導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇數(shù)字設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械；數(shù)字化技術(shù)；制造技術(shù)；應(yīng)用

在信息時(shí)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(shù)和數(shù)字信息技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，使農(nóng)業(yè)各對(duì)象可視化表達(dá)的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，能夠?yàn)檗r(nóng)業(yè)機(jī)械制造過(guò)程提供可靠的依據(jù)和支持，對(duì)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平有較大的積極作用。下文首先對(duì)數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)進(jìn)行概述，其次對(duì)兩者在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的應(yīng)用進(jìn)行闡述，以期為農(nóng)業(yè)機(jī)械制造企業(yè)提供一定參考。

1數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)簡(jiǎn)述

數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)主要指使用計(jì)算機(jī)硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，分析，裝配以及制造等過(guò)程進(jìn)行全面模擬，能夠?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)過(guò)程提供可靠的依據(jù)。在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)及生產(chǎn)中應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)具有如下優(yōu)勢(shì)：農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力有所提升；產(chǎn)品研制周期明顯縮短；農(nóng)業(yè)機(jī)械開(kāi)發(fā)成本有所降低；能夠最大程度的實(shí)現(xiàn)初期設(shè)計(jì)目標(biāo)，可以提高農(nóng)業(yè)機(jī)械制造企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)可以為其帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益。

2農(nóng)業(yè)機(jī)械數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)應(yīng)用分析

數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)包括多種先進(jìn)的技術(shù)，下面對(duì)幾種常用的技術(shù)進(jìn)行說(shuō)明：其一，對(duì)CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM進(jìn)行說(shuō)明。前四種分別指計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助工程，計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)輔助制造，以上工具的合理應(yīng)用對(duì)提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)效率及效果有較大的積極影響；其中PDM技術(shù)能夠?qū)Ξa(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息、人及各類組織等進(jìn)行有效管理，使分布環(huán)境中數(shù)據(jù)共享的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，同時(shí)為異構(gòu)計(jì)算機(jī)環(huán)境提供了相應(yīng)的應(yīng)用平臺(tái)。其二，對(duì)異地協(xié)同設(shè)計(jì)進(jìn)行說(shuō)明。其主要指在有網(wǎng)的環(huán)境中能夠?qū)ο鄳?yīng)產(chǎn)品進(jìn)行定義、建模、產(chǎn)品分析、設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)管理和產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換，使用其對(duì)多人、異地產(chǎn)品協(xié)同開(kāi)發(fā)提供了便利條件。其三，對(duì)虛擬設(shè)計(jì)及制造進(jìn)行說(shuō)明。使用仿真、建模及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等可以對(duì)產(chǎn)品的模型進(jìn)行合理構(gòu)建，在構(gòu)建完成后工作人員可以對(duì)產(chǎn)品的性能，可裝配性以及可加工性等方面的問(wèn)題進(jìn)行發(fā)覺(jué)，在經(jīng)過(guò)分析后可以及時(shí)采取合理措施進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)合理性，為后期制造過(guò)程奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；其四，對(duì)并行設(shè)計(jì)進(jìn)行說(shuō)明。并行設(shè)計(jì)主要指使用并行工程模式進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和制造，其對(duì)以往串行式產(chǎn)品開(kāi)發(fā)模式存在的缺點(diǎn)進(jìn)行彌補(bǔ)，在農(nóng)機(jī)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)初期能夠?qū)笃趯?shí)際需求進(jìn)行更多的考慮，進(jìn)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(duì)智能CAD技術(shù)在農(nóng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中以及數(shù)字化制造技術(shù)在高科技農(nóng)業(yè)機(jī)械開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

2.1智能CAD技術(shù)應(yīng)用分析

第一，智能CAD技術(shù)在農(nóng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析。工作符號(hào)推理是農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要內(nèi)容，傳統(tǒng)CAD技術(shù)在符號(hào)推理方面存在一定的缺失，智能CAD技術(shù)能夠?qū)ζ浯嬖诘娜笔нM(jìn)行彌補(bǔ)，在使用智能CAD技術(shù)后農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中信息利用率有所提升、重復(fù)設(shè)計(jì)情況明顯減少且產(chǎn)品研發(fā)時(shí)間明顯縮短，能夠在短時(shí)間內(nèi)完成農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作，進(jìn)而可以為農(nóng)業(yè)機(jī)械制造企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益。第二，參數(shù)設(shè)計(jì)在農(nóng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析。農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程具有型號(hào)、種類較多以及受季節(jié)影響較大的特點(diǎn)，為了更好的保證設(shè)計(jì)和合理性及效率在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中可以對(duì)視力推理模塊化參數(shù)設(shè)計(jì)及變量設(shè)計(jì)進(jìn)行合理應(yīng)用，并且在使用后能夠?qū)χ悄蹸AD技術(shù)使用中存在的問(wèn)題進(jìn)行最大程度的規(guī)避，為設(shè)計(jì)方案的合理性提供更多的保障。第三，裝配模型在農(nóng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析。裝配模型其屬于支持概念設(shè)計(jì)和變型設(shè)計(jì)中的一種，其主要指構(gòu)建相應(yīng)零部件的幾何模型，在構(gòu)建完成后結(jié)合裝配信息對(duì)設(shè)計(jì)意圖，產(chǎn)品原理以及功能等進(jìn)行詮釋，能夠讓工作人員盡快領(lǐng)悟設(shè)計(jì)意圖，進(jìn)而能夠盡快展開(kāi)生產(chǎn)。

2.2數(shù)字化制造技術(shù)在高科技農(nóng)業(yè)機(jī)械開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用

數(shù)字化制造技術(shù)在我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)及制造中得到廣泛應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中可以使用數(shù)控及虛擬技術(shù)等對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的虛擬樣機(jī)進(jìn)行制造，為實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程提供了一定的有利條件。下面對(duì)使用三維CAD技術(shù)設(shè)計(jì)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品虛擬樣機(jī)的流程進(jìn)行說(shuō)明：其一，使用參數(shù)設(shè)計(jì)、變型設(shè)計(jì)等技術(shù)對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的三維CAD模型進(jìn)行構(gòu)建，通過(guò)模型的構(gòu)建能夠?qū)崿F(xiàn)所有零部件模式化的目標(biāo)；其二，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)和信息對(duì)二維工程圖進(jìn)行構(gòu)建；其三，使用各類分析原理對(duì)模型進(jìn)行分析，將其同三維裝配體設(shè)計(jì)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合；其四，將三維CAD模型作為主要依據(jù)對(duì)PDM結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行合理構(gòu)建；其五，工作人員嚴(yán)格按照虛擬樣機(jī)的要求對(duì)三維CAD產(chǎn)品進(jìn)行制作，與此同時(shí)對(duì)開(kāi)發(fā)體系進(jìn)行合理構(gòu)建；其六，對(duì)三維虛擬樣機(jī)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和試驗(yàn)，通過(guò)以上兩過(guò)程可以準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)虛擬樣機(jī)存在的問(wèn)題，在經(jīng)過(guò)分析后可以采取有效措施進(jìn)行處理，從而對(duì)虛擬樣機(jī)具有較高的合理性進(jìn)行提升。

3結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上文可知在農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)及生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)數(shù)字化設(shè)計(jì)及制造技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用對(duì)縮短研發(fā)時(shí)間及提高產(chǎn)品質(zhì)量有較大的積極作用，為此農(nóng)業(yè)機(jī)械制造企業(yè)需要對(duì)數(shù)字化設(shè)計(jì)及制造技術(shù)產(chǎn)生足夠的重視，根據(jù)自身實(shí)際情況和時(shí)展的需求對(duì)其進(jìn)行分析和研究，不斷的擴(kuò)大應(yīng)用范圍，使農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)及實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程向數(shù)字化、智能化技自動(dòng)化的方向發(fā)展，加快農(nóng)機(jī)制造企業(yè)的發(fā)展速度。

引用：

[1]陳英姿.農(nóng)業(yè)機(jī)械數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的應(yīng)用[J].農(nóng)家科技（下旬刊）,2015(10):305-305.

[2]吳發(fā)輝.農(nóng)機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].南方農(nóng)機(jī),2016,47(7):50,71.

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

篇2

（沈陽(yáng)工程學(xué)院機(jī)械學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)110136）

摘要：數(shù)字化設(shè)計(jì)制造是技術(shù)應(yīng)用型本科機(jī)械電子工程專業(yè)的核心職業(yè)能力，我院在人才培養(yǎng)方案中以數(shù)字化設(shè)計(jì)制造工程能力培養(yǎng)為主線，首先以典型企業(yè)的崗位能力需求為基礎(chǔ)，構(gòu)建了理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、素質(zhì)教育的三大課程群體系結(jié)構(gòu)，提出了在教學(xué)中實(shí)施綜合課程改革的探索性實(shí)踐方法，通過(guò)改革使學(xué)生的工程能力得到了提高。

關(guān)鍵詞 ：數(shù)字化設(shè)計(jì)制造；課程群；工程能力培養(yǎng)；課程改革

DOI：10.16083/j.cnki.22-1296/g4.2015.04.025

中圖分類號(hào)：G642.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671—1580（2015）04—0054—02

基金項(xiàng)目：遼寧省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃立項(xiàng)課題“以數(shù)字化設(shè)計(jì)制造為主線的卓越工程能力培養(yǎng)”（編號(hào)：JG14DB280）。

收稿日期：2014—11—19

作者簡(jiǎn)介：李鐵鋼（1973— ），男，遼寧沈陽(yáng)人。沈陽(yáng)工程學(xué)院機(jī)械學(xué)院，高級(jí)工程師，副教授，在讀博士，研究方向：先進(jìn)制造技術(shù)及教學(xué)。

當(dāng)代機(jī)械工程領(lǐng)域邁進(jìn)了數(shù)字化制造的時(shí)代，在產(chǎn)品制造活動(dòng)的全生命過(guò)程中利用數(shù)字化的信息實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品和制造活動(dòng)的表達(dá)、組織和運(yùn)行，數(shù)字化制造大大地提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效率。企業(yè)的數(shù)字化制造水平和應(yīng)用能力已經(jīng)成為企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

應(yīng)用型本科院校機(jī)電專業(yè)的人才培養(yǎng)特色是“工程教育，職業(yè)取向”，培養(yǎng)的學(xué)生是既不同于普通高等教育的研究型人才，也不同于高職高專院校的技能操作型人才，而是具有夠用的機(jī)械和電子專業(yè)理論知識(shí)，一定的人文、科技和藝術(shù)素質(zhì)，較強(qiáng)創(chuàng)新精神的高等應(yīng)用型機(jī)械工程領(lǐng)域的復(fù)合性應(yīng)用型人才。從就業(yè)反饋來(lái)看，企業(yè)認(rèn)為學(xué)生的理論泛泛而實(shí)踐技能不足，理論與當(dāng)代的企業(yè)技術(shù)脫軌，就業(yè)后工作適應(yīng)能力差，需要經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的培訓(xùn)和培養(yǎng)才能勝任崗位。因此，需要改革人才培養(yǎng)方案和課程，以數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的綜合工程能力為主線、基于企業(yè)實(shí)踐培養(yǎng)人才。

一、以數(shù)字化設(shè)計(jì)制造為主線的培養(yǎng)方案規(guī)劃

基于我校機(jī)械專業(yè)近幾年的就業(yè)和定向培育就業(yè)客戶群調(diào)研，我院總結(jié)形成了企業(yè)的崗位能力需求指標(biāo)，并分解指標(biāo)，形成知識(shí)體系，根據(jù)知識(shí)體系修改了培養(yǎng)方案。

沈陽(yáng)工程學(xué)院為以工為主的培養(yǎng)技能應(yīng)用型人才的地方高校，辦學(xué)戰(zhàn)略依托電力行業(yè)，服務(wù)先進(jìn)裝備制造行業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才。機(jī)械電子工程專業(yè)主要培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，較系統(tǒng)地掌握機(jī)械制造及自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、自動(dòng)控制和電子技術(shù)應(yīng)用等復(fù)合型的專業(yè)知識(shí)，以機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)，機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、調(diào)試和管理等能力為特色的機(jī)械電子工程領(lǐng)域高級(jí)應(yīng)用型人才。

課程群規(guī)劃遵循“三面向、三服務(wù)”的理念，即面向?qū)W生就業(yè)、面向企業(yè)界、面向未來(lái)，課程改革要服務(wù)于職業(yè)能力需求、服務(wù)于工程實(shí)踐能力培養(yǎng)，理論課程要服務(wù)于實(shí)踐課程。

我院綜合美國(guó)ABET工程專業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)需求確定了機(jī)電專業(yè)工程素質(zhì)能力的培養(yǎng)包含自然人文能力、工程應(yīng)用能力、機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力、機(jī)械產(chǎn)品制造能力、機(jī)械設(shè)備控制能力和企業(yè)實(shí)踐能力等模塊。課程群體系要體現(xiàn)“理實(shí)交融、分為層遞進(jìn)”的原則，分為基本技能層次、提高應(yīng)用層次和綜合創(chuàng)新層次三大類。

