(jù)任務的優(yōu)先級進行準備，生產(chǎn)計劃員根據(jù)生產(chǎn)計劃進行派工，系統(tǒng)具有生產(chǎn)過程監(jiān)視以及生產(chǎn)調度指揮功能。調度系統(tǒng)的高效運作，避免了車間資源的浪費，縮短了型號產(chǎn)品的研制生產(chǎn)周期。

2.2.3 制造資源管理平臺

制造資源管理模塊流程如圖3所示。通過數(shù)據(jù)庫建立資源庫將可以管理制造資源如刀具、設備、工裝等，工藝人員可以根據(jù)需要添加、刪減資源庫中的內容，也可以及時查找各種工序需要的機床、刀具、量具相關數(shù)據(jù)以及占用情況，計劃員也可通過數(shù)據(jù)庫核算產(chǎn)品制造消耗和占用資源的成本。

2.2.4 物料配管模塊

產(chǎn)品生產(chǎn)過程中需要大量物料、工裝等，由于車間制造現(xiàn)場空間、資源有限，需對現(xiàn)場物料、配套產(chǎn)品及使用工具等物件進行嚴格控制管理，建立物料配給管理機制，根據(jù)生產(chǎn)計劃查詢物料需求計劃，并及時調整；通過網(wǎng)絡終端查詢庫房庫存情況，利用電子標簽撿貨系統(tǒng)指引快速取貨，能夠利用條碼掃描終端自動記錄物料信息，保證了庫房物料信息的實時性與準確性。

3 結 論

通過對數(shù)字化車間的闡述及對軍工企業(yè)特點的分析，論述了傳統(tǒng)軍工企業(yè)引進信息化技術打造數(shù)字化車間的必要性。數(shù)字化車間通過建立MES系統(tǒng)，提高了車間信息交流的暢通性和設備使用的靈活性。通過建立IPT協(xié)同設計系統(tǒng)，使得產(chǎn)品研制效率提高，縮短了產(chǎn)品研制周期。通過建立數(shù)字化生產(chǎn)管控系統(tǒng)，顯現(xiàn)了管控系統(tǒng)對生產(chǎn)計劃調整、任務監(jiān)督、資源調配的便利性；建立物料配管模塊，提高了物料、工裝、產(chǎn)品管理管控工作的效率；建立質量管理模塊，通過先進的檢測、記錄設備使產(chǎn)品質量可方便快捷追溯。

主要參考文獻

[1]呂琳，胡海明.淺談數(shù)字化制造技術[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新， 2009（1）：87-88.

[2]洪建勝.數(shù)字化車間環(huán)境下的MES應用[J].中國制造業(yè)信息化：應用版，2007（9）：51.

[3]李鐵鋼.鈑金件數(shù)字化制造數(shù)據(jù)集成技術[J].河南科技，2013（3）.

篇8

關鍵詞:逆向工程 模具數(shù)字技術

中圖分類號:文獻標識碼:A文章編號:1007-9416(2010)05-0000-00

目前,模具的設計與制造與逆向工程技術結合的非常緊密,這正是模具設計與制造技術的發(fā)展方向。

1逆向工程技術

逆向工程技術是近幾年迅速發(fā)展起來的一門新興學科,也稱反求工程。它包括形狀反求、工藝反求和材料反求。但目前逆向工程技術研究較多的是基于零件實物樣件的幾何模型的反求,即從已有的物理模型或實物零件產(chǎn)生相應的CAD模型,進而對其進行改進設計和制造。在市場競爭更加激烈、產(chǎn)品技術含量不斷提高、制造周期不斷縮短的今天,逆向工程技術已越來越受到人們的重視。

2逆向工程及其實現(xiàn)過程

逆向工程常用于仿制過程。即必須對實物進行三維數(shù)字化處理,數(shù)字化手段包括傳統(tǒng)測繪和各種先進的測量方法,將獲得的三維離散數(shù)據(jù)作為初始素材,借助專用的曲面處理軟件和CAD/ CAM系統(tǒng)構造實物的CAD模型,輸出NC加工指令或用STL文件驅動快速成型機制造出產(chǎn)品或原型。

