數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)范文

（沈陽工程學(xué)院機(jī)械學(xué)院，遼寧沈陽110136）

摘要：數(shù)字化設(shè)計制造是技術(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)中實施綜合課程改革的探索性實踐方法，通過改革使學(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：G642.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671—1580（2015）04—0054—02

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

收稿日期：2014—11—19

作者簡介：李鐵鋼（1973— ），男，遼寧沈陽人。沈陽工程學(xué)院機(jī)械學(xué)院，高級工程師，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)字化制造的時代，在產(chǎn)品制造活動的全生命過程中利用數(shù)字化的信息實現(xiàn)產(chǎn)品和制造活動的表達(dá)、組織和運行，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)的核心競爭力。

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，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)反饋來看，企業(yè)認(rèn)為學(xué)生的理論泛泛而實踐技能不足，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)過相當(dāng)長時間的培訓(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)計制造的綜合工程能力為主線、基于企業(yè)實踐培養(yǎng)人才。

一、以數(shù)字化設(shè)計制造為主線的培養(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)，形成知識體系，根據(jù)知識體系修改了培養(yǎng)方案。

沈陽工程學(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)械制造及自動化、計算機(jī)應(yīng)用、自動控制和電子技術(shù)應(yīng)用等復(fù)合型的專業(yè)知識，以機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用與開發(fā)，機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計、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，課程改革要服務(wù)于職業(yè)能力需求、服務(wù)于工程實踐能力培養(yǎng)，理論課程要服務(wù)于實踐課程。

我院綜合美國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)實踐能力等模塊。課程群體系要體現(xiàn)“理實交融、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，爭創(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、機(jī)械測繪、機(jī)械原理課程設(shè)計和機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計中應(yīng)用；UG主要培養(yǎng)三維設(shè)計和數(shù)控編程能力，在三維設(shè)計基礎(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)計與制造、數(shù)控加工工藝與編程課程設(shè)計和機(jī)械裝備課程設(shè)計中應(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、機(jī)械工程測試技術(shù)和液壓與氣壓傳動課程設(shè)計中應(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實訓(xùn)中應(yīng)用。

（二）貫徹工程軟件培養(yǎng)，注重對必修軟件的系統(tǒng)培訓(xùn)，安排好自學(xué)選修軟件的知識點，規(guī)劃好各課程中軟件的知識點講授和知識的遞進(jìn)，以使學(xué)生掌握數(shù)字化設(shè)計制造能力。比如：對于數(shù)字化制造能力的培養(yǎng)，重點培養(yǎng)數(shù)控機(jī)床的加工能力，在三維設(shè)計基礎(chǔ)課程中講授UG軟件的基本操作和三維實體造型；在模具設(shè)計和制造課程中講授模具的三維設(shè)計；在機(jī)械制造裝備設(shè)計課程中講授夾具的設(shè)計；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)字化測量程序，利用Geomagic Qualify軟件進(jìn)行檢測結(jié)果分析，最后這些技能在獨立實踐環(huán)節(jié)數(shù)控加工工藝與編程課程設(shè)計中得到全面應(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)，獨立分析并設(shè)計數(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。

（三）為體現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計和制造能力培養(yǎng)，對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周的獨立實踐環(huán)節(jié)，包括課程設(shè)計、實訓(xùn)、實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計，側(cè)重綜合問題的解決，體現(xiàn)工程實踐性和創(chuàng)新性，培養(yǎng)學(xué)生的企業(yè)實踐技能，使其能夠綜合應(yīng)用專業(yè)知識進(jìn)行產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計和制造，解決實際工程問題。突出實踐教學(xué)的地位，實踐教學(xué)不僅僅是理論教學(xué)的演示、驗證和補(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)的實現(xiàn)應(yīng)以能否從事生產(chǎn)實踐作為評判基準(zhǔn)。加大專業(yè)化、數(shù)字化設(shè)計制造素質(zhì)教育，對于