二、課程群建設(shè)方法

（一）以課程群為基礎(chǔ)，結(jié)合教師科研，組建教學(xué)科研團(tuán)隊(duì)，爭(zhēng)創(chuàng)精品課程。建立同典型企業(yè)的校企密切合作關(guān)系，按照典型企業(yè)的數(shù)字化生產(chǎn)流程規(guī)劃工程軟件，軟件分必修和選修兩部分，對(duì)于必修課程，學(xué)生必須掌握；而選修課程，學(xué)生可課后自學(xué)。必修軟件有AUTOCAD、UG、ANSYS和Matlab，選修軟件有機(jī)械工程師、Amesim、VERICUT、CAXA工藝圖表、PC DMIS、VNUC、Autoform、Geomagic Qualify和Imageware等。在工程軟件課程體系中，AUTOCAD主要培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械和電子平面制圖能力，在機(jī)械制圖與CAD課程中學(xué)習(xí)，在機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械測(cè)繪、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中應(yīng)用；UG主要培養(yǎng)三維設(shè)計(jì)和數(shù)控編程能力，在三維設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、CAD/CAE技術(shù)與應(yīng)用和數(shù)控加工工藝與編程中按模塊講授，在模具設(shè)計(jì)與制造、數(shù)控加工工藝與編程課程設(shè)計(jì)和機(jī)械裝備課程設(shè)計(jì)中應(yīng)用；Matlab主要培養(yǎng)數(shù)學(xué)分析和控制系統(tǒng)分析能力，在高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)和機(jī)電工程控制基礎(chǔ)中學(xué)習(xí)，在機(jī)電一體化系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)、機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)和液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)中應(yīng)用；ANSYS主要培養(yǎng)有限元分析能力，在工程力學(xué)和CAD/CAE技術(shù)與應(yīng)用中學(xué)習(xí)，在材料成形技術(shù)和CAD/CAE實(shí)訓(xùn)中應(yīng)用。

（二）貫徹工程軟件培養(yǎng)，注重對(duì)必修軟件的系統(tǒng)培訓(xùn)，安排好自學(xué)選修軟件的知識(shí)點(diǎn)，規(guī)劃好各課程中軟件的知識(shí)點(diǎn)講授和知識(shí)的遞進(jìn)，以使學(xué)生掌握數(shù)字化設(shè)計(jì)制造能力。比如：對(duì)于數(shù)字化制造能力的培養(yǎng)，重點(diǎn)培養(yǎng)數(shù)控機(jī)床的加工能力，在三維設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程中講授UG軟件的基本操作和三維實(shí)體造型；在模具設(shè)計(jì)和制造課程中講授模具的三維設(shè)計(jì)；在機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程中講授夾具的設(shè)計(jì)；在機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程中講授CAXA工藝圖表軟件編制數(shù)控加工工藝規(guī)程；在數(shù)控加工工藝與編程課程中講授利用UG軟件編制數(shù)控程序；在先進(jìn)制造技術(shù)課程中講授利用VERICUT軟件進(jìn)行數(shù)控程序加工仿真，利用PC DMIS軟件生成數(shù)字化測(cè)量程序，利用Geomagic Qualify軟件進(jìn)行檢測(cè)結(jié)果分析，最后這些技能在獨(dú)立實(shí)踐環(huán)節(jié)數(shù)控加工工藝與編程課程設(shè)計(jì)中得到全面應(yīng)用。學(xué)生利用前述這些工程軟件，從產(chǎn)品的圖紙出發(fā)，獨(dú)立分析并設(shè)計(jì)數(shù)控加工工藝規(guī)程，編寫數(shù)控加工程序，分組加工零件并檢測(cè)。

（三）為體現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造能力培養(yǎng)，對(duì)課程群的能力體系進(jìn)行分解，得到詳細(xì)的能力和目標(biāo)矩陣。設(shè)置40周的獨(dú)立實(shí)踐環(huán)節(jié)，包括課程設(shè)計(jì)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，側(cè)重綜合問(wèn)題的解決，體現(xiàn)工程實(shí)踐性和創(chuàng)新性，培養(yǎng)學(xué)生的企業(yè)實(shí)踐技能，使其能夠綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)進(jìn)行產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造，解決實(shí)際工程問(wèn)題。突出實(shí)踐教學(xué)的地位，實(shí)踐教學(xué)不僅僅是理論教學(xué)的演示、驗(yàn)證和補(bǔ)充，還是工程能力培養(yǎng)的決定性環(huán)節(jié)，培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)應(yīng)以能否從事生產(chǎn)實(shí)踐作為評(píng)判基準(zhǔn)。加大專業(yè)化、數(shù)字化設(shè)計(jì)制造素質(zhì)教育，對(duì)于

取得相關(guān)學(xué)科證書(shū)的學(xué)生將給予學(xué)分加分或課程減免的激勵(lì)，

包括數(shù)控車床和銑床的中級(jí)工和高級(jí)工操作等級(jí)證書(shū)、制圖員證書(shū)、三維設(shè)計(jì)證書(shū)、數(shù)控工藝員證書(shū)、各種省級(jí)以上相關(guān)比賽證書(shū)等。

此類課程也可以幫助學(xué)生考取職業(yè)資格等級(jí)證書(shū)，增加就業(yè)資本。

（四）加強(qiáng)數(shù)字化設(shè)計(jì)制造教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)，選擇企業(yè)經(jīng)典案例進(jìn)行課件、圖片、動(dòng)畫(huà)等教學(xué)資源的信息化建設(shè)；加強(qiáng)虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，建造虛擬材料成型實(shí)驗(yàn)室、虛擬數(shù)控加工仿真實(shí)驗(yàn)室和網(wǎng)絡(luò)化制造實(shí)驗(yàn)室等。在進(jìn)行數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)和虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中吸收學(xué)生參與，既激發(fā)了其學(xué)習(xí)的興趣，又鍛煉了其數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造能力。

（五）加大教材建設(shè)，特別是綜合實(shí)踐類教材，編寫反映企業(yè)數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)的教材，對(duì)企業(yè)的典型零件和流程進(jìn)行凝練，形成具有代表性的教學(xué)案例。教材應(yīng)言簡(jiǎn)意賅，圖例形象，還要便于進(jìn)行啟發(fā)性教學(xué)，便于課后思考和進(jìn)一步的知識(shí)擴(kuò)展。

（六）開(kāi)放數(shù)字化設(shè)計(jì)制造相關(guān)實(shí)驗(yàn)室。將數(shù)控機(jī)床實(shí)驗(yàn)室、CAD/CAM實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放，接受課外實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新制作，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性。利用好教務(wù)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，將數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造的教學(xué)資源放到網(wǎng)絡(luò)上，開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)答疑，增加與學(xué)生間的互動(dòng)，利用當(dāng)代大學(xué)生的信息獲取手段促進(jìn)其學(xué)習(xí)興趣的提高。

［

參考文獻(xiàn)］

［1］陳冰.理實(shí)一體化教學(xué)在數(shù)控專業(yè)中的實(shí)踐與應(yīng)用［J］.職教論壇，2007（6）.

［2］陳文杰，任立軍，張林等.新加坡理工學(xué)院基于CDIO模式的項(xiàng)目教學(xué)改革［J］．職業(yè)技術(shù)教育，2009（35）.

［3］胡志剛，任勝兵，吳斌.構(gòu)建基于CDIO理念的一體化課程教學(xué)模式［J］．中國(guó)高等教育，2010（22）.

篇3

關(guān)鍵詞：數(shù)字化車間；智能制造；紡機(jī)專件

中圖分類號(hào)：TH164 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

On Promoting Intelligent Manufacturing of Textile Machinery Accessories with the Construction of Digitalized Workshop

Abstract： The paper introduces the overall structure of digitalized workshop for intelligent manufacturing. It suggests that the construction of digital application platform should play equal emphasis on carrying out business process based on model manufacturing and numerically-controlled manufacturing of machine parts based on model technology. It also analyzes the structure and main functions of enterprise information network and its connection with digitalized workshop.

Key words： digitalized workshop； intelligent manufacturing； textile machinery accessories

隨著“中國(guó)制造2025”的出臺(tái)，經(jīng)緯紡機(jī)榆次分公司在躋身全國(guó)首批200家兩化融合管理體系認(rèn)證企業(yè)之列的同時(shí)，按照以智能制造推進(jìn)企業(yè)制造轉(zhuǎn)型升級(jí)的思路，對(duì)紡機(jī)專件產(chǎn)品智能制造數(shù)字化車間進(jìn)行了系統(tǒng)性打造，力爭(zhēng)通過(guò)智能制造項(xiàng)目的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)紡織專件制造的全面提升。

1智能制造數(shù)字化車間的總體架構(gòu)

以羅拉產(chǎn)品為例，智能制造數(shù)字化車間總體架構(gòu)如圖1所示。

總體架構(gòu)設(shè)計(jì)分企業(yè)層、車間層、控制層、設(shè)備層等4級(jí)模型，第一級(jí)企業(yè)層主要以PLM、ERP為數(shù)據(jù)平臺(tái)，集成應(yīng)用有CAD、CAE、CAPP、CAM、虛擬制造、過(guò)程仿真等；第二級(jí)車間層主要以MES為數(shù)據(jù)平臺(tái)，集成功能有計(jì)劃排程管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、庫(kù)存管理、采購(gòu)管理、設(shè)備管理、刀具管理、工裝管理、質(zhì)量管理、成本管理、人力資源管理、看板管理、生產(chǎn)過(guò)程控制等；第3級(jí)控制層和第4級(jí)設(shè)備層以網(wǎng)絡(luò)DNC為數(shù)據(jù)平臺(tái)，包括控制層的過(guò)程控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與設(shè)備層的數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人（機(jī)械手）、輸送系統(tǒng)、工業(yè)識(shí)別系統(tǒng)、工業(yè)控制系統(tǒng)、儀器儀表分析系統(tǒng)等。4級(jí)模型是建立在工藝流程、車間布局、產(chǎn)能優(yōu)化模擬仿真的基礎(chǔ)之上，遵循基于模型定義MBD（Model-Based Definition）的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造方法。

2智能制造數(shù)字化車間各平臺(tái)的功能建設(shè)

2.1數(shù)字化應(yīng)用平臺(tái)的建設(shè)

數(shù)字化應(yīng)用平臺(tái)的建設(shè)圍繞基于模型的制造執(zhí)行業(yè)務(wù)流程和基于模型技術(shù)的零件數(shù)控加工制造兩個(gè)方面進(jìn)行重點(diǎn)打造。

2.1.1基于模型的制造執(zhí)行業(yè)務(wù)流程（圖2）

在PLM中完成產(chǎn)品、工藝、工裝設(shè)計(jì)與驗(yàn)證后，對(duì)產(chǎn)品EBOM與工藝PBOM發(fā)送的ERP系統(tǒng)進(jìn)行主計(jì)劃編制，形成生產(chǎn)工單與物料BOM，再發(fā)送到PLM和MES系統(tǒng)；PLM系統(tǒng)接收到生產(chǎn)工單與物料清單后，與對(duì)應(yīng)版本的產(chǎn)品和工藝數(shù)據(jù)組合，形成制造工作包，下發(fā)到MES系統(tǒng)；MES系統(tǒng)接收到生產(chǎn)工單和制造工作包后，進(jìn)行生產(chǎn)排程和物料準(zhǔn)備，然后下發(fā)到工作中心，進(jìn)行生產(chǎn)制造、產(chǎn)品檢驗(yàn)及數(shù)據(jù)采集，必要時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題反饋和超差品處理，最終將數(shù)據(jù)返回PLM系統(tǒng)，將計(jì)劃完工和物料消耗等數(shù)據(jù)返回ERP系統(tǒng)。

2.1.2基于模型技術(shù)的零件數(shù)控加工制造

基于模型技術(shù)的零件數(shù)控加工制造的打造要通過(guò)后置處理產(chǎn)生數(shù)控程序（NC）代碼，NC代碼在PLM平臺(tái)中進(jìn)行版本控制和文件管理，通過(guò)PLM與DNC的緊密集成，實(shí)現(xiàn)基于模型技術(shù)的數(shù)控加工編程的輸出與加工機(jī)床的連接。數(shù)控程序的管理是將其掛接在工藝結(jié)構(gòu)上的數(shù)控工序下，基于工序?qū)ο髮?shí)現(xiàn)版本控制，在統(tǒng)一的流程控制下實(shí)現(xiàn)數(shù)控程序下發(fā)和回傳。

各種信息的交互實(shí)現(xiàn)如下。

（1）數(shù)控程序傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床：工藝人員根據(jù)流程指令可選擇程序（系統(tǒng)自動(dòng)保證最新流程中版本），通過(guò)DNC接口下發(fā)到相應(yīng)數(shù)控機(jī)床。

（2）在數(shù)控機(jī)床上查看和首件試切：機(jī)床上操作者即可查詢到可下傳的NC程序列表。NC程序通過(guò)同MES系統(tǒng)關(guān)聯(lián)化管理，機(jī)床操作者可以直觀查看執(zhí)行具體工序內(nèi)容、每個(gè)工序使用的NC程序，根據(jù)需要可以查看工序三維模型和尺寸要求。

（3）回傳數(shù)控程序：對(duì)NC進(jìn)行驗(yàn)證和確認(rèn)之后，通過(guò)DNC接口回傳確認(rèn)過(guò)的數(shù)控程序，掃描到數(shù)據(jù)回傳之后，通知相關(guān)工藝員，工藝員確認(rèn)之后將程序掛接到相應(yīng)的工藝結(jié)構(gòu)樹(shù)下。

（4）DNC系統(tǒng)可以將NC程序文件直接提供給機(jī)床控制器。借助車間連接，機(jī)床操作員可直接訪問(wèn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)。操作員可通過(guò)作業(yè)編號(hào)或工作數(shù)據(jù)包標(biāo)示符找到生產(chǎn)所需的正確數(shù)據(jù)文件，包括NC程序、刀具清單、設(shè)置表和圖紙。

2.2 信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的搭建及其功能

2.2.1 企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（圖3）

圖3中上層為企業(yè)局域網(wǎng)，覆蓋了公司產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、銷售采購(gòu)、質(zhì)量、人力資源、財(cái)務(wù)等各職能部門和生產(chǎn)車間，由50多臺(tái)服務(wù)器作為數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)；下層為車間設(shè)備層DNC網(wǎng)絡(luò)，與數(shù)控機(jī)床、機(jī)械手、輸送系統(tǒng)、工業(yè)識(shí)別系統(tǒng)、工業(yè)控制系統(tǒng)、儀器儀表分析系統(tǒng)及管理人員客戶端等實(shí)現(xiàn)連接，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備連接公司局域網(wǎng)。