3三維數(shù)據(jù)的采集

在逆向工程中,準確、快速、全面地獲取實物的三維幾何數(shù)據(jù),即對物體的三維幾何形面進行三維離散數(shù)字化處理,是實現(xiàn)逆向工程的基礎。數(shù)據(jù)的采集是指采用某種測量方法和設備測出實物各表面的若干組點的幾何坐標,可以有多種方式進行數(shù)據(jù)采集。在表面數(shù)字化技術中,根據(jù)測量方式的不同可以將數(shù)據(jù)采集方法分為接觸式和非接觸式兩大類。傳統(tǒng)方法就是以三坐標測量機(CMM)為代表的接觸式,也是實際工程中常用的方式,精度相對精確,但易于損傷測頭和劃傷被測零件的表面。

4逆向工程技術的應用

不同類型的數(shù)字化點,不管是人工測出的低密度數(shù)字化點,還是自動測出的數(shù)以百萬計的數(shù)字化點,一旦這些數(shù)字化點在屏幕上顯示出,設計人員可直觀地交互建立起模型的特征線,這些特征線由設計人員選取一定順滑精度的數(shù)字化點生成。由這些網(wǎng)絡曲線作為曲面片的邊界,軟件自動生成與數(shù)字化點非常接近的順滑曲面。最后,由專門的檢測功能模塊把所生成的曲面與所采集的數(shù)字化點進行比較。曲面自動重建的操作步驟:

(1)數(shù)字化點顯示。多角度顯示模型能使設計人員及時發(fā)現(xiàn)測量工作的精確程度。以數(shù)字化點為基礎直接生成的模型能顯示遺漏區(qū)域,以及不準確的數(shù)字化點,以便確定是否要重新測量數(shù)字化點。

(2)數(shù)字化點編輯。所有數(shù)字化點須經(jīng)篩選或自由順滑處理,以去除雜散點。從而提高數(shù)字化點精度。也可手工操作去除或加入數(shù)字化點。

(3)建立線框模型。以交互方式定義模型的特征線,使設計人員直接由設計的一組數(shù)字化點來完成,而沒有必要一點一點地選取。

(4)曲面的生成。由線框模型生成一組曲面,面與面之間過渡約束(如曲線的相切、連續(xù)性等)由設計人員定義。這些曲面片被自動覆蓋互數(shù)字化型面上,以盡可能與測出的數(shù)字化點相吻合。

(5)校核。CAD模型建好后,必須與實物模型進行比較,校核時自動件計算數(shù)字化點與生成曲面間的距離,結果以顏色級度偏差的形式顯示,顏色的變化以距離的大小而變化。

(6)集成一體化。曲面自動重建模塊可與曲面造型功能模塊結合起來,隨時為設計人員提供模型的設計、修改和曲面重建的強大設計功能。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,大多數(shù)的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具,模具工業(yè)已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的基礎。根據(jù)國際生產(chǎn)技術協(xié)會的預測,21世紀機械制造工業(yè)零件粗加工的75%,精加工的50%都需要通過模具來完成。 模具作為一種高附加值的技術密集產(chǎn)品,它的技術水平已經(jīng)成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要評價指標。

5模具CAD/CAM系統(tǒng)專用化程度不斷提高

隨著模具工業(yè)的飛速發(fā)展以及CAD/CAM技術的重要性被模具界的廣泛認可,近年來CAD/CAM開發(fā)商投入了很大的人力和物力,將通用CAD/CAM系統(tǒng)改造為模具行業(yè)專用的CAD/CAM系統(tǒng),針對各類模具的特點,推出了宜人化、集成化和智能化的專用系統(tǒng),受到了廣大模具工作者的好評。

可在統(tǒng)一的系列環(huán)境下,使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫,完成產(chǎn)品設計,生成三維實體模型,在此基礎上進行自動分類,生成凸、凹模并完成模具的完整結構設計,能方便地對凸、凹模進行自動NC加工。