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

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

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

（四）加強(qiáng)數(shù)字化設(shè)計制造教學(xué)資源庫建設(shè)，選擇企業(yè)經(jīng)典案例進(jìn)行課件、圖片、動畫等教學(xué)資源的信息化建設(shè)；加強(qiáng)虛擬實驗室建設(shè)，建造虛擬材料成型實驗室、虛擬數(shù)控加工仿真實驗室和網(wǎng)絡(luò)化制造實驗室等。在進(jìn)行數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)和虛擬實驗室建設(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)計和制造能力。

（五）加大教材建設(shè)，特別是綜合實踐類教材，編寫反映企業(yè)數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)的教材，對企業(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)一步的知識擴(kuò)展。

（六）開放數(shù)字化設(shè)計制造相關(guān)實驗室。將數(shù)控機(jī)床實驗室、CAD/CAM實驗室開放，接受課外實驗和創(chuàng)新制作，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性。利用好教務(wù)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，將數(shù)字化設(shè)計和制造的教學(xué)資源放到網(wǎng)絡(luò)上，開展網(wǎng)絡(luò)答疑，增加與學(xué)生間的互動，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)］

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［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］．中國高等教育，2010（22）.

第2篇：數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字化車間；智能制造；紡機(jī)專件

中圖分類號：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“中國制造2025”的出臺，經(jīng)緯紡機(jī)榆次分公司在躋身全國首批200家兩化融合管理體系認(rèn)證企業(yè)之列的同時，按照以智能制造推進(jìn)企業(yè)制造轉(zhuǎn)型升級的思路，對紡機(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，力爭通過智能制造項目的實施，實現(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)計分企業(yè)層、車間層、控制層、設(shè)備層等4級模型，第一級企業(yè)層主要以PLM、ERP為數(shù)據(jù)平臺，集成應(yīng)用有CAD、CAE、CAPP、CAM、虛擬制造、過程仿真等；第二級車間層主要以MES為數(shù)據(jù)平臺，集成功能有計劃排程管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、庫存管理、采購管理、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)過程控制等；第3級控制層和第4級設(shè)備層以網(wǎng)絡(luò)DNC為數(shù)據(jù)平臺，包括控制層的過程控制系統(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)識別系統(tǒng)、工業(yè)控制系統(tǒng)、儀器儀表分析系統(tǒng)等。4級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)計與制造方法。

2智能制造數(shù)字化車間各平臺的功能建設(shè)

2.1數(shù)字化應(yīng)用平臺的建設(shè)

數(shù)字化應(yīng)用平臺的建設(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)控加工制造兩個方面進(jìn)行重點打造。

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)計與驗證后，對產(chǎn)品EBOM與工藝PBOM發(fā)送的ERP系統(tǒng)進(jìn)行主計劃編制，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)品檢驗及數(shù)據(jù)采集，必要時進(jìn)行現(xiàn)場問題反饋和超差品處理，最終將數(shù)據(jù)返回PLM系統(tǒng)，將計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后置處理產(chǎn)生數(shù)控程序（NC）代碼，NC代碼在PLM平臺中進(jìn)行版本控制和文件管理，通過PLM與DNC的緊密集成，實現(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髮崿F(xiàn)版本控制，在統(tǒng)一的流程控制下實現(xiàn)數(shù)控程序下發(fā)和回傳。

各種信息的交互實現(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)自動保證最新流程中版本），通過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NC進(jìn)行驗證和確認(rèn)之后，通過DNC接口回傳確認(rèn)過的數(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生產(chǎn)數(shù)據(jù)。操作員可通過作業(yè)編號或工作數(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、銷售采購、質(zhì)量、人力資源、財務(wù)等各職能部門和生產(chǎn)車間，由50多臺服務(wù)器作為數(shù)據(jù)服務(wù)平臺；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現(xiàn)連接，并通過網(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)平臺的主要功能

（1）基于PLM平臺的集成化系統(tǒng)