2.2.2 信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的主要功能

（1）基于PLM平臺(tái)的集成化系統(tǒng)

在統(tǒng)一的平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)需求的解析和確立、功能架構(gòu)、邏輯設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)及系統(tǒng)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，使企業(yè)可以從整體上把握價(jià)值鏈的上下游系統(tǒng)。通過(guò)設(shè)計(jì)流程，可早期全面理解產(chǎn)品，使各個(gè)部門都能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)有一個(gè)全面的了解，企業(yè)可以利用所掌握的知識(shí)來(lái)更好地權(quán)衡影響具體設(shè)計(jì)、制造、銷售、采購(gòu)和服務(wù)決策的各種因素。

（2）專業(yè)CAE分析

通過(guò)與數(shù)字化生命周期管理和數(shù)字化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的緊密集成，能夠在一個(gè)可視的三維環(huán)境中訪問(wèn)最新的已經(jīng)配置好的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、要求、規(guī)格、變更單和其它相關(guān)的信息，進(jìn)行全面配置管理和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理，以協(xié)調(diào)CAD模型、CAE模型以及過(guò)程，管理實(shí)際分析數(shù)據(jù)，并與實(shí)際設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和實(shí)際制造數(shù)據(jù)相匹配和關(guān)聯(lián)。

（3）基于模型的全生命周期質(zhì)量管理

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，直接從模型中提取數(shù)模和進(jìn)行尺寸建模，通過(guò)仿真產(chǎn)品的制造和裝配過(guò)程預(yù)測(cè)產(chǎn)品的尺寸質(zhì)量和偏差源貢獻(xiàn)因子，實(shí)現(xiàn)模型中公差分配的優(yōu)化。在工藝規(guī)劃階段，實(shí)現(xiàn)基于實(shí)體模型三維標(biāo)注驅(qū)動(dòng)的智能化離線編程與虛擬仿真，有效準(zhǔn)確地傳遞尺寸設(shè)計(jì)信息，確保數(shù)字化測(cè)量路徑規(guī)劃與虛擬仿真驗(yàn)證結(jié)果的可靠性與唯一性，為輸出高質(zhì)量零缺陷的執(zhí)行程序提供有力支持。在產(chǎn)品生產(chǎn)階段，通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)生產(chǎn)質(zhì)量信息跟蹤、分析和，幫助管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量問(wèn)題，通過(guò)對(duì)制造數(shù)據(jù)的深度關(guān)聯(lián)分析，尋求問(wèn)題的根本解決方案，同時(shí)將產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中制造質(zhì)量和設(shè)計(jì)質(zhì)量掛鉤，形成企業(yè)質(zhì)量管理的閉環(huán)。

（4）基于模型的零件工藝

以產(chǎn)品三維模型為基礎(chǔ)，工藝設(shè)計(jì)和CAM編程基于產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，并且通過(guò)工藝與產(chǎn)品、制造資源的關(guān)聯(lián)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中關(guān)鍵元素的有機(jī)結(jié)合；以制造特征為內(nèi)在因素構(gòu)建結(jié)構(gòu)化的工藝結(jié)構(gòu)，為下游ERP、MES系統(tǒng)做數(shù)據(jù)準(zhǔn)備；基于產(chǎn)品三維模型的工藝設(shè)計(jì)過(guò)程是工藝仿真驗(yàn)證的基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)工藝資源進(jìn)行三維建模，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品加工和裝配的仿真驗(yàn)證；三維實(shí)體造型的工藝展現(xiàn)形式使工藝表達(dá)形式更為直觀，手段更為豐富，對(duì)于車間工人操作更加具有現(xiàn)實(shí)意義；面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)的編程，識(shí)別零件特征與公差要求，基于典型零件和特征的模板化編程，可以提高編程效率，改善質(zhì)量，減少對(duì)員工經(jīng)驗(yàn)的過(guò)分依賴。

（5）基于模型的數(shù)字化制造-質(zhì)量檢測(cè)基于數(shù)字化檢測(cè)，提供從檢測(cè)編程到檢測(cè)執(zhí)行的功能，涵蓋從制造工程到生產(chǎn)執(zhí)行的環(huán)節(jié)。數(shù)字化檢測(cè)與三維尺寸公差仿真、測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析共同構(gòu)成了全面的質(zhì)量管理體系，幫助企業(yè)提升產(chǎn)品制造質(zhì)量。

（6）基于模型的作業(yè)指導(dǎo)書(shū)

將格式多樣、關(guān)系復(fù)雜的產(chǎn)品定義、制造過(guò)程定義和沉淀的工藝知識(shí)等信息展現(xiàn)到制造現(xiàn)場(chǎng)或維護(hù)維修現(xiàn)場(chǎng)，使現(xiàn)場(chǎng)人員無(wú)二義地快速理解和執(zhí)行，是整個(gè)基于模型的數(shù)字化工廠體系的重要一環(huán)。提供滿足數(shù)字化需求的紙質(zhì)和電子作業(yè)指導(dǎo)、脫機(jī)和實(shí)時(shí)聯(lián)機(jī)的作業(yè)指導(dǎo)、基于Web的在線作業(yè)指導(dǎo)、3D交互式作業(yè)指導(dǎo)和基于便攜終端的作業(yè)指導(dǎo)。

（7）基于模型的實(shí)做數(shù)據(jù)管理

將制造執(zhí)行系統(tǒng)中的產(chǎn)品制造過(guò)程、檢驗(yàn)結(jié)果、消耗的物料、任務(wù)批次等信息組成實(shí)做數(shù)據(jù)，提交給PLM系統(tǒng)，以實(shí)做BOM的形式進(jìn)行管理，構(gòu)成完整的實(shí)物的虛擬表現(xiàn)，固化和追蹤產(chǎn)品實(shí)物技術(shù)狀態(tài)。

3數(shù)字化車間的實(shí)施

建設(shè)紡機(jī)專件產(chǎn)品智能制造數(shù)字化車間，企業(yè)要以兩化融合的思想為指導(dǎo)，充分應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)、制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)物流、信息流的高度統(tǒng)一，重點(diǎn)是對(duì)底層制造自動(dòng)化、信息集成進(jìn)行拓展應(yīng)用。目的是進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率、提升產(chǎn)品質(zhì)量、縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、打造信息化環(huán)境下企業(yè)綜合實(shí)力以及提高資源和能源利用效率，也是企業(yè)主動(dòng)順應(yīng)紡織機(jī)械行業(yè)由傳統(tǒng)制造向現(xiàn)代制造轉(zhuǎn)型升級(jí)、實(shí)現(xiàn)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、面向未來(lái)制造業(yè)搶占未來(lái)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)的戰(zhàn)略性舉措。

經(jīng)緯榆次分公司紡機(jī)專件羅拉產(chǎn)品數(shù)字化車間采用PLM的管理方法，以網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)為技術(shù)支撐，從CAD、CAPP、CAM、PDM、ERP等各環(huán)節(jié)對(duì)產(chǎn)品信息進(jìn)行管理和動(dòng)態(tài)跟蹤；運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)DNC技術(shù)對(duì)車間數(shù)控機(jī)床、輸送系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行互聯(lián)和集成；通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造質(zhì)量的動(dòng)態(tài)檢測(cè)和全程跟蹤；通過(guò)虛擬化的產(chǎn)品規(guī)劃和設(shè)計(jì)，利用制造執(zhí)行系統(tǒng)，賦予工廠更多的靈活性，滿足多品種紡機(jī)專件產(chǎn)品的混線生產(chǎn)，并可為將來(lái)的產(chǎn)能調(diào)整做出合理規(guī)劃。

3.1產(chǎn)品制造流程

羅拉是細(xì)紗機(jī)牽伸機(jī)構(gòu)的一個(gè)重要零件，是決定細(xì)紗機(jī)成紗指標(biāo)好壞的核心零件，技術(shù)要求極高。細(xì)紗機(jī)上有6對(duì)羅拉，每對(duì)羅拉由幾十乃至上百節(jié)羅拉通過(guò)導(dǎo)桿、導(dǎo)孔、內(nèi)外螺紋及羅拉軸承連接而成，最長(zhǎng)可達(dá)到40余米，每對(duì)羅拉跳動(dòng)要求不超過(guò)0.02mm，因此羅拉的各個(gè)技術(shù)指標(biāo)均要達(dá)到極高的水平，是一種制造難度和復(fù)雜系數(shù)極高的產(chǎn)品。目前企業(yè)羅拉產(chǎn)品共七大類300余個(gè)品種。其工藝流程：備料外協(xié)粗加工來(lái)料檢驗(yàn)切入磨加工雙頭車連線援齒熱處理校直成型磨粗磨軸承檔精磨軸承檔數(shù)控打孔粗磨端面半精磨端面砂光鋼絲輪拋光清洗錘前布輪拋光清洗電錘精磨孔端面錘前布輪拋光清洗孔精加工車外螺紋完工檢驗(yàn)裝配裝箱。

3.2生產(chǎn)過(guò)程采集與分析系統(tǒng)的建設(shè)

經(jīng)緯榆次分公司羅拉工廠應(yīng)用無(wú)線射頻質(zhì)量跟蹤系統(tǒng)，在羅拉生產(chǎn)中及售后進(jìn)行產(chǎn)品跟蹤和質(zhì)量追溯。

3.2.1羅拉生產(chǎn)的過(guò)程采集

羅拉生產(chǎn)加工過(guò)程進(jìn)行跟蹤和記錄，根據(jù)羅拉的材質(zhì)、加工工藝和規(guī)格，在羅拉上打印二維條碼來(lái)進(jìn)行跟蹤。生產(chǎn)過(guò)程處于受控狀態(tài)，對(duì)直接或間接影響產(chǎn)品質(zhì)量的生產(chǎn)、安裝和服務(wù)過(guò)程所采取的作業(yè)技術(shù)和生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行分析，診斷和監(jiān)控。

3.2.2羅拉質(zhì)量追蹤數(shù)據(jù)的采集及分析系統(tǒng)

質(zhì)量管理主要記錄、跟蹤和分析產(chǎn)品及過(guò)程質(zhì)量數(shù)據(jù)，用以控制產(chǎn)品質(zhì)量，確定生產(chǎn)中需要注意的問(wèn)題。

質(zhì)量數(shù)據(jù)采集：通過(guò)布置在車間的數(shù)據(jù)采集終端或手持終端上報(bào)檢驗(yàn)結(jié)果，系統(tǒng)自動(dòng)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)，供其他模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和即時(shí)顯示。

質(zhì)量檢測(cè)記錄：通過(guò)在系統(tǒng)中的“質(zhì)量檢測(cè)記錄”界面錄入檢測(cè)項(xiàng)目的真實(shí)內(nèi)容信息（如實(shí)際尺寸、粗糙度等）。

質(zhì)量分析：可對(duì)車間生產(chǎn)的質(zhì)量情況，按日、月、年、人、設(shè)備、日期等條件或復(fù)合條件自動(dòng)生成報(bào)表文件、存儲(chǔ)或打印?？梢蕴峁┯嘘P(guān)產(chǎn)品、人員在生產(chǎn)過(guò)程中的基本信息給績(jī)效管理系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)信息的匯總分析，以離線或在線的形式提供對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)績(jī)效的評(píng)價(jià)結(jié)果。

3.2.3售后產(chǎn)品質(zhì)量追溯

羅拉產(chǎn)品銷售后，可以通過(guò)產(chǎn)品的激光條碼查到該產(chǎn)品的批次、生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)人員等信息，客戶發(fā)現(xiàn)羅拉產(chǎn)品存在質(zhì)量問(wèn)題，能及時(shí)反饋給羅拉生產(chǎn)廠，作為質(zhì)量改進(jìn)的依據(jù)。

3.3無(wú)線射頻質(zhì)量跟蹤系統(tǒng)與其子系統(tǒng)MES系統(tǒng)的集成

企業(yè)對(duì)無(wú)線射頻質(zhì)量跟蹤系統(tǒng)與其子系統(tǒng)羅拉廠MES系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫數(shù)據(jù)集成。

（1）基于工單的排產(chǎn)及采集信息的集成

羅拉廠MES系統(tǒng)生成工單后，打印產(chǎn)品生產(chǎn)跟蹤卡，所有的采集信息（包括物流信息、質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)、激光打碼信息）直接錄入工單及工單對(duì)應(yīng)的所有產(chǎn)品的數(shù)據(jù)中，實(shí)現(xiàn)了采集數(shù)據(jù)與工單的無(wú)縫數(shù)據(jù)集成。

（2）質(zhì)量分析與羅拉廠MES系統(tǒng)的信息集成

技術(shù)部門通過(guò)經(jīng)緯紡機(jī)無(wú)線射頻質(zhì)量跟蹤系統(tǒng)的質(zhì)量分析系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)反饋給羅拉廠MES系統(tǒng)，羅拉廠MES系統(tǒng)及時(shí)對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整。

4結(jié)束語(yǔ)

篇4

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造 自動(dòng)化 人才培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G718 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： C 文章編號(hào)：1672-1578（2013）09-0245-01