面向模具制造的模具總裝設計專家系統(tǒng),可自動為復雜注塑模、吹塑模創(chuàng)建模具結構及抽芯機構、自動產(chǎn)生分模面,加工信息被自動封裝,并可直接輸出到PowerMILL模塊,自動產(chǎn)生加工程序。

6面向模具企業(yè)的CAD/CAE/CAM技術的系統(tǒng)集成方案

隨著模具工業(yè)的科技進步和國際競爭的日益激烈,模具業(yè)對CAD/CAM系統(tǒng)的要求也從單純的建模工具變?yōu)橐笾С謴脑O計、分析、管理和加工全過程的產(chǎn)品信息管理集成化系統(tǒng)。近幾年來,有不少研究單位和公司都開發(fā)了面向模具企業(yè)的CAD/CAE/CAM系統(tǒng)集成方案,表現(xiàn)出較高的實用水平。

如上海交通大學國家模具工程中心在數(shù)字化制造、系統(tǒng)集成、反向工程、快速原型/模具以及計算機輔助應用技術等方面已形成了全方位解決方案的能力,能夠提供模具開發(fā)與工程服務的業(yè)務,全面地提高模具企業(yè)的水平和產(chǎn)品質量。又如浙江大學旭日科技開發(fā)公司,能為企業(yè)提品設計、三維造型與NC編程、逆向工程、三坐標測量、模具設計與分析、技術培訓以及模具CAD/CAE/CAM技術開發(fā)的全方位技術支持。北航海爾軟件有限公司推出的CAXA品牌系列CAD/CAE/CAM軟件也能夠為用戶提供有關模具工程的全方位解決方案。值得注意的是,國際著名的CAD/CAM技術集團正在努力把數(shù)字化分析產(chǎn)品集成到CAD/CAM平臺中。由于數(shù)字化分析產(chǎn)品廣泛應用于航空航天、汽車、電子、醫(yī)療設備和重型機械等領域。

制造商要求通過減少物理樣機,提高產(chǎn)品質量來降低成本并加速產(chǎn)品上市,這種需求在模具制造業(yè)中尤為突出。因此在設計過程中加強前期的分析仿真,將有助于縮減對物理樣機的需求量,并提高數(shù)字化設計的靈活性。有助于用戶不斷開發(fā)新產(chǎn)品,同時降低成本,縮短將產(chǎn)品推向市場的時間。因此,在模具CAD/CAM技術中集成數(shù)字化分析技術,獲得完善的CAD/CAE/CAM解決方案,是目前的一個重要發(fā)展方向。

數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)應用技術它已經(jīng)能覆蓋從概念設計、詳細設計、工程分析、數(shù)控加工、虛擬制造模擬到產(chǎn)品維護等各個產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)的流程。數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)應用技術的核心為三維計算機軟件輔助設計。再配合產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) ( PDM ) ,制造業(yè)開始實施基于數(shù)字化技術的,完全優(yōu)化的產(chǎn)品開發(fā)和制造流程。

近十年來,數(shù)字化技術在機械工程領域的應用技術不斷推陳出新,新的技術的應用,推動企業(yè)以更快的速度推出更創(chuàng)新的產(chǎn)品,同行的回應又興起新一輪的市場競爭。數(shù)字化和網(wǎng) 絡技術正把這種循環(huán)的速度加快到人們想象不到的節(jié)奏。從使用圖板到計算機二維繪圖,從三維設計到電子樣機,由數(shù)字化工藝流程設計到數(shù)字化制造,整個數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)技術逐步發(fā)展而成為數(shù)字化企業(yè)的核心。

參考文獻:

[1]劉偉軍.逆向工程―原理方法及應用.機械工業(yè)出版社,2008年10月.

[2]張榮清.模具設計與制造.高等教育出版社,2003年8月.