在統(tǒng)一的平臺上實現(xiàn)需求的解析和確立、功能架構(gòu)、邏輯設(shè)計、物理設(shè)計及系統(tǒng)驗證，實現(xiàn)系統(tǒng)驅(qū)動的產(chǎn)品開發(fā)，使企業(yè)可以從整體上把握價值鏈的上下游系統(tǒng)。通過設(shè)計流程，可早期全面理解產(chǎn)品，使各個部門都能對整個系統(tǒng)有一個全面的了解，企業(yè)可以利用所掌握的知識來更好地權(quán)衡影響具體設(shè)計、制造、銷售、采購和服務(wù)決策的各種因素。

（2）專業(yè)CAE分析

通過與數(shù)字化生命周期管理和數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)的緊密集成，能夠在一個可視的三維環(huán)境中訪問最新的已經(jīng)配置好的設(shè)計數(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模型以及過程，管理實際分析數(shù)據(jù)，并與實際設(shè)計數(shù)據(jù)和實際制造數(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)計階段，直接從模型中提取數(shù)模和進(jìn)行尺寸建模，通過仿真產(chǎn)品的制造和裝配過程預(yù)測產(chǎn)品的尺寸質(zhì)量和偏差源貢獻(xiàn)因子，實現(xiàn)模型中公差分配的優(yōu)化。在工藝規(guī)劃階段，實現(xiàn)基于實體模型三維標(biāo)注驅(qū)動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)計信息，確保數(shù)字化測量路徑規(guī)劃與虛擬仿真驗證結(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，通過對實時生產(chǎn)質(zhì)量信息跟蹤、分析和，幫助管理人員及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題，通過對制造數(shù)據(jù)的深度關(guān)聯(lián)分析，尋求問題的根本解決方案，同時將產(chǎn)品開發(fā)過程中制造質(zhì)量和設(shè)計質(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)計和CAM編程基于產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)，并且通過工藝與產(chǎn)品、制造資源的關(guān)聯(lián)實現(xiàn)設(shè)計與制造過程中關(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)計過程是工藝仿真驗證的基礎(chǔ)，通過對工藝資源進(jìn)行三維建模，實現(xiàn)產(chǎn)品加工和裝配的仿真驗證；三維實體造型的工藝展現(xiàn)形式使工藝表達(dá)形式更為直觀，手段更為豐富，對于車間工人操作更加具有現(xiàn)實意義；面向產(chǎn)品設(shè)計的編程，識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，減少對員工經(jīng)驗的過分依賴。

（5）基于模型的數(shù)字化制造-質(zhì)量檢測基于數(shù)字化檢測，提供從檢測編程到檢測執(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)字化檢測與三維尺寸公差仿真、測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析共同構(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

將格式多樣、關(guān)系復(fù)雜的產(chǎn)品定義、制造過程定義和沉淀的工藝知識等信息展現(xiàn)到制造現(xiàn)場或維護(hù)維修現(xiàn)場，使現(xiàn)場人員無二義地快速理解和執(zhí)行，是整個基于模型的數(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)和實時聯(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）基于模型的實做數(shù)據(jù)管理

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

3數(shù)字化車間的實施

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)實現(xiàn)物流、信息流的高度統(tǒng)一，重點是對底層制造自動化、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)綜合實力以及提高資源和能源利用效率，也是企業(yè)主動順應(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、實現(xiàn)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、面向未來制造業(yè)搶占未來市場競爭制高點的戰(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)庫為技術(shù)支撐，從CAD、CAPP、CAM、PDM、ERP等各環(huán)節(jié)對產(chǎn)品信息進(jìn)行管理和動態(tài)跟蹤；運用網(wǎng)絡(luò)DNC技術(shù)對車間數(shù)控機(jī)床、輸送系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)進(jìn)行互聯(lián)和集成；通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)品制造質(zhì)量的動態(tài)檢測和全程跟蹤；通過虛擬化的產(chǎn)品規(guī)劃和設(shè)計，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對羅拉，每對羅拉由幾十乃至上百節(jié)羅拉通過導(dǎo)桿、導(dǎo)孔、內(nèi)外螺紋及羅拉軸承連接而成，最長可達(dá)到40余米，每對羅拉跳動要求不超過0.02mm，因此羅拉的各個技術(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余個品種。其工藝流程：備料外協(xié)粗加工來料檢驗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裝配裝箱。