1 前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也帶動(dòng)了我國(guó)科技的迅速發(fā)展，這就使我國(guó)從原來(lái)的機(jī)械大國(guó)逐步轉(zhuǎn)變成為了機(jī)械強(qiáng)國(guó)，但是從目前高等院校的人才培養(yǎng)模式來(lái)看，仍然存在著很多問(wèn)題，具體表現(xiàn)在雖然每年畢業(yè)生的人數(shù)都在不斷增加，但是個(gè)人素質(zhì)卻沒(méi)有顯著提高，很難達(dá)到企業(yè)的要求。追溯這個(gè)原因，主要體現(xiàn)在大部分高校在現(xiàn)階段的教育僅僅是注重單純的給學(xué)生傳授專業(yè)方面的知識(shí)，但是卻忽視了培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)人能力、綜合能力以及創(chuàng)新意識(shí)。高校應(yīng)該盡快完成對(duì)教學(xué)模式和教學(xué)體系的調(diào)整與改革，不僅重視理論的培養(yǎng)，還更應(yīng)該做好學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)工作。

2 當(dāng)前的人才培養(yǎng)目標(biāo)與定位

由于當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，使得傳統(tǒng)機(jī)械方面的學(xué)科和人文科學(xué)、材料以及信息等方面的其他專業(yè)的邊界變得越來(lái)越模糊，幾個(gè)專業(yè)之間的聯(lián)系也變得越來(lái)越緊密。因此，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)為了適應(yīng)新形勢(shì)教學(xué)要求的需要，就需要對(duì)該專業(yè)的人才培養(yǎng)模式做出全面的改革。第一，改革的目的主要是為了給一些事業(yè)單位及企業(yè)提供具有高素質(zhì)的人才，以滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于人才的能力、個(gè)人素養(yǎng)以及專業(yè)知識(shí)等方面日益增長(zhǎng)的需求。在人才類型上主要可以分成工程應(yīng)用型以及工程研究型兩類，這兩種類型的人才在培養(yǎng)時(shí)所需要的專業(yè)知識(shí)、操作能力以及個(gè)人素質(zhì)的方式既有共同點(diǎn)也有區(qū)別。第二，為了滿足新時(shí)代下的現(xiàn)代化需求，應(yīng)該培養(yǎng)出德智體美勞各個(gè)方面全面發(fā)展，具備專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能以及創(chuàng)新能力的優(yōu)秀人才，這樣才能夠滿足制造行業(yè)一線生產(chǎn)的要求。第三，在現(xiàn)代化的培養(yǎng)目標(biāo)中，能夠充分地體現(xiàn)出當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展與社會(huì)的進(jìn)步。培養(yǎng)的人才主要應(yīng)該具備機(jī)電結(jié)合與工程應(yīng)用兩個(gè)方面的特征，人才培養(yǎng)視為了服務(wù)制造行業(yè)的一線生產(chǎn)；其業(yè)務(wù)范圍具體規(guī)定了需要設(shè)計(jì)制造、管理銷售和技術(shù)運(yùn)用及改造等方面的人才。而在該專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)中，并不包含開(kāi)發(fā)型人才。

3 人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)的基本框架

當(dāng)前該專業(yè)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)框架大致可以概括為以下幾點(diǎn)：以工程應(yīng)用為一條主線；以機(jī)與電為兩根支柱；以設(shè)計(jì)、制造、測(cè)控和傳動(dòng)三個(gè)方面為三個(gè)模塊；以數(shù)學(xué)物理、人文科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、外語(yǔ)四個(gè)方面為四塊基石；以專業(yè)技術(shù)、工程素質(zhì)、人文修養(yǎng)、道德品質(zhì)、身心健康五個(gè)方面為五種素質(zhì)。

4 應(yīng)用型人才培養(yǎng)的主要措施

4.1加強(qiáng)高校師資隊(duì)伍建設(shè)

要想實(shí)現(xiàn)教學(xué)改革，高校就需要建立起一支具有高素質(zhì)、專兼結(jié)合的已經(jīng)優(yōu)化配置的師資隊(duì)伍。在一所高校中，師資隊(duì)伍的教學(xué)質(zhì)量、學(xué)術(shù)水平以及具體實(shí)踐能力，都會(huì)直接影響到學(xué)生的水平和質(zhì)量。首先，需要對(duì)該專業(yè)的專職教師進(jìn)行培訓(xùn)，提高基礎(chǔ)課教師對(duì)專業(yè)課的了解，掌握該課程的基礎(chǔ)理論與實(shí)際應(yīng)用的技能；使專業(yè)課教師明確教學(xué)的目標(biāo)和方向，充分了解專業(yè)發(fā)展的動(dòng)態(tài)與前言的信息，學(xué)習(xí)最新的加工工藝，從而保證學(xué)生能夠?qū)W到更好的機(jī)械制造技能。

4.2加強(qiáng)高校實(shí)驗(yàn)基地建設(shè)

高校應(yīng)該加大對(duì)機(jī)械制造實(shí)驗(yàn)室的投資力度，提高實(shí)驗(yàn)室的硬件條件與軟件設(shè)施。與此同時(shí)，還需要修建一些機(jī)械拆裝實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生提供機(jī)械拆裝的設(shè)備，使該裝業(yè)的學(xué)生能夠通過(guò)對(duì)這些機(jī)械設(shè)備的拆裝與測(cè)繪等技術(shù)提高自己的專業(yè)技能，之后還需要學(xué)生通過(guò)三維軟件對(duì)這些機(jī)械拆裝的部件做好建模，這樣就能夠進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對(duì)于這些機(jī)械拆裝結(jié)構(gòu)、原理等的掌握。

除此之外，學(xué)校還應(yīng)該積極聯(lián)系校外的實(shí)習(xí)基地，組織學(xué)生去實(shí)習(xí)基地參觀、實(shí)習(xí)。在這個(gè)基礎(chǔ)上們不僅能夠提高教師的實(shí)踐能力與科研能力，還能夠?qū)崿F(xiàn)真正的資源共享與優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，是高校都能共同進(jìn)步。

4.3加強(qiáng)高校學(xué)風(fēng)制度建設(shè)

高校不僅需要抓好教學(xué)的質(zhì)量，還需要規(guī)范教學(xué)過(guò)程，要同時(shí)充分調(diào)動(dòng)教師與學(xué)生的積極性。教師應(yīng)該做好理論教學(xué)與課堂教學(xué)，同時(shí)還不應(yīng)該忽視學(xué)生的課余時(shí)間?？梢栽趯W(xué)校成立與該專業(yè)相關(guān)的協(xié)會(huì)，為學(xué)生在課余時(shí)間提供學(xué)生與實(shí)踐的場(chǎng)所，而教師也應(yīng)該積極參與到實(shí)訓(xùn)中，給學(xué)生做出及時(shí)、專業(yè)、正確的指導(dǎo)。該實(shí)訓(xùn)基地應(yīng)該全天為學(xué)生開(kāi)放，避免挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。通過(guò)課下的實(shí)踐，既能夠提高教師的教學(xué)水平與實(shí)踐技能，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力與實(shí)踐能力。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在新的時(shí)代要求下，國(guó)內(nèi)的各大高校都應(yīng)該積極研究、探索并改革當(dāng)前對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的人才培養(yǎng)策略，高校應(yīng)該轉(zhuǎn)變教育的思想，進(jìn)一步明確高校培養(yǎng)人才的目的與特色，從而為今后提供高質(zhì)量的應(yīng)用型人才做好保證。

參考文獻(xiàn)：

[1]明哲.基于數(shù)控技術(shù)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式的研究與實(shí)踐[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2012，03.

[2]熊志卿.人才培養(yǎng)目標(biāo)以及知識(shí)、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)研究――以機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)為研究對(duì)象[J].南京工程學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2005，01.

篇5

航空飯金工裝數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)

與其他加工制造方法相比,飯金件的數(shù)字化設(shè)計(jì)制造有自身的特點(diǎn)。飯金件并非一次成形,它的制造過(guò)程包括多個(gè)工序,因此飯金件的數(shù)字化定義不僅包括零件本身的定義,更包括工序件的定義和優(yōu)化。為了保證制造精度,必須根據(jù)零件形狀、成形工藝、材料特性等進(jìn)行成形過(guò)程中工藝數(shù)模的定義,作為工序間的制造依據(jù)和檢測(cè)依據(jù)。其次,飯金件成形是塑性變形過(guò)程,無(wú)法完全定量控制。再次,飯金成形過(guò)程中需控制的主要是成形力、溫度等工藝過(guò)程參數(shù),而非坐標(biāo)等幾何參數(shù),控制難度更大。由于材料性能的不穩(wěn)定性和隨機(jī)性,使工藝參數(shù)設(shè)計(jì)和成形過(guò)程精確控制十分困難。因此必須從成形工藝開(kāi)始直至工裝模具試壓交付整個(gè)過(guò)程進(jìn)行研究,形成飯金件數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的解決方案,建立飯金的數(shù)字化設(shè)計(jì)制造體系。飯金數(shù)字化設(shè)計(jì)制造包括工藝數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化工藝數(shù)模(即制造模型)、工裝數(shù)字化設(shè)計(jì)、工裝模具數(shù)字化制造等內(nèi)容,這些內(nèi)容以產(chǎn)品數(shù)模庫(kù)、產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)庫(kù)、工藝數(shù)模庫(kù)、模具設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)、成形分析/仿真庫(kù)等共享數(shù)據(jù)為支撐,通過(guò)數(shù)據(jù)接口與相關(guān)部門進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,由數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進(jìn)行管理,進(jìn)行系統(tǒng)集成,實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì)制造,從而提高飯金模具設(shè)計(jì)質(zhì)量,縮短制造周期。飯金的數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)工藝設(shè)計(jì)和制造模型的定義是核心,應(yīng)該進(jìn)行以下方面的工作:建立企業(yè)共享數(shù)據(jù)庫(kù)。飯金件設(shè)計(jì)是典型的知識(shí)需求密集的過(guò)程。企業(yè)在以往的制造過(guò)程中積累了大量關(guān)于飯金材料性能數(shù)據(jù)、典型流程、工藝參數(shù)等經(jīng)驗(yàn)及試驗(yàn)數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為共享知識(shí),建立模具工藝知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù),有助于提高飯金工藝設(shè)計(jì)的效率和成形質(zhì)量。此外還有模具設(shè)計(jì)知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、模具數(shù)字化分析數(shù)據(jù)庫(kù)等。研究飯金件制造模型定義方法,建立毛坯和工藝模型的專用計(jì)算工具,為工裝設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)設(shè)計(jì)、數(shù)控編程等提供數(shù)據(jù)源,以滿足零件精密成形的需要。圖1中,成形模具的外形制造依據(jù)為制造模型中的成形工藝模型而不是零件原始數(shù)模。成形工藝模型考慮了零件的回彈等因素,對(duì)型面和尺寸進(jìn)行了合理的預(yù)修正。以制造模型為框肋零件橡皮囊液壓成形工藝過(guò)程的數(shù)據(jù)源,改變了反復(fù)試錯(cuò)的制造方式,簡(jiǎn)化了模具設(shè)計(jì)的工作,減少了人為不確定因素的影響,提高了模具設(shè)計(jì)的效率,同時(shí)可保證零件成形后的精度,提高零件制造的質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)零件的精密、快速和低成本的制造。圖1框類零件橡皮囊液爪成形過(guò)程飛機(jī)蒙皮柔性工裝是數(shù)字化制造的一個(gè)典型案例。圖2所示是一種柔性多點(diǎn)吸盤式夾持工裝系統(tǒng),采用數(shù)字量傳遞的蒙皮制造技術(shù),與工藝數(shù)字化和數(shù)控設(shè)備結(jié)合很容易實(shí)現(xiàn)蒙皮零件的數(shù)字化生產(chǎn),使工裝制造周期大幅減少,生產(chǎn)效率顯著提高。模具外形調(diào)整在10分鐘之內(nèi)可以完成,對(duì)于多品種小批量蒙皮零件的生產(chǎn)具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)北京航空制造工程研究所已經(jīng)開(kāi)展了這方面的工作5:。

國(guó)內(nèi)航空公司的飯金工裝數(shù)字化設(shè)計(jì)制造

篇6

關(guān)鍵詞：無(wú)圖制造 鈑金零部件 數(shù)字化系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416(2012)08-0195-01

隨著數(shù)字化無(wú)圖制造技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化制造系統(tǒng)已經(jīng)演變成鈑金零部件加工和制造的關(guān)鍵性工具，鈑金數(shù)字化制造的信息載體已經(jīng)完全由“模擬量”轉(zhuǎn)換成“數(shù)字量”。眾所周知，“數(shù)字量”信息其做大的優(yōu)勢(shì)就是安全、精確、并行分布式處理、傳遞易行、容量大。鈑金數(shù)字化制造系統(tǒng)的信息所表達(dá)出來(lái)的“數(shù)字化”，往往會(huì)引發(fā)信息處理上的一些變化，譬如：其所引發(fā)的技術(shù)革新和操作手段都有了巨大的變化和更新，因此，我們必須要在數(shù)字空間的實(shí)際運(yùn)行模式中不斷的完善和探索。

1、鈑金數(shù)字化制造現(xiàn)狀分析

激光切割制造技術(shù)的出現(xiàn)，完全替代了“剪切－沖”的工藝流程，它的特點(diǎn)就是靈活且具有較大的柔性，其缺點(diǎn)就是運(yùn)作成本比較高。這種制造技術(shù)最常見(jiàn)于一些形狀不規(guī)則的產(chǎn)品或器件上，隨著小批量零部件的大量生產(chǎn)，激光切割制造技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視。因?yàn)榧す馇懈罹哂懈呷嵝院透呔纫约叭S設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷完善和成熟，使用者可以完全從新設(shè)計(jì)和流程中取得收益，這樣就可以大大降低生產(chǎn)成本，而且還能夠有效地縮短工期。所以新的鈑金工藝其實(shí)就是從設(shè)計(jì)開(kāi)始的，及設(shè)計(jì)+激光切割+折彎+焊接/鉚焊。多重折彎工藝在國(guó)內(nèi)的箱體制造業(yè)已經(jīng)比較普及。好處是省掉了傳統(tǒng)的加強(qiáng)筋。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)激光具有切縫細(xì)，精度高的優(yōu)秀特點(diǎn)。通常情況下，都是一次性進(jìn)行切割，然后配合4次的折彎，從而實(shí)現(xiàn)4個(gè)工件。這種制造方式，完全超越了傳統(tǒng)工藝的設(shè)計(jì)思路，所以為縮短工期奠定了基礎(chǔ)。激光切割的不斷普及，市場(chǎng)要求提高速切割，只有這樣才能降低待機(jī)的時(shí)間，向厚板，高反射材料進(jìn)行擴(kuò)展，降低電耗成本等。例如雅馬哈2010年所推出的by speed機(jī)型，其切割的速度可高達(dá)40m/min，加速度為3g，它能夠切割20毫米厚的不銹鋼，12毫米厚的鋁合金，6毫米厚的紫銅等，而所耗電只有60kW左右。機(jī)器的有效利用率能夠達(dá)到95%以上。