篇9

關鍵詞：數(shù)字化；人機協(xié)同；加工；制造；通信

一、數(shù)字化技術與自然人結合

數(shù)字化技術與自然人在車間生產(chǎn)中各有特點。數(shù)字化技術能夠對車間內的控制信息、設備信息、庫存信息等進行管理和控制，但是缺乏靈活性，而人卻能夠隨機應變。將數(shù)字化技術控制的各種設備和數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡傳到自然人的數(shù)字化設備，自然人通過數(shù)字化設備能夠全面的掌握車間的運行狀態(tài)。

二、數(shù)字化人的特點

因為數(shù)字化設備與自然人結合后，人成為車間內的移動控制者，他能夠不斷地來回移動，對正在運行的設備狀況進行隨時監(jiān)控，也能夠對產(chǎn)品加工工藝進行調整。車間內采用的無線局域網(wǎng)技術，使得人的這種移動控制成為可能。軟件上車間各種信息應能快速反映到數(shù)字設備上，并按照人的操作發(fā)出指令，控制設備。

數(shù)字設備功能多，體積小，因此集成是必然的選擇。硬件上要集成多種芯片，包括WIFI、藍牙等通信芯片，還包括存儲器、處理器、其他模塊和各種接口、電池、顯示器等。軟件上要與上層工作站通信，發(fā)送各種信息，與設備通信，這么多功能都要集成在一款軟件之內，占用資源要小，功能要齊全。

人在車間內要能夠監(jiān)控所有運行設備，但現(xiàn)在企業(yè)內加工設備往往五花八門，因此兼容性是非常重要的，也是非常難以實現(xiàn)的。其原因第一個是不同廠家的設備運行模式不同，要想兼容就要研究所有的通信協(xié)議，然后才能通信，從而獲取設備的信息并進一步控制設備，單就這一步已經(jīng)極為困難；第二個，不同時期的設備控制方式是變化的，新的設備容易通信，舊的設備通信難度大。

另一個問題是操作問題，大量的各種設備，操作方式不同而且操作復雜，加之各種信息，使得實際上的操作任務是很繁重的，如果人機界面操作不簡易，那么很難完成所有任務。因此人機界面的易操作性非常重要，好的人機界面會給操作帶來便捷，從而提升工作效率。

三、以數(shù)字化設備為主導的人機協(xié)同制造

1.運行模式

數(shù)字化設備管理系統(tǒng)能夠對車間進行監(jiān)控，但人腦的決策和判斷同樣重要而且無法為數(shù)字化系統(tǒng)實現(xiàn)。人不再是具體的操作加工設備，而是根據(jù)設備狀況，對工藝、物流等進行安排和調整。數(shù)字化設備與人的結合，對設備之間的組合、加工工藝的規(guī)劃、數(shù)控加工程序、刀具工具的使用做出具體安排，并實時監(jiān)控。

2.以數(shù)字化設備人機協(xié)同制造的特點

傳統(tǒng)加工制造，所有的任務、工藝、操作都由管理層設定，下達到生產(chǎn)現(xiàn)場，這個過程中，最上層是辦公室里負責設計和工藝的管理層，下面設備層只是命令的執(zhí)行者，這是絕大部分的數(shù)字化制造中都采用的模式。

在新的加工制造模式中，上面的被顛覆，由于數(shù)字化設備連接了管理層和現(xiàn)場設備層，因此設備層的操作人員同樣是車間的管理者，并且由于操作人員更接近生產(chǎn)設備，可以直接觀察生產(chǎn)現(xiàn)場的狀況，因此對于車間的直接控制其效果還要優(yōu)于上面的管理層。

傳統(tǒng)車間，產(chǎn)品的設計人員一般在技術部門，而現(xiàn)場的操作人員則完全按照計劃完成加工任務，這使得加工中如果出現(xiàn)問題就無法及時的修補，帶來時間和經(jīng)濟上的損失。新的加工模式很好地解決了以上問題，生產(chǎn)工藝的制定者是身處生產(chǎn)第一線的操作數(shù)字化設備的人員，這樣的工作人員通過對數(shù)字化設備監(jiān)控車間，發(fā)現(xiàn)問題能及時處理，消除了設計人員和操作人員間的距離，減少了處理問題的時間，提高了生產(chǎn)效率。

數(shù)字化設備與人的結合，最大限度地彌補了數(shù)字化設備和自然人各自的缺點，發(fā)揮了二者的長處和優(yōu)點，最大限度的使得通信技術和人的判斷得以結合，為新一代的生產(chǎn)制造模式提供了良好的平臺，是新型制造技術發(fā)展的重要方向，一部分已經(jīng)為現(xiàn)代企業(yè)所采用，其余的也必將成為制造業(yè)未來發(fā)展的潮流之一。

參考文獻：

[1]雷源忠.我國機械工程研究進展與展望[J].機械工程學報，2009（5）：1―11.