3.2生產(chǎn)過程采集與分析系統(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)的過程采集

羅拉生產(chǎn)加工過程進(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進(jìn)行跟蹤。生產(chǎn)過程處于受控狀態(tài)，對直接或間接影響產(chǎn)品質(zhì)量的生產(chǎn)、安裝和服務(wù)過程所采取的作業(yè)技術(shù)和生產(chǎn)過程進(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)中需要注意的問題。

質(zhì)量數(shù)據(jù)采集：通過布置在車間的數(shù)據(jù)采集終端或手持終端上報檢驗結(jié)果，系統(tǒng)自動將數(shù)據(jù)存儲起來，供其他模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和即時顯示。

質(zhì)量檢測記錄：通過在系統(tǒng)中的“質(zhì)量檢測記錄”界面錄入檢測項目的真實內(nèi)容信息（如實際尺寸、粗糙度等）。

質(zhì)量分析：可對車間生產(chǎn)的質(zhì)量情況，按日、月、年、人、設(shè)備、日期等條件或復(fù)合條件自動生成報表文件、存儲或打印。可以提供有關(guān)產(chǎn)品、人員在生產(chǎn)過程中的基本信息給績效管理系統(tǒng)，通過對信息的匯總分析，以離線或在線的形式提供對當(dāng)前生產(chǎn)績效的評價結(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)量問題，能及時反饋給羅拉生產(chǎn)廠，作為質(zhì)量改進(jìn)的依據(jù)。

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

企業(yè)對無線射頻質(zhì)量跟蹤系統(tǒng)與其子系統(tǒng)羅拉廠MES系統(tǒng)實現(xiàn)無縫數(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)量檢測數(shù)據(jù)、激光打碼信息）直接錄入工單及工單對應(yīng)的所有產(chǎn)品的數(shù)據(jù)中，實現(xiàn)了采集數(shù)據(jù)與工單的無縫數(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)部門通過經(jīng)緯紡機(jī)無線射頻質(zhì)量跟蹤系統(tǒng)的質(zhì)量分析系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)問題，及時反饋給羅拉廠MES系統(tǒng)，羅拉廠MES系統(tǒng)及時對生產(chǎn)計劃進(jìn)行調(diào)整。

4結(jié)束語

第3篇：數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：民用飛機(jī) 數(shù)字技術(shù) 競爭

中圖分類號：V2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）05（b）-0092-02

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶動了民用飛機(jī)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。目前，飛機(jī)的制造過程實際就是利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)建立數(shù)學(xué)模型、進(jìn)行設(shè)計仿真、設(shè)計定義產(chǎn)品，再根據(jù)設(shè)計模型進(jìn)行數(shù)據(jù)定義，加工處理等，從而構(gòu)建出真實的飛機(jī)實物產(chǎn)品。近來幾年，數(shù)字化設(shè)計技術(shù)在民用飛機(jī)制造業(yè)中已得到廣泛應(yīng)用，根據(jù)飛機(jī)行業(yè)中日益加劇的行業(yè)競爭可以了解，若想民用飛機(jī)在設(shè)計制造中處于先導(dǎo)地位，就需要建立數(shù)字化的應(yīng)用設(shè)計平臺，建設(shè)滿足適合飛機(jī)研制需求的數(shù)字化環(huán)境。該文中筆者介紹了民用飛機(jī)制造設(shè)計數(shù)字化的概念，采用先進(jìn)的制造設(shè)計技術(shù)和數(shù)字化的管理理念，根據(jù)自身發(fā)展特點，制造有競爭的產(chǎn)品，提高了企業(yè)的競爭意識。