2、鈑金數(shù)字化制造系統(tǒng)模式

2.1 數(shù)據(jù)源的整合與集成

鈑金零部件的數(shù)字化制造數(shù)據(jù)大都是采用集中的管理與存儲(chǔ)，這樣就可以形成一個(gè)惟一的數(shù)據(jù)源。每一個(gè)系統(tǒng)都是經(jīng)過(guò)產(chǎn)品的具體數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進(jìn)行訪問(wèn)制造相應(yīng)的模型、工裝和工藝信息，從而改變了模擬量的傳遞模式，滿足了所有信息在不同的用戶之間與不同的應(yīng)用系統(tǒng)之間的集成和共享。鈑金零部件制造數(shù)字化數(shù)據(jù)庫(kù)所有的知識(shí)組元可以隨時(shí)更新而且還能夠多次使用，鈑金數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)系統(tǒng)的完善和建立，極大程度地滿足了所有信息的數(shù)字自動(dòng)化表述，同時(shí)，在每一個(gè)數(shù)字化的設(shè)計(jì)當(dāng)中都可以重新使用所有者的制造技術(shù)，這就完全顛覆了傳統(tǒng)意義上，單憑經(jīng)驗(yàn)和多次的試驗(yàn)設(shè)計(jì)模式。集成系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計(jì)就是把數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)重用工具以及應(yīng)用系統(tǒng)整合到一個(gè)相同的平臺(tái)，該平臺(tái)為工程設(shè)計(jì)的統(tǒng)一介質(zhì)，使得整個(gè)數(shù)字化流程固定化，對(duì)所有數(shù)字化制造流程進(jìn)行統(tǒng)一的控制和管理，從而進(jìn)一步集成了各大子系統(tǒng)制造工藝，完成了其要素的設(shè)計(jì)。

2.2 數(shù)字量控制與傳遞

在傳統(tǒng)鈑金制造模式中模擬量主要是依靠傳遞實(shí)現(xiàn)的，所有零部件的生產(chǎn)流程中所有的環(huán)節(jié)都缺少一個(gè)整體的數(shù)字化定義，其所生產(chǎn)的成品難以確保精度和準(zhǔn)度。數(shù)字化制造則是通過(guò)前提準(zhǔn)備，將每一個(gè)使命的設(shè)計(jì)要素準(zhǔn)確地進(jìn)行了數(shù)字化的表述，憑借數(shù)字化的信息驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)材料加工的所有過(guò)程。通過(guò)對(duì)零部件模型的設(shè)計(jì)，就能得到所需產(chǎn)品的具體尺寸和形狀，不過(guò)由于在零部件生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)很多的中間不確定狀態(tài)，所以很難對(duì)設(shè)計(jì)信息向制造延伸。設(shè)計(jì)和制造模型屬于相同對(duì)象的不同組成部分，其分別用于兩個(gè)不同的生產(chǎn)階段。確定了內(nèi)容與工序之后，制造模型主要是結(jié)合工藝生產(chǎn)過(guò)程中的具體因素，對(duì)產(chǎn)品做出的一個(gè)詳細(xì)描述，把以往制造模式中通過(guò)模擬量表達(dá)零件尺寸與形狀的所有信息進(jìn)行了數(shù)字化的定義，是工藝過(guò)程設(shè)計(jì)和工藝資源設(shè)計(jì)的依據(jù)。

3、鈑金制造要素設(shè)計(jì)

3.1 知識(shí)建模

知識(shí)建模其實(shí)就是根據(jù)鈑金零部件生產(chǎn)過(guò)程中所出現(xiàn)的知識(shí)，通過(guò)鈑金零部件將其串聯(lián)起來(lái)，把鈑金制造和加工過(guò)程中所有知識(shí)作為一個(gè)整體系統(tǒng)，從橫向和縱向兩個(gè)方向進(jìn)行歸納建模。縱向方面主要是從宏觀到微觀組元進(jìn)行構(gòu)建知識(shí)系統(tǒng)，同時(shí)依據(jù)不同知識(shí)組元易難程度進(jìn)行分層建模，通常都是將該系統(tǒng)劃分為型、域、屬、族四個(gè)不同的層次。知識(shí)分類的最基本的單元就是型，它是根據(jù)知識(shí)具體求解對(duì)象的疑難程度進(jìn)行分類，主要包含實(shí)例、基型和典型知識(shí)。橫向方面，通過(guò)進(jìn)一步地分析所有組元間的相互依賴關(guān)系，建立一個(gè)如同記憶網(wǎng)一樣的模型，把鈑金相關(guān)知識(shí)轉(zhuǎn)化為由制造要素所組成的網(wǎng)絡(luò)，建立一個(gè)完整、科學(xué)、便于管理的鈑金知識(shí)庫(kù)。

3.2 知識(shí)使用

基本類型的知識(shí)對(duì)形成問(wèn)題解方案的作用方式分為表型和典型兩種。知識(shí)可直接形成問(wèn)題的解方案，基型知識(shí)則部分形成問(wèn)題的解方案。鈑金制造指令設(shè)計(jì)、成形模具設(shè)計(jì)等問(wèn)題求解，根據(jù)知識(shí)的層次模型使用對(duì)應(yīng)的屬及基類知識(shí)，開(kāi)發(fā)不同的推理方法，如：基于表型知識(shí)的推理、基于典型知識(shí)的推理、基于基型知識(shí)的推理等。以工藝流程設(shè)計(jì)為例，對(duì)于典型鈑金零件，通過(guò)歸納總結(jié)典型方案，根據(jù)各種條件檢索得到合理的工藝流程；對(duì)于非典型零件可以依次采用基于實(shí)例的設(shè)計(jì)或創(chuàng)成式方式來(lái)完成；知識(shí)檢索采用基于編碼的精確匹配方法。

4、結(jié)語(yǔ)

無(wú)圖制造技術(shù)的發(fā)展，為鈑金零部件的生產(chǎn)和加工提供了一個(gè)巨大的發(fā)展空間，其主要就是因?yàn)闊o(wú)圖制造技術(shù)不但涵蓋了最新信息和最前端技術(shù)，而且更重要的是它促進(jìn)了生產(chǎn)技術(shù)的數(shù)字化智能化的發(fā)展。本文通過(guò)對(duì)鈑金零件數(shù)字化制造系統(tǒng)模式的研討和分析，提出了鈑金數(shù)字化制造模式和解決思路，其中制造模型是面向制造過(guò)程對(duì)鈑金零件信息的組織，采用集成管理的方法形成了鈑金數(shù)字化制造的數(shù)據(jù)源。

參考文獻(xiàn)

篇7

關(guān)鍵詞：三維輕量化模型、數(shù)字化制造定義

隨著三維CAD在國(guó)內(nèi)制造業(yè)的廣泛推廣應(yīng)用，三維設(shè)計(jì)過(guò)程已經(jīng)成為企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主流工具。企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中積累了大量的三維模型數(shù)據(jù)，如何充分利用這些三維模型數(shù)據(jù)成為企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。設(shè)計(jì)手段的變革，工藝設(shè)計(jì)跟著需要變革。工藝如何和三維C AD進(jìn)行集成，工藝如何基于三維CAD進(jìn)行加工工藝設(shè)計(jì)和裝配工藝設(shè)計(jì)等，目前在很多企業(yè)都有迫切的需求。

企業(yè)設(shè)計(jì)逐步采用三維設(shè)計(jì)模式后，工藝設(shè)計(jì)模式也面臨著改變和沖擊。企業(yè)迫切地需要利用三維模型的信息完整、可視的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)提高工藝編制的質(zhì)量和效率，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品模型信息的統(tǒng)一。然而，三維模型數(shù)據(jù)量雖大，但目前的數(shù)據(jù)模型主要表達(dá)設(shè)計(jì)幾何信息，對(duì)于制造工藝以及數(shù)據(jù)模型卻涉及很少，同時(shí)，不同的C A D系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)在異構(gòu)平臺(tái)下不兼容、工藝信息量龐大和網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，使得三維模型數(shù)據(jù)的交換、共享以及在制造工藝上的應(yīng)用具有很大的困難。

本文就內(nèi)蒙古第一機(jī)械集團(tuán)有限公司（簡(jiǎn)稱內(nèi)蒙一機(jī)）采用M P M S制造規(guī)劃管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基于三維輕量化模型的工藝無(wú)紙化應(yīng)用的實(shí)際情況，探討三維模型下工藝管理的關(guān)鍵技術(shù)。

一、三維模型輕量化是工藝三維化的關(guān)鍵技術(shù)支撐

為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期內(nèi)三維模型數(shù)據(jù)的交換和共享，人們對(duì)三維模型的輕量化進(jìn)行了大量的研究和探索，內(nèi)蒙一機(jī)在Extech MPMS系統(tǒng)上開(kāi)發(fā)應(yīng)用了符合企業(yè)需求的輕量化格式，取得了很好的制造工藝應(yīng)用效果。

由于工藝制造信息是設(shè)計(jì)信的息數(shù)十倍，在三維工藝設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)的輕量化是實(shí)現(xiàn)三維工藝的關(guān)鍵技術(shù)，三維工程輕量化模型需實(shí)現(xiàn)標(biāo)注、測(cè)量、裝配和制造工序模型技術(shù)。

在成熟輕量化軟件的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)適合工藝應(yīng)用的輕量化工具，達(dá)到工藝設(shè)計(jì)模式從二維向三維的轉(zhuǎn)變。將原有的CAPP與2D CAD集成轉(zhuǎn)變?yōu)镃APP與3D CAD的集成，為設(shè)計(jì)人員提供一個(gè)接近真實(shí)的可視化工藝設(shè)計(jì)環(huán)境。在這個(gè)環(huán)境下進(jìn)行包括建立和提取三維模型中的加工特征信息，加工過(guò)程仿真和校驗(yàn)、裝配過(guò)程仿真優(yōu)化、加工資源規(guī)劃等高層次的工藝設(shè)計(jì)工作。這將大大提高工藝設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率，并強(qiáng)化工藝在產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中的地位。

1.基于輕量化模型的數(shù)字化定義技術(shù)

數(shù)字化產(chǎn)品定義（DPD）是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造的基礎(chǔ)，它以數(shù)字的方式對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行準(zhǔn)確描述。采用輕量化模型技術(shù)后，數(shù)字化產(chǎn)品定義信息必須按輕量化模型要求進(jìn)行分類組織管理，完整準(zhǔn)確地表達(dá)產(chǎn)品零部件本身的幾何屬性、工藝屬性、質(zhì)量檢測(cè)屬性以及管理屬性等信息，滿足制造過(guò)程各階段對(duì)數(shù)據(jù)的需求，保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的協(xié)調(diào)性。

2.基于輕量化模型的數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)

輕量化模型是產(chǎn)品三維數(shù)模的過(guò)程制造模型，使產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)活動(dòng)發(fā)生了根本變化。工藝設(shè)計(jì)與仿真將在三維數(shù)字化環(huán)境下，依據(jù)基于輕量化模型技術(shù)的數(shù)字化工藝協(xié)調(diào)制造體系要求，以產(chǎn)品的EBOM和三維數(shù)字樣機(jī)為基礎(chǔ)，以工藝數(shù)字化并行定義為核心，制定工藝總方案，建立三維工藝數(shù)字樣機(jī)，進(jìn)行數(shù)字化三維工藝設(shè)計(jì)、數(shù)字化工藝容差分配、仿真優(yōu)化和數(shù)字化三維工藝仿真驗(yàn)證。

在工藝設(shè)計(jì)與仿真的不同階段，仿真的內(nèi)容也不同。在工藝審查階段，對(duì)零件、組件及部件組成的制造單元進(jìn)行可制造性、可裝配性分析，檢查結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性；在工藝規(guī)劃階段，通過(guò)裝配工藝仿真，確定零部件之間的裝配順序和運(yùn)動(dòng)路徑；在工裝設(shè)計(jì)階段，進(jìn)行制造資源仿真，設(shè)計(jì)出合格的工裝資源；在工藝編制階段，通過(guò)建立起產(chǎn)品、工藝和資源的數(shù)字化工藝數(shù)據(jù)模型（P P R），并對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行基于M B D的工藝容差分配計(jì)算和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)基于模型的工藝分離面劃分、裝配工位設(shè)計(jì)、裝配流程設(shè)計(jì)和三維工藝指令設(shè)計(jì)等。

3.建設(shè)輕量化模型的工藝裝備數(shù)據(jù)