篇10

我國機床發(fā)展整體大而不強，低端產(chǎn)品多、價值低，高端產(chǎn)品少，很多企業(yè)還停留在“模仿”“仿造”階段，就像當年日本發(fā)展的初期。很多關鍵部件不過關，數(shù)控系統(tǒng)主要依賴于進口，提升產(chǎn)品質量的難度很大。企業(yè)創(chuàng)新能力差，信息化程度低，產(chǎn)品成熟度偏低，制造成本高，更無理論性、戰(zhàn)略性、方向性研究，是我們制造業(yè)的通病。把信息技術融于機床產(chǎn)品和企業(yè)管理的水平很有限，尤其是把現(xiàn)代信息技術融于數(shù)控產(chǎn)品，而研發(fā)并制造出高精尖產(chǎn)品就更差，所以我國機床的產(chǎn)品自動化、智能化、信息化、集成化程度都偏低。

此外關鍵零部件及核心運行部件的技術水平、運行速度、產(chǎn)品精度、可靠性、穩(wěn)定性差，整體機床制造工藝水平與質量比較低。

影響國產(chǎn)數(shù)控機床質量的關鍵性指標一可靠性與國外產(chǎn)品相比明顯偏低，直接影響了國產(chǎn)數(shù)控機床的競爭力。例如，國產(chǎn)數(shù)控機床的平均無故障工作時間小于300小時，遠低于國外高檔數(shù)機床平均無故障工作時間2000小時，而國際標準為800小時。

因生產(chǎn)制造工藝、過程控制等因素，國產(chǎn)數(shù)控機床的幾何精度和工作精度單機生產(chǎn)質量遠高于批量生產(chǎn)質量，很難實現(xiàn)數(shù)控機床的大批量高精度生產(chǎn)，從而不能有效占領市場。

無論從產(chǎn)品功能、制造過程控制，還是知識管理與創(chuàng)新、整體企業(yè)管理與服務水平來講，我國機床產(chǎn)業(yè)的信息化水平都還很低，難以設計和制造出高端產(chǎn)品，實現(xiàn)“高、精、尖”數(shù)控機床的技術突破，無法有效提升企業(yè)升品牌內涵和企業(yè)核心競爭力。利用信息技術在設計、制造、管理、服務、運作等方面不斷實現(xiàn)創(chuàng)新與突破，向一體化、服務化、集成化綜合方案供應商型企業(yè)發(fā)展，是制造業(yè)長期發(fā)展適應市場的重要手段。

注重基礎理論研究，加強創(chuàng)新能力建設，全面融入信息技術，用高端制造業(yè)代替簡單制造業(yè)、技術密集型代替勞動密集型，發(fā)展高端數(shù)控機床產(chǎn)品，是企業(yè)在本輪產(chǎn)業(yè)結構調整與升級時的必經(jīng)之路。

企業(yè)轉型從產(chǎn)品與服務入手

首先，提高產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性（增加可靠性、破壞性實驗），融入信息技術（信息塔、智能化、網(wǎng)絡化、集成化等技術），深入研究用戶需求，從而設計和制造出更符合國家重點扶持行業(yè)及特殊用戶需求的高端產(chǎn)品、高附加值產(chǎn)品。

第二，提升對用戶及產(chǎn)品的服務化水平，建立企業(yè)內外一體化、數(shù)字化、集成化運作與服務支持系統(tǒng)，形成從單一供應產(chǎn)品的生產(chǎn)商，到包括研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、管理資訊、企業(yè)運作環(huán)境與系統(tǒng)建設、兩化融合及軟件服務在內的制造業(yè)綜合解決方案供應商。