1 數(shù)字化設(shè)計與制造的定義

數(shù)字化設(shè)計與制造是在虛擬顯示、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、快速原形、數(shù)據(jù)庫和多媒體支撐技術(shù)的支持下，根據(jù)用戶的需求，迅速收集資源信息，對產(chǎn)品信息、工藝信息和資源信息進(jìn)行分析、規(guī)劃和重組，實現(xiàn)對產(chǎn)品設(shè)計和功能的仿真和原形制造，進(jìn)而快速生產(chǎn)出達(dá)到用戶要求性能的產(chǎn)品的整個制造過程。其實際就是建立數(shù)字化的設(shè)計空間模型，從而完成產(chǎn)品的設(shè)計制造工作。在民用飛機(jī)行業(yè)的設(shè)計制造中，將計算機(jī)技術(shù)、制造設(shè)計技術(shù)、信息管理技術(shù)不斷融合發(fā)展，建立數(shù)字化的環(huán)境是現(xiàn)代行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

民航企業(yè)采用數(shù)字化設(shè)計技術(shù)提高發(fā)展競爭力，結(jié)合計算機(jī)技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)信息的基礎(chǔ)之上，利用數(shù)據(jù)庫的廣泛應(yīng)用平臺，實現(xiàn)了飛機(jī)的制造設(shè)計。在激烈的競爭環(huán)境下，在民用飛機(jī)行業(yè)的發(fā)展中力求搭建以科學(xué)技術(shù)為主體，以提高飛機(jī)設(shè)計、制造、管理、售后服務(wù)需求為目標(biāo)的綜合全面的數(shù)字化管理流程，建立數(shù)字化的設(shè)計制造體系，從而使民航企業(yè)在發(fā)展中實現(xiàn)真正意義上的數(shù)字化。

2 數(shù)字化技術(shù)在飛機(jī)制造中的問題分析

2.1 數(shù)字化設(shè)計與模擬仿真在應(yīng)用中的問題

數(shù)字化設(shè)計與模擬仿真在飛機(jī)開發(fā)研究中需要從產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時就著手使用，同時要貫穿整個工作流程，如工藝規(guī)劃、設(shè)計及工裝設(shè)計等過程。但是目前發(fā)現(xiàn)許多運用時間的錯誤問題，在飛機(jī)的研制過程中出現(xiàn)了產(chǎn)品之間、工裝產(chǎn)品間的協(xié)調(diào)作業(yè)，忽略了在設(shè)計初期采用數(shù)字化設(shè)計與仿真的重要性，從而誘導(dǎo)了該狀況的發(fā)生。

同時，在數(shù)字化設(shè)計與仿真的應(yīng)用中也存在參與人員的問題。對于數(shù)字化設(shè)計與模擬仿真的工作人員存在局限性，不應(yīng)該只將工藝設(shè)計人員作為限定目標(biāo)，要擴(kuò)大人員應(yīng)用范圍，實現(xiàn)設(shè)計人員與現(xiàn)場作業(yè)工人的全面參與，提高數(shù)字化技術(shù)的實用效果。

目前，在民用飛機(jī)的研制技術(shù)中，國外一般采用產(chǎn)品設(shè)計、工裝設(shè)計、工藝設(shè)計人員集中協(xié)調(diào)合作方式的工作流程，在改善工作方式的同時還節(jié)約了飛機(jī)研制時間。在國內(nèi)飛機(jī)行業(yè)的發(fā)展中，要改善合作方式中的問題，從國外發(fā)展中汲取經(jīng)驗優(yōu)點，為自身行業(yè)的快速完善發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。另外，數(shù)字化設(shè)計與仿真技術(shù)本身也存在一定的缺陷。

目前，民用飛機(jī)使用的是索尼公司生產(chǎn)的DELMIA軟件，它本身就存在技術(shù)上的缺陷，如，它無法真正實現(xiàn)重力仿真，在仿真中三維軟件都是懸空存在的；在模擬仿真時，不能客觀的反映鈑金器件的柔韌性。所以，在采用DELMIA軟件仿真后，仍要對存在的缺陷進(jìn)行分析判斷，減少設(shè)計中的誤差錯誤。