工藝裝備設(shè)計(jì)在三維數(shù)字化環(huán)境下，以產(chǎn)品數(shù)字樣機(jī)、工藝數(shù)字樣機(jī)為基礎(chǔ)，進(jìn)行工藝技術(shù)裝備的設(shè)計(jì)和仿真，逐步形成面向現(xiàn)代航空制造的基于三維的飛機(jī)制造技術(shù)裝備工程體系，實(shí)現(xiàn)技術(shù)裝備數(shù)字化、自動(dòng)化和柔性化。在工裝設(shè)計(jì)過(guò)程中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)模、工藝數(shù)模的版本變化將直接引起工裝數(shù)模的版本變化。因此，必須應(yīng)用三維關(guān)聯(lián)技術(shù)和三維在線技術(shù)，預(yù)先開(kāi)展基于輕量化模型工藝裝備設(shè)計(jì)與產(chǎn)品、工藝設(shè)計(jì)及仿真的數(shù)字化協(xié)同技術(shù)，工藝裝備設(shè)計(jì)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)的關(guān)聯(lián)更改技術(shù)，工藝裝備三維數(shù)字化設(shè)計(jì)制造一體化集成技術(shù)和基于三維數(shù)字化工藝裝備設(shè)計(jì)制造等技術(shù)的研究工作。

4.基于輕量化模型的裝配過(guò)程可視化技術(shù)

在數(shù)字化制造模式下，裝配現(xiàn)場(chǎng)已擺脫傳統(tǒng)基于二維圖樣的模擬量傳遞體系，三維數(shù)模及三維工藝指令已經(jīng)完全替代了二維工程圖樣和紙質(zhì)工藝指令，成為在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)工人工作的技術(shù)依據(jù)。

為了確保裝配現(xiàn)場(chǎng)能夠及時(shí)獲取現(xiàn)行有效的三維數(shù)模、輕量化模型和三維裝配工藝指令，滿足產(chǎn)品裝配過(guò)程管理與執(zhí)行控制的要求，需要解決三維數(shù)模輕量化的問(wèn)題，并將基于數(shù)字化制造的設(shè)計(jì)模型、工藝模型、檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?、三維工裝資源數(shù)據(jù)、輕量化模型和三維裝配工藝指令統(tǒng)一納入企業(yè)級(jí)P L M中進(jìn)行管理（圖1），并建立與裝配現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)計(jì)劃的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)三維可視化裝配技術(shù)在裝配制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的集成應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)紙化。

二、輕量化三維模型的應(yīng)用

1.現(xiàn)場(chǎng)工藝實(shí)現(xiàn)三維模型化以減少生產(chǎn)人員的識(shí)圖時(shí)間

三維數(shù)字模型的直觀性可以幫助工藝人員直接了解零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)，減少看圖出錯(cuò)的幾率，提高工作效率，工藝人員可以把更多的時(shí)間和精力投入到其他工作中。因?yàn)閷?duì)于比較復(fù)雜的鑄件圖樣，工藝人員要想在很短的時(shí)間內(nèi)看明白，不是一件容易的事。

對(duì)三維數(shù)字模型還可以進(jìn)行三維立體尺寸標(biāo)注，隨時(shí)測(cè)量各個(gè)需要加工的工序尺寸，檢查零件實(shí)際加工的尺寸是否正確。對(duì)于復(fù)雜且比較大、重的零件，要想知道它的體積和重量不是一件容易的事，需要大量的計(jì)算?；谌S數(shù)字模型，得到體積和重量則是一件非常簡(jiǎn)單的事。

2.更好地了解組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

為了更好地了解組件內(nèi)部結(jié)構(gòu)，需要用軸測(cè)圖來(lái)表示部件的裝配形式，用這種形式可以很好地反映部件的裝配結(jié)構(gòu)。如果用過(guò)去的二維形式來(lái)畫(huà)軸測(cè)圖，幾十個(gè)零件組成的部件可能要用十幾天的時(shí)間才能夠完成。用三維數(shù)字模型裝配的部件，可以很容易生成軸測(cè)圖。并能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，如：在設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)裝配能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)零件之間是否有干涉。在裝配中有些零件之間的空間距離在二維圖樣中很難確定，但在三維數(shù)字模型裝配中卻是件很容易的事。同時(shí)能夠生成任何方向的裝配和軸測(cè)圖，并能夠做成各種方向的裝配圖片。這樣就會(huì)大大提高了裝配工人的感官認(rèn)識(shí)和實(shí)際操作能力，提高了裝配的速度和準(zhǔn)確性。

3.動(dòng)態(tài)數(shù)字化工藝視頻指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)正確操作

三維數(shù)字模型在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行裝配，就可以很好地了解整個(gè)部件的裝配順序，減少工藝規(guī)程編寫中的錯(cuò)誤，提高工藝規(guī)程編寫的質(zhì)量。

對(duì)于稍有文化和專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)基礎(chǔ)，且有一定識(shí)圖能力的年輕員工，如果用播放數(shù)字媒體的形式來(lái)反映復(fù)雜部件裝配的過(guò)程，再配合正確的工藝規(guī)程文件，就會(huì)很好地完成復(fù)雜部件的裝配。

制作好的數(shù)字媒體，不僅可用以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的員工進(jìn)行培訓(xùn)，還可用以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)千里之外的協(xié)作用戶進(jìn)行培訓(xùn)，這將是未來(lái)培訓(xùn)的必然趨勢(shì)，也是現(xiàn)場(chǎng)工藝人員用于了解裝配部件內(nèi)部結(jié)構(gòu)最有效的方法。

另外，用三維數(shù)字模型制作的視頻文件存為avi形式，就可用Windows中的Windows Media Player或其他視頻軟件來(lái)播放，從而反映整個(gè)部件的裝配過(guò)程。

三、應(yīng)用效果與部署情況

圖2所示是內(nèi)蒙一機(jī)制造規(guī)劃管理系統(tǒng)的完整應(yīng)用模型。系統(tǒng)將企業(yè)的工藝設(shè)計(jì)與管理組合成一個(gè)有機(jī)結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)體系，這些數(shù)據(jù)完全可以為信息系統(tǒng)和后續(xù)的應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)，運(yùn)用三維數(shù)字化定義、三維數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)與仿真、三維數(shù)字化工藝裝備的設(shè)計(jì)與制造、基于輕量化模型的裝配過(guò)程可視化技術(shù)、三維數(shù)字化檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)以及基于結(jié)構(gòu)化的工藝數(shù)據(jù)，結(jié)合產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)集成技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效地縮短產(chǎn)品研制周期，改善生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)二維圖紙、無(wú)紙質(zhì)工作指令的三維數(shù)字化集成制造。

參考文獻(xiàn)

篇8

將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于制造業(yè)中是制造業(yè)的一項(xiàng)重大改革，它的水平高低能夠反映一個(gè)國(guó)家的制造業(yè)水平。隨著經(jīng)濟(jì)全球化一體化，科技也在迅速發(fā)展，這也就直接影響了現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展，主要變化有：產(chǎn)品生產(chǎn)更快，用戶需求多樣化等。

關(guān)鍵詞：工裝數(shù)字化；制造與功能性；研究

1工裝數(shù)字化制造技術(shù)的國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)也越來(lái)越多的應(yīng)用于制造業(yè)中，數(shù)字化技術(shù)與制造業(yè)融合已經(jīng)成為主流。在目前的制造業(yè)中，數(shù)字化技術(shù)用于制造業(yè)中已經(jīng)成為提高產(chǎn)品質(zhì)量以及提高產(chǎn)品效益的重要手段。在近30年的制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中，在一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)圖化生產(chǎn)模式，采用CAD/CAM實(shí)現(xiàn)百分之百的數(shù)字化設(shè)計(jì)生產(chǎn)[1]。

我國(guó)采用CAD/CAM技術(shù)是從20世紀(jì)60年代開(kāi)始的，剛開(kāi)始僅僅應(yīng)用于航空產(chǎn)業(yè)，隨著科技的不斷發(fā)展，在諸多領(lǐng)域中已經(jīng)都進(jìn)入了實(shí)用階段。我國(guó)工裝數(shù)字化技術(shù)中的CAD技術(shù)已經(jīng)得到很好發(fā)展，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的巨大飛躍。

2工裝數(shù)字化制造技術(shù)的意義

對(duì)于制造產(chǎn)業(yè)而言，工裝數(shù)字化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)技術(shù)升級(jí)的必要手段。為了使制造技術(shù)得到提升與創(chuàng)新，改變以往制造模式，就需要對(duì)數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行引進(jìn)，采用數(shù)字化的技術(shù)來(lái)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。隨著越來(lái)越多的制造企業(yè)采用工裝數(shù)字化技術(shù)，此技術(shù)將會(huì)逐漸成為市場(chǎng)所需的主流。

在激烈的制造業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程中，人們對(duì)所用產(chǎn)品的要求也越來(lái)越高，尤其是一些需要長(zhǎng)期使用的物品，例如：汽車，冰箱等大型家用電器。人們除了對(duì)它的性能、質(zhì)量以及價(jià)格要求之外還希望產(chǎn)品多樣化，外觀更加個(gè)性等[2]。采用數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于制造業(yè)不僅僅能夠滿足這些需求，還可以更好的適應(yīng)市場(chǎng)所需，有效降低制造企業(yè)成本。

工裝的制造以及準(zhǔn)備對(duì)于產(chǎn)品的零部件而言是很重要的，它是整個(gè)制造生產(chǎn)的準(zhǔn)則，它的制造精度可以直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，甚至可以影響產(chǎn)品生產(chǎn)所需的周期。所以將工裝數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于制造生產(chǎn)來(lái)講，是具有重大意義的。

3工裝數(shù)字化制造工藝參數(shù)

在進(jìn)行數(shù)字化生產(chǎn)過(guò)程中，工藝參數(shù)是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。合理的選擇參數(shù)對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、成本、質(zhì)量以及利潤(rùn)都有深刻聯(lián)系。對(duì)工作人員來(lái)講，應(yīng)該在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，根據(jù)市場(chǎng)所需以及產(chǎn)品要求來(lái)合理并且有效的選擇切削用量，進(jìn)而達(dá)到最佳的指標(biāo)。

4工裝數(shù)字化的重要應(yīng)用

在我國(guó)，工裝數(shù)字化最主要是應(yīng)用于航空產(chǎn)業(yè)，因?yàn)榇水a(chǎn)業(yè)對(duì)制造要求極高，飛機(jī)之間的零部件數(shù)量較多，并且許多零件尺寸較大，剛性很小，在進(jìn)行裝置過(guò)程中容易受損變形，為了滿足飛機(jī)產(chǎn)品的高精度要求，這中間也就需要標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化工裝來(lái)進(jìn)行信息之間的協(xié)調(diào)與控制。

在航空領(lǐng)域多采用工裝數(shù)字化技術(shù)中的柔性裝配工裝技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)得到國(guó)內(nèi)外大多數(shù)航空企業(yè)的關(guān)注與使用。柔性工裝技術(shù)一般具有柔性化、數(shù)字化以及模塊化和自動(dòng)化的特點(diǎn)。柔性化可以使得工裝具有使得產(chǎn)品進(jìn)行快速重構(gòu)的過(guò)程，這也一套工裝也就可以應(yīng)用于多種產(chǎn)品之中，這個(gè)也就是柔性工裝最主要的特點(diǎn)。數(shù)字化則表現(xiàn)在進(jìn)行產(chǎn)品制造、設(shè)計(jì)過(guò)程中均采用數(shù)字化模式進(jìn)行。模塊化則是指工裝在硬件上具有模塊化結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，這個(gè)特點(diǎn)也可以體現(xiàn)工裝的柔性，進(jìn)而對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行重構(gòu)。模塊之間可以自動(dòng)重組調(diào)整也體現(xiàn)了柔性工裝的自動(dòng)化特點(diǎn)。柔性工裝雖然是一種柔性可重復(fù)利用的工裝，但其本質(zhì)決定了必須有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)剛度來(lái)保證其定位準(zhǔn)確度；同時(shí)，柔性工裝要實(shí)現(xiàn)其柔，使得其結(jié)構(gòu)較一般剛性工裝復(fù)雜。因此，針對(duì)柔性工裝特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)是柔性工裝設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要技術(shù)。

工裝數(shù)字化在功能方面是非常全面的，并且形式也是多種多樣的，能夠充分滿足制造業(yè)的需求[3]。單就柔性工裝而言，就很很多種構(gòu)成模式。例如：1、多點(diǎn)陣真空吸盤式柔性工裝。這種形式的工裝是模塊化單元為帶真空吸盤的立柱式單元，并且具有3個(gè)方向運(yùn)動(dòng)度，通過(guò)整體控制系統(tǒng)可以進(jìn)行自動(dòng)調(diào)形。2、行列式結(jié)構(gòu)柔性工裝。行列式結(jié)構(gòu)柔性工裝是一種由多個(gè)行列式排列的立柱單元構(gòu)成的工裝，各立柱單元為模塊化結(jié)構(gòu)，獨(dú)立分散排列，每個(gè)立柱單元上裝有夾持單元，夾持單元一般具有3自由度的運(yùn)動(dòng)調(diào)整能力，從而可通過(guò)調(diào)整各立柱單元上多個(gè)夾持單元排列分布，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同飛機(jī)零件的裝配。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述工裝數(shù)字化制造技術(shù)對(duì)于制造企業(yè)而言是一項(xiàng)非常重要的技術(shù)，在功能方面也非常全面實(shí)用，不僅能夠滿足企業(yè)的需求同時(shí)也能夠滿足市場(chǎng)的需求，具有非常好的前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]欒合俊.先進(jìn)模具數(shù)字化制造技術(shù)及其在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 航空制造技術(shù). 2009(20)

篇9

中圖分類號(hào)：G642

摘要：針對(duì)我國(guó)制造業(yè)信息化領(lǐng)域和山西轉(zhuǎn)型跨越發(fā)展急需的信息化工程技術(shù)人才的培養(yǎng)問(wèn)題，提出一種側(cè)重于制造業(yè)信息化不同層次人才需求的專業(yè)群人才培養(yǎng)模式，將太原科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院建設(shè)的4個(gè)專業(yè)構(gòu)建成一個(gè)信息化人才培養(yǎng)專業(yè)群，通過(guò)構(gòu)建不同的課程教學(xué)體系和實(shí)踐教學(xué)體系實(shí)現(xiàn)專業(yè)群共性知識(shí)的聯(lián)合教學(xué)和特色化專業(yè)知識(shí)的分布教學(xué)。