企業(yè)轉型升級面臨的急迫問題是創(chuàng)新和人的問題，即確立企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略與理念后，怎樣培養(yǎng)和管理高素質的人來利用最重要的信息技術，實現(xiàn)產(chǎn)品、管理和運作的不斷創(chuàng)新問題。

信息化技術是解決產(chǎn)業(yè)轉型升級最重要的手段和方法。無論是產(chǎn)品研究與創(chuàng)新，還是制造與工藝，管理與服務，無處不在。企業(yè)只有通過兩化融合才能實現(xiàn)真正的轉型與升級。

信息化建設的管理與技術難點

從管理方面來看：首先是實現(xiàn)管理創(chuàng)新難，信息化建設是一個在管理與技術上不斷實現(xiàn)創(chuàng)新并前進的過程，是管理與技術交融統(tǒng)一的集合體，只有管理創(chuàng)新跟上數(shù)字化運行環(huán)境發(fā)展要求，才能更好地開展信息化的各項工作。

其次，是數(shù)據(jù)管理難，由于裝配制造業(yè)企業(yè)普遍存在標準化、基礎化、個人信息化水平低等因素，尤其是國營企業(yè)、老企業(yè)，這一矛盾更為突出。

再者，知識更新難，由于信息化對每一位員工綜合素質要求較高，無論是在技術操作層面，或管理操作層面，都要跟上并適應數(shù)字化企業(yè)運作模式的具體要求，并要不斷學習新的信息技術和新的管理思想，而固守原有舊觀念、舊習慣、舊知識，又是每一員工難以接受和使用新系統(tǒng)、適應新環(huán)境的主要障礙。

從技術方面來看：首先是系統(tǒng)集成難，由于現(xiàn)有國內外數(shù)字化軟件產(chǎn)品，是依據(jù)不同業(yè)務分為孤立的系統(tǒng)來設計和實施的，數(shù)據(jù)不能共享，事后集成統(tǒng)一，事倍功半，投資大、失敗多，尤其是財務管理軟件，直接與企業(yè)靜態(tài)制造數(shù)據(jù)脫節(jié)，無法形成信息流與資金流的集成和統(tǒng)一，不能適應數(shù)字化的產(chǎn)品開發(fā)及管理對快速設計和創(chuàng)新設計的要求，更不能滿足未來企業(yè)數(shù)字化對信息技術及產(chǎn)品的需求。

其次，從軟件實施方法來看，所有信息化項目，都是在軟件實施后，再來消除信息孤島，解決數(shù)據(jù)唯一共享。再者，信息化項目實施邊界不清，需求多變，也是信息化項目實施周期長、成本高，不易成功見效的主要原因。

實現(xiàn)兩化融合的關鍵點

企業(yè)信息化就是要解決市場經(jīng)濟條件下的T（時間）、Q（質量）、C（成本）、S（服務）問題，從某種意義上說，企業(yè)信息化就是對企業(yè)數(shù)據(jù)集合進行數(shù)字化設計、實施、應用及管理。只有解決好帶有制造成本數(shù)據(jù)的工藝數(shù)據(jù)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)，使之在設計和生產(chǎn)經(jīng)營中成為唯一共享數(shù)據(jù)，并在設計、生產(chǎn)、銷售、管理等活動中成為唯一數(shù)據(jù)源和唯一標準，才能在企業(yè)進行生產(chǎn)經(jīng)營活動時發(fā)揮出信息化的具大作用。

所以，建立集研發(fā)、制造、管理及過程控制為一體的數(shù)字化企業(yè)運作模式，利用信息技術來不斷實現(xiàn)企業(yè)管理創(chuàng)新，提升企業(yè)核心競爭力，是企業(yè)信息化發(fā)展戰(zhàn)略面臨的首要問題。而解決帶有成本數(shù)據(jù)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)與工藝數(shù)據(jù)的集成，和它在整個企業(yè)內外數(shù)據(jù)中的唯一共享問題，又是現(xiàn)代裝配制造業(yè)信息化的核心問題。