在數(shù)字化設(shè)計與仿真技術(shù)的應(yīng)用中缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)要求，只是根據(jù)工作人員的工作經(jīng)驗及產(chǎn)品的詳細(xì)程度來判定仿真細(xì)節(jié)，結(jié)果參差不齊，影響了模擬驗證的權(quán)威性。所以，要制定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范體制，按照標(biāo)準(zhǔn)，從建模開始，統(tǒng)一執(zhí)行。

2.2 數(shù)字化設(shè)計與仿真使用系統(tǒng)中的問題

數(shù)字化設(shè)計與仿真的使用系統(tǒng)面向的用戶面比較廣泛且個體之間差異較大，容易造成使用效果間的差異化。所以，在擴(kuò)大數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)使用范圍的同時，要合理設(shè)計系統(tǒng)界面，安排適當(dāng)?shù)墓ぷ髋嘤?xùn)，提高數(shù)字化設(shè)計制造系統(tǒng)的全面性、實用性。

2.3 缺少對現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)的及時采集和反饋

現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與反饋可以為工作的開展提供便利的條件，可以實現(xiàn)生產(chǎn)進(jìn)程的實時監(jiān)控，制定合理的生產(chǎn)計劃，合理安排生產(chǎn)進(jìn)度。但是，目前民用飛機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中缺乏該種功能，不能很好的實現(xiàn)作業(yè)完工進(jìn)程的數(shù)據(jù)采集。

數(shù)字化的管理系統(tǒng)軟件還沒得到普及應(yīng)用，一般民航企業(yè)都存在紙質(zhì)的數(shù)據(jù)報表，缺乏對產(chǎn)品測量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的采集分析。目前很多測量設(shè)備均可直接生產(chǎn)表格，將其輸入應(yīng)用系統(tǒng)，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的永久保存、為今后有效的控制質(zhì)量及安排生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。

3 數(shù)字化設(shè)計與制造的特點分析

傳統(tǒng)的設(shè)計研制方法主要包括概念設(shè)計、初步設(shè)計、生產(chǎn)設(shè)計三個階段，并且各個階段都需要設(shè)計繪制模型，工作人員按照制作的樣機(jī)對飛機(jī)及內(nèi)部配置進(jìn)行準(zhǔn)確詳細(xì)的設(shè)計，主要表現(xiàn)為串行模式。然而在數(shù)字化的設(shè)計與制造環(huán)境下，模線的繪制以及實物樣機(jī)均可由數(shù)字化的形式及樣機(jī)取代，表現(xiàn)為并行模式的研制過程，促進(jìn)了各學(xué)科之間的交錯融合，將業(yè)務(wù)過程作為工作核心，實現(xiàn)了跨地域、多企業(yè)化的動態(tài)研制。利用連通的互聯(lián)網(wǎng)信息使分散的制造商之間加強(qiáng)了技術(shù)的溝通交流，互相協(xié)調(diào)合作，交換相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計，實現(xiàn)民用飛機(jī)設(shè)計制造中數(shù)據(jù)、人員設(shè)備及時間等資源的共享。

隨著數(shù)字化科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各行業(yè)中實現(xiàn)了數(shù)字化與先進(jìn)技術(shù)的融合交錯。在民用飛機(jī)的發(fā)展制造過程中同樣存在這種融合技術(shù)，它充分發(fā)揮了當(dāng)前先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的優(yōu)勢，改善了企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益。