關(guān)鍵詞：制造業(yè)信息化；專業(yè)群；人才培養(yǎng)；層次化培養(yǎng)體系

0 引言

在我國(guó)，制造業(yè)作為支柱產(chǎn)業(yè)之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位。隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展和企業(yè)全球化趨勢(shì)的進(jìn)一步擴(kuò)大，’制造業(yè)面臨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移步伐加快、國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更加激烈的局面。目前，我國(guó)已成為全球的制造業(yè)大國(guó)，但還遠(yuǎn)不是制造業(yè)強(qiáng)國(guó)，特別是裝備制造業(yè)發(fā)展嚴(yán)重滯后。中國(guó)的制造業(yè)大部分是發(fā)達(dá)國(guó)家制造業(yè)轉(zhuǎn)移的結(jié)果，勞動(dòng)密集型居多，有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)制造企業(yè)較少。另外，制造企業(yè)的信息化程度偏低，許多企業(yè)僅僅實(shí)現(xiàn)了“甩圖版”工程，無(wú)法實(shí)現(xiàn)資金流、信息流、物資流的高效運(yùn)行和科學(xué)管理，在產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化制造、企業(yè)數(shù)字化管理以及信息化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境支撐平臺(tái)建設(shè)方面還存在諸多問(wèn)題，無(wú)法適應(yīng)國(guó)家“兩化融合”的戰(zhàn)略發(fā)展需求。究其原因，除了制造企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力較弱外，制造業(yè)信息化的水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在較大差距，從事制造業(yè)信息化所需的軟硬件開(kāi)發(fā)與服務(wù)的人才嚴(yán)重缺失。

制造業(yè)信息化是企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新、制造模式創(chuàng)新和經(jīng)營(yíng)管理方式創(chuàng)新的重要手段，是打造優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)鏈、提升中小企業(yè)集群競(jìng)爭(zhēng)力的有效工具，是制造業(yè)發(fā)展的必由之路，是全面貫徹黨的十六大關(guān)于“以信息化帶動(dòng)工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化，信息化和工業(yè)化相互融合”精神，推動(dòng)科技與經(jīng)濟(jì)結(jié)合的一項(xiàng)重大戰(zhàn)略舉措。從制造業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化和生產(chǎn)管理的信息化需求來(lái)看，制造業(yè)信息化技術(shù)包括信息化支撐環(huán)境技術(shù)、數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)、數(shù)字化管理技術(shù)、數(shù)字化制造技術(shù)等4個(gè)重要技術(shù)領(lǐng)域，其中數(shù)字化制造技術(shù)又分為制造裝備數(shù)字化和生產(chǎn)流程數(shù)字化兩個(gè)方面。制造業(yè)信息化軟硬件開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)與服務(wù)人才培養(yǎng)涉及眾多的學(xué)科專業(yè)，但是其人才培養(yǎng)的核心專業(yè)集中在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)類學(xué)科中。2012年，教育部提出了新的學(xué)科專業(yè)設(shè)置目錄，其中計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)類學(xué)科中包含了制造業(yè)信息化人才培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程、軟件工程以及物聯(lián)網(wǎng)工程等專業(yè)。

基于上述分析，筆者以太原科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院課程群建設(shè)為例，研究面向制造業(yè)信息化的專業(yè)群人才培養(yǎng)體系建設(shè)問(wèn)題。學(xué)院按照面向制造業(yè)信息化領(lǐng)域各層次技術(shù)人才培養(yǎng)目標(biāo)，依托太原科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院所承辦的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)、信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)以及軟件工程專業(yè)，構(gòu)建具有裝備制造業(yè)信息化特色的人才培養(yǎng)專業(yè)群。在打通大學(xué)科同類基礎(chǔ)和專業(yè)基礎(chǔ)課程的前提下，學(xué)院確定網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)培養(yǎng)面向制造業(yè)信息化領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)支撐環(huán)境技術(shù)方面的工程技術(shù)人才；計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)面向裝備制造業(yè)信息化領(lǐng)域的嵌入式系統(tǒng)方面的工程技術(shù)人才；信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)培養(yǎng)面向裝備制造業(yè)信息化領(lǐng)域的生產(chǎn)管理自動(dòng)化方面的工程技術(shù)人才；軟件工程專業(yè)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與工業(yè)控制應(yīng)用軟件方向，培養(yǎng)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)方面的工程技術(shù)人才。該研究，為我國(guó)制造業(yè)信息化領(lǐng)域培養(yǎng)具有行業(yè)特色的高級(jí)信息化工程技術(shù)人才，提供了一種專業(yè)群的人才培養(yǎng)體系和方法。

1 培養(yǎng)目標(biāo)定位

依托太原科技大學(xué)在我國(guó)重型機(jī)械和重大技術(shù)裝備領(lǐng)域的行業(yè)優(yōu)勢(shì)，面向裝備制造業(yè)信息化和山西省地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需求，適應(yīng)國(guó)家“以信息化帶動(dòng)工業(yè)化、信息化與工業(yè)化相融合”的戰(zhàn)略發(fā)展，計(jì)算機(jī)學(xué)院努力尋找為我國(guó)制造業(yè)信息化領(lǐng)域和山西地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展培養(yǎng)信息化高級(jí)工程技術(shù)人才的專業(yè)群人才培養(yǎng)目標(biāo)定位。

1）專業(yè)群建設(shè)目標(biāo)定位。

面向制造業(yè)信息化領(lǐng)域的專業(yè)群建設(shè)是為我國(guó)制造業(yè)信息化領(lǐng)域培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)化支撐環(huán)境技術(shù)、數(shù)字化管理技術(shù)、數(shù)字化制造技術(shù)以及數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)方面的高級(jí)信息化工程技術(shù)人才。整個(gè)專業(yè)群由計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程、軟件工程、信息管理與信息系統(tǒng)4個(gè)本科專業(yè)構(gòu)成，每個(gè)專業(yè)突出其在制造業(yè)信息化領(lǐng)域不同層次人才培養(yǎng)特色，以實(shí)現(xiàn)面向制造業(yè)信息化領(lǐng)域所需的軟硬件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)與服務(wù)等不同層次人才的專業(yè)群培養(yǎng)目標(biāo)。

2）專業(yè)群建設(shè)的服務(wù)面向?qū)ο蠖ㄎ弧?/p>

根據(jù)我國(guó)制造業(yè)信息化領(lǐng)域和山西轉(zhuǎn)型跨越發(fā)展對(duì)制造業(yè)信息化人才的需求，依托太原科技大學(xué)在重型機(jī)械和重大技術(shù)裝備領(lǐng)域的人才培養(yǎng)優(yōu)勢(shì)，緊密結(jié)合我校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)國(guó)家級(jí)特色專業(yè)的建設(shè)成果，堅(jiān)持以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為重點(diǎn)，培養(yǎng)面向制造業(yè)信息化領(lǐng)域和山西轉(zhuǎn)型跨越發(fā)展急需的制造業(yè)信息化高級(jí)工程技術(shù)人才。

3）專業(yè)群建設(shè)人才培養(yǎng)觀念定位。

把握21世紀(jì)工程教育理念，突出創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，以行業(yè)需求為導(dǎo)向，在注重對(duì)學(xué)生專業(yè)知識(shí)與工程技術(shù)培養(yǎng)訓(xùn)練的同時(shí)，培養(yǎng)他們崇尚學(xué)術(shù)、追求真理、弘揚(yáng)理性的學(xué)術(shù)精神，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、開(kāi)拓創(chuàng)新、兼收并蓄的治學(xué)態(tài)度和誠(chéng)信敬業(yè)、吃苦耐勞、踏實(shí)肯干的工作作風(fēng)，突出“行業(yè)特色明顯、專業(yè)基礎(chǔ)厚重、實(shí)踐技能突出、素質(zhì)教育鮮明”的專業(yè)群人才培養(yǎng)特色。

2 人才培養(yǎng)課程教學(xué)體系的建立

在制定專業(yè)群相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)方案時(shí)，學(xué)院通過(guò)走訪實(shí)施信息化的裝備制造企業(yè)和制造業(yè)信息化軟硬件集成開(kāi)發(fā)企業(yè)，確定從事制造業(yè)信息化軟硬件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)與服務(wù)人才所需的知識(shí)結(jié)構(gòu)、工程技術(shù)和業(yè)務(wù)能力，并以此為指導(dǎo)，制定專業(yè)群相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案。該方案在保證通識(shí)課程和學(xué)科大類基礎(chǔ)課統(tǒng)一的前提下，通過(guò)相應(yīng)的專業(yè)課程和專業(yè)選修課程來(lái)培養(yǎng)裝備制造業(yè)信息化不同層面的信息技術(shù)人才。

1）專業(yè)群共有知識(shí)體系的基礎(chǔ)課程平臺(tái)構(gòu)建。

制造業(yè)信息化專業(yè)群共有知識(shí)體系是制造業(yè)信息化領(lǐng)域不同層次人才培養(yǎng)必須掌握和具備的基礎(chǔ)課程。專業(yè)群學(xué)科基礎(chǔ)課程平臺(tái)分為通識(shí)基礎(chǔ)、公共基礎(chǔ)和大類基礎(chǔ)3個(gè)部分：通識(shí)基礎(chǔ)課程主要包括大學(xué)英語(yǔ)、政治理論、思想修養(yǎng)、大學(xué)體育等課程；公共基礎(chǔ)主要包括高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、線性代數(shù)、概率統(tǒng)計(jì)、離散數(shù)學(xué)、計(jì)算方法等課程；大類基礎(chǔ)主要包括計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)導(dǎo)論、計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論、高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理、計(jì)算機(jī)組織與結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、軟件工程等課程。

2）專業(yè)群特色化專業(yè)課程平臺(tái)構(gòu)建。

根據(jù)專業(yè)群在制造業(yè)信息化領(lǐng)域不同層次的人才培養(yǎng)需求，學(xué)院將計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)確定為制造業(yè)信息化領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)方向與計(jì)算機(jī)控制方向的特色化人才培養(yǎng)專業(yè)，將信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)定位為制造業(yè)信息化領(lǐng)域生產(chǎn)管理自動(dòng)化軟件設(shè)計(jì)方向的特色化人才培養(yǎng)專業(yè)，將網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)定位為制造業(yè)信息化領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)集成與架構(gòu)方向的特色化人才培養(yǎng)專業(yè)，將軟件工程專業(yè)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)確定為制造業(yè)信息化領(lǐng)域數(shù)字化設(shè)計(jì)方向的特色化人才培養(yǎng)專業(yè)，并根據(jù)各專業(yè)的人才培養(yǎng)特色，構(gòu)建其專業(yè)課程平臺(tái)。

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的專業(yè)課平臺(tái)包括專業(yè)課程與特色課程兩大類。專業(yè)課程主要包括模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電路與系統(tǒng)、數(shù)字邏輯、數(shù)字信號(hào)處理、嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、基于Web的面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)等；特色化課程主要包括工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)組態(tài)軟件設(shè)計(jì)、PLC編程與控制、微機(jī)接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、Web系統(tǒng)與技術(shù)等課程。

信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)主要培養(yǎng)掌握現(xiàn)代信息管理學(xué)基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)，具有生產(chǎn)管理信息化系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、集成、管理與維護(hù)能力的高級(jí)工程技術(shù)人才，其專業(yè)課平臺(tái)主要包括信息管理課程和信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)課程兩類。信息管理課程主要包括信息管理學(xué)、管理統(tǒng)計(jì)學(xué)、西方經(jīng)濟(jì)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、管理信息系統(tǒng)等課程；信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)課程主要包括軟件分析與建模技術(shù)、電子商務(wù)戰(zhàn)略結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)、企業(yè)資源計(jì)劃ERP、物流與供應(yīng)鏈管理SCM、客戶關(guān)系管理CRM、企業(yè)資產(chǎn)管理EAM、知識(shí)工程與專家系統(tǒng)、Web系統(tǒng)與技術(shù)等。

網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)主要面向制造業(yè)信息化領(lǐng)域的信息基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃集成和運(yùn)維管理，培養(yǎng)具有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、組織、管理與維護(hù)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、集成與項(xiàng)目管理方面的高級(jí)工程技術(shù)人才，其專業(yè)課平臺(tái)包括TCP/IP設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)布線、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的集成與管理、信息保障與網(wǎng)絡(luò)安全、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置與管理、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、Web系統(tǒng)與技術(shù)、工程項(xiàng)目管理等課程。

軟件工程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方向主要培養(yǎng)數(shù)字化設(shè)計(jì)方面的高級(jí)工程技術(shù)人才。本專業(yè)方向開(kāi)設(shè)軟件設(shè)計(jì)與體系結(jié)構(gòu)、軟件測(cè)試與分析、軟件需求工程、人機(jī)交互技術(shù)、CAD軟件開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工程、數(shù)字化協(xié)同與網(wǎng)絡(luò)交互設(shè)計(jì)、先進(jìn)制造技術(shù)等。

3 實(shí)踐教學(xué)體系的建立

專業(yè)群的實(shí)踐教學(xué)體系主要包括課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、綜合實(shí)驗(yàn)周、制造業(yè)信息化不同層次逆向工程案例分析、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)。

專業(yè)群中每個(gè)專業(yè)的校內(nèi)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)包括3個(gè)課程設(shè)計(jì)和3個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)周。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)包括高級(jí)語(yǔ)言程序開(kāi)發(fā)課程設(shè)計(jì)、軟件工程課程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)組織與結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)、數(shù)字系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)周、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)綜合實(shí)驗(yàn)周、嵌入式系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)周。信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)包括高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)課程設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)、企業(yè)資源計(jì)劃課程設(shè)計(jì)、軟件建模與架構(gòu)綜合實(shí)驗(yàn)周、信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)周、Web系統(tǒng)與技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)周。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括高級(jí)語(yǔ)言程序開(kāi)發(fā)課程設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)通信與協(xié)議分析課程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)組織與結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)、數(shù)字系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)周、網(wǎng)絡(luò)工程綜合實(shí)驗(yàn)周、網(wǎng)絡(luò)集成與配置綜合實(shí)驗(yàn)周。軟件工程專業(yè)由校外聯(lián)合培養(yǎng)單位完成不同方向的專業(yè)綜合設(shè)計(jì)。所有專業(yè)群實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的選題都緊密圍繞制造業(yè)信息化領(lǐng)域的內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)。在教學(xué)方法上，我們采取送出去和請(qǐng)進(jìn)來(lái)的策略，將學(xué)生4年中的一些課程設(shè)計(jì)、綜合實(shí)驗(yàn)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)等教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)放在企業(yè)完成或者聘請(qǐng)企業(yè)工程技術(shù)人員來(lái)學(xué)校指導(dǎo)。

制造業(yè)信息化不同層次逆向工程案例分析課程在課程體系中單獨(dú)設(shè)置，由具有實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)的教師或聘請(qǐng)制造業(yè)信息化領(lǐng)域的工程技術(shù)人員擔(dān)任。同時(shí)，按照專業(yè)群4個(gè)專業(yè)特色人才培養(yǎng)的需求，依托學(xué)校在重大技術(shù)裝備制造領(lǐng)域的行業(yè)優(yōu)勢(shì)，充分借助學(xué)校產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟企業(yè)的資源優(yōu)勢(shì)，有計(jì)劃地建設(shè)適合于專業(yè)特色方向的實(shí)習(xí)基地。學(xué)院通過(guò)與那些在企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）、企業(yè)資產(chǎn)管理（EAM）開(kāi)發(fā)與應(yīng)用等生產(chǎn)管理信息化水平較高的企業(yè)聯(lián)手，建立有利于學(xué)生在業(yè)務(wù)流程分析、系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)與軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)方面提升實(shí)踐水平的數(shù)字化管理技術(shù)實(shí)習(xí)基地。同時(shí)，我們還與那些在生產(chǎn)過(guò)程控制與企業(yè)基礎(chǔ)自動(dòng)化開(kāi)發(fā)與應(yīng)用領(lǐng)域具有較高水平的企業(yè)聯(lián)合，建立數(shù)字化制造技術(shù)方向的實(shí)習(xí)基地。

4 專業(yè)群師資隊(duì)伍建設(shè)

在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，學(xué)院以學(xué)歷教育、技術(shù)培訓(xùn)和科學(xué)研究等不同方式，積極推進(jìn)專業(yè)群師資隊(duì)伍建設(shè)，努力打造一批具有裝備制造業(yè)信息化領(lǐng)域教學(xué)科研背景的師資隊(duì)伍。面向裝備制造業(yè)信息化領(lǐng)域的特色人才培養(yǎng)，對(duì)師資水平的要求非常高，要想高水平地完成一門課程的教學(xué)，不僅需要教師有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，更要掌握先進(jìn)的工程技術(shù)。所以，本專業(yè)積極鼓勵(lì)教師攻讀制造業(yè)信息化方向的博士學(xué)位，同時(shí)積極推進(jìn)在職教師工程技術(shù)培訓(xùn)制度，并鼓勵(lì)他們通過(guò)在制造業(yè)信息化開(kāi)發(fā)與應(yīng)用領(lǐng)域掛職鍛煉、參加專業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的技術(shù)培訓(xùn)以及在制造企業(yè)技術(shù)研發(fā)中心進(jìn)行項(xiàng)目合作等形式，來(lái)提高專業(yè)教師的工程技術(shù)水平。

5 結(jié)語(yǔ)

學(xué)院將計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)、網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)和軟件工程專業(yè)組合為一個(gè)專業(yè)群，面向制造業(yè)信息化不同層次的人才培養(yǎng)需求，構(gòu)建了相應(yīng)的特色化人才培養(yǎng)體系。通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，不同專業(yè)在實(shí)現(xiàn)共同知識(shí)課程平臺(tái)教學(xué)的基礎(chǔ)上，突出不同面向的特色化專業(yè)課程設(shè)置與教學(xué)的人才培養(yǎng)模式，有利于制造業(yè)信息化領(lǐng)域的特色人才培養(yǎng)。這種教學(xué)模式的改革，可以有效解決同一類專業(yè)的同質(zhì)化教育問(wèn)題，也可以很好地形成面向同一領(lǐng)域的特色化人才培養(yǎng)方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)工程與材料學(xué)部.機(jī)械工程學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告（2011—2020）[M].北京：科學(xué)出版社，2010。

篇10

隨著中國(guó)制造業(yè)信息化進(jìn)程的不斷加快，數(shù)字化技術(shù)在產(chǎn)品創(chuàng)新中的作用凸顯。中國(guó)航天科技集團(tuán)總工程師楊海成講述了三維技術(shù)發(fā)展的新內(nèi)涵，楊海成告訴記者，三維技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前推動(dòng)制造業(yè)信息化發(fā)展，推動(dòng)兩化融合的一個(gè)最重要、最核心的高技術(shù)的支撐和應(yīng)用。在推動(dòng)兩化融合過(guò)程中，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)用數(shù)字化的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)來(lái)促進(jìn)企業(yè)的設(shè)計(jì)革命。

從產(chǎn)品設(shè)計(jì)向服務(wù)運(yùn)行延伸

三維CAD技術(shù)在當(dāng)代工業(yè)和制造業(yè)的發(fā)展中，得到了廣泛的應(yīng)用，是技術(shù)集成應(yīng)用的現(xiàn)代高科技的產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造技術(shù)。在航天工業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)、制造、實(shí)驗(yàn)，運(yùn)營(yíng)乃至產(chǎn)品全生命周期的過(guò)程中得到了貫通和廣泛應(yīng)用。特別是在載人航天的火箭的設(shè)計(jì)制造，飛船的設(shè)計(jì)制造中，得到了關(guān)鍵的重要應(yīng)用。

楊海成說(shuō)，火箭、衛(wèi)星、飛船等都是高技術(shù)集成的裝備產(chǎn)品，航天裝備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件組建眾多，相互之間的功能上和性能上的集成，也反映了現(xiàn)代高技術(shù)裝備的特點(diǎn)，必須要用現(xiàn)代三維的數(shù)字化技術(shù)來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和定義，來(lái)充分評(píng)估產(chǎn)品的功能性。只有使用三維技術(shù)才能完整表達(dá)產(chǎn)品的各個(gè)零部件的功能，性能、結(jié)構(gòu)狀態(tài)，才能進(jìn)行產(chǎn)品功能性能在制造之前的各種優(yōu)化、仿真、試驗(yàn)。例如在產(chǎn)品定義階段進(jìn)行設(shè)計(jì)性能分析仿真，包括產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)管理、產(chǎn)品數(shù)據(jù)有效的組織管理等方面都是以三維數(shù)據(jù)、三維模型的形式進(jìn)行管理。

在制造階段，設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)，可以通過(guò)三維技術(shù)直接打通到制造的各個(gè)環(huán)節(jié)中去。把一個(gè)設(shè)計(jì)模型變成可制造的模型，需要進(jìn)行三維的工藝設(shè)計(jì)，把制造的三維數(shù)據(jù)傳遞到現(xiàn)代的數(shù)控、機(jī)床，數(shù)控設(shè)備上進(jìn)行加工生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)，都需要用到三維制造技術(shù)。

產(chǎn)品在裝配階段，可以先用計(jì)算機(jī)三維模型進(jìn)行預(yù)裝配，使得裝配的順序、裝配過(guò)程中的不協(xié)調(diào)環(huán)節(jié)，都能夠充分的展現(xiàn)出來(lái)，能夠做到產(chǎn)品裝配完全逼真的三維在線展示。工人可以按照三維的裝配工藝要求，按照裝配的指令，完成整個(gè)零件的裝配過(guò)程。到了實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，三維的數(shù)據(jù)、產(chǎn)品模型要與一系列性能數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，來(lái)確定產(chǎn)品的功能性是否滿足實(shí)際工程的要求。

在楊海成看來(lái)，三維技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)從最初的衛(wèi)星和飛船產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，延伸到為產(chǎn)品在天空上運(yùn)行提供支持服務(wù)。三維技術(shù)對(duì)整個(gè)的航天產(chǎn)品的功能、性能以及制造水平，運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，進(jìn)行全面數(shù)字化定義、仿真優(yōu)化的主要支撐工藝，起到核心的作用。

不僅如此，在我國(guó)由制造大國(guó)走向制造強(qiáng)國(guó)的過(guò)程中，在制造業(yè)信息化科技工程與兩化融合中，三維CAD技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展起到非常重要的作用。

促進(jìn)“兩化融合”的重要支撐

我國(guó)當(dāng)前在推動(dòng)著信息化與工業(yè)化融合，特別是科技部以高技術(shù)為旗幟，推動(dòng)制造業(yè)信息化如火如荼的進(jìn)行。近二十年來(lái)，從“八五”、“九五”、“十五”到“十一五”，信息技術(shù)正在不斷的發(fā)展，不斷的向前邁進(jìn)。在“八五”時(shí)期，國(guó)務(wù)委員宋健提出了“甩圖板”工程，用電子圖板代替原來(lái)手工的畫(huà)圖圖板，這是一場(chǎng)二維CAD產(chǎn)業(yè)革命。

經(jīng)過(guò)近二十年的發(fā)展，特別是現(xiàn)在的制造業(yè)信息化和兩化融合，企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)制造，已經(jīng)開(kāi)始由二維、二維半開(kāi)始走向三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)，開(kāi)始用三維的方式來(lái)定義產(chǎn)品，來(lái)制造和銷售產(chǎn)品。三維CAD技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)制造到產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，一直到產(chǎn)品投入市場(chǎng)使用的環(huán)節(jié)中?？梢哉f(shuō)，三維CAD正在醞釀著更大的提升。

“三維技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前推動(dòng)制造業(yè)信息化發(fā)展，推動(dòng)兩化融合的一個(gè)最重要、最核心的高技術(shù)的支撐和應(yīng)用。”楊海成表示，真正以三維技術(shù)為支撐的現(xiàn)代制造業(yè)的設(shè)計(jì)制造管理，更能本質(zhì)性體現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)的一種從傳統(tǒng)的以工程圖紙定義產(chǎn)品的模式，邁到以三維模型定義的現(xiàn)代的、新型的工業(yè)產(chǎn)品定義模式，三維CAD應(yīng)用是一場(chǎng)巨大的提升。它把傳統(tǒng)的幾百年來(lái)，工程師以工程圖紙語(yǔ)言表達(dá)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造，提升到了以數(shù)字化定義的模型、以真正的三維樣機(jī)的模型來(lái)貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程。

所以，楊海成強(qiáng)調(diào)，在推動(dòng)兩化融合過(guò)程當(dāng)中，要強(qiáng)調(diào)用數(shù)字化的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)來(lái)促進(jìn)企業(yè)的設(shè)計(jì)革命，制造提升，工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。在制造業(yè)信息化發(fā)展中，強(qiáng)調(diào)使用三維技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造的集成和并行，來(lái)縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和周期。而且通過(guò)三維和無(wú)紙化的設(shè)計(jì)制造方式，使得工業(yè)的現(xiàn)代化水平提升到與當(dāng)代國(guó)際上一流產(chǎn)品設(shè)計(jì)的層次上。

支撐企業(yè)向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)型

現(xiàn)代服務(wù)業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要增長(zhǎng)點(diǎn)，并成為新技術(shù)的一個(gè)重要的促進(jìn)者。過(guò)去傳統(tǒng)制造業(yè)以產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造為主，把設(shè)計(jì)圖紙或生產(chǎn)的產(chǎn)品銷售給用戶。所以，長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)傳統(tǒng)制造業(yè)是以產(chǎn)品生產(chǎn)和銷售為主的。

楊海成表示，我國(guó)制造業(yè)企業(yè)在信息化技術(shù)的支撐下，特別是在數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造，三維設(shè)計(jì)制造等技術(shù)的支撐下，正在由生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)型，即：向制造服務(wù)轉(zhuǎn)型。通過(guò)從生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)型，可以使企業(yè)不僅僅獲取的產(chǎn)品生產(chǎn)的價(jià)值和銷售價(jià)值，也能夠獲得產(chǎn)品服務(wù)所帶來(lái)的附加值和價(jià)值鏈的高端。

產(chǎn)品從研發(fā)、設(shè)計(jì)到生產(chǎn)、制造，到銷售、使用、服務(wù)，是一個(gè)覆蓋產(chǎn)品全生命周期的價(jià)值鏈環(huán)節(jié)。對(duì)于制造業(yè)來(lái)講，要由過(guò)去所謂的只關(guān)注生產(chǎn)制造的低價(jià)值的苦笑曲線，到關(guān)注高價(jià)值的微笑曲線，向全價(jià)值鏈服務(wù)型制造擴(kuò)充，這是制造業(yè)由低端向高端發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)和規(guī)律，也是現(xiàn)代制造業(yè)和服務(wù)業(yè)結(jié)合的必然?，F(xiàn)在可以看到，很多企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始不僅是關(guān)注產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造，更關(guān)注產(chǎn)品的使用和服務(wù)。比如海爾，海爾的服務(wù)比其產(chǎn)品本身所創(chuàng)造的價(jià)值還要高。