4 數(shù)字化設(shè)計技術(shù)在民用飛機(jī)設(shè)計制造中的發(fā)展構(gòu)想

4.1 加深對數(shù)字化設(shè)計仿真技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用

在民用飛機(jī)的開發(fā)研究過程中引入數(shù)字化設(shè)計仿真技術(shù)。從產(chǎn)品的設(shè)計研制工作開始，利用并行的工作運行模式，使各部門設(shè)計人員相互合作，利用數(shù)字化的工作設(shè)計研究平臺，提升產(chǎn)品的開發(fā)研制質(zhì)量。同時要建立相互集成的軟件系統(tǒng)平臺。單一的DELMIA軟件只能將可視化的設(shè)計信息表現(xiàn)為信息孤島。如果在產(chǎn)品研制過程中，利用相互集成的系統(tǒng)不僅可以改觀這一情況，還能夠?qū)ELMIA軟件與PDM軟件相互集成，通過直接的保存與調(diào)用，可實現(xiàn)數(shù)字資料的及時性和有效性；將DELMIA與CAPP相互集成，可以實現(xiàn)較強(qiáng)的文本處理功能，提高了系統(tǒng)的實用性。

4.2 建立數(shù)字化的組織管理體系

采用數(shù)字化的系統(tǒng)組織管理平臺，利用新型的管理方式，設(shè)置專業(yè)的管理團(tuán)隊，全面有效的利用各部門間的資源投資；采用產(chǎn)業(yè)鏈條的結(jié)構(gòu)形式利用數(shù)字化的信息平臺技術(shù)實現(xiàn)各企業(yè)間的連通協(xié)作，實現(xiàn)全球范圍內(nèi)供應(yīng)商的管理工作；在產(chǎn)品的設(shè)計研制過程中，要適時地對項目工作進(jìn)行監(jiān)督審查，改變傳統(tǒng)的管理模式，實現(xiàn)制造商與使用商在項目實施初期的良好溝通，組成專業(yè)的項目管理小組，及時解決項目實施中的問題，為飛機(jī)的技術(shù)研制提供良好的技術(shù)支持，縮短工程周期，提高工作效率，利用低價的成本實現(xiàn)高額的經(jīng)濟(jì)效益。

4.3 提高系統(tǒng)的實用價值

民航企業(yè)面向的客戶比較廣泛且不同客戶對工藝文件的格式與審簽流程也不盡相同，根據(jù)這一情況，民航企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)時要采用靈活的應(yīng)用系統(tǒng)軟件，實現(xiàn)文件格式及審簽工作的自定義化，從而滿足廣大客戶的需求；在管理系統(tǒng)中實現(xiàn)物料資源的條碼管理，降低資源的勞動力度，盡量避免人工操作帶來的錯誤；同時要設(shè)置人性化的管理界面，實現(xiàn)人人可以上手操作，使系統(tǒng)的功能特點得到充分發(fā)揮。

4.4 根據(jù)工作性質(zhì)，設(shè)置不同的數(shù)字化網(wǎng)頁

全球范圍的飛機(jī)設(shè)計與制造人員表現(xiàn)為一種分布式的協(xié)作關(guān)系，數(shù)字化的信息平臺根據(jù)關(guān)系等級的不同，分別授予不同的操作權(quán)限，分屬于不同的操作設(shè)計界面，實現(xiàn)相關(guān)的設(shè)計制造，對虛擬機(jī)進(jìn)行數(shù)字化操控，實現(xiàn)飛機(jī)設(shè)計研發(fā)的改進(jìn)。截止目前為止，我國在飛機(jī)設(shè)計與制造業(yè)的發(fā)展中均實現(xiàn)了自身的特色發(fā)展，例如，沈飛的鈦合金結(jié)構(gòu)及成飛的鋁合金等。對機(jī)制造發(fā)展的目標(biāo)是在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)上，建立一個虛擬化的數(shù)字化設(shè)計制造平臺，使飛機(jī)制造商之間通過網(wǎng)絡(luò)信息平臺實現(xiàn)完美的相互協(xié)作、技術(shù)溝通交流等工作。同時，制造廠商也可以不受地理區(qū)域的限制，利用自身的權(quán)限主動訪問虛擬飛機(jī)。同樣作為合作伙伴的供應(yīng)商也享有一定的權(quán)限，利用數(shù)字化信息平臺，實現(xiàn)各企業(yè)的信息資源共享。利用數(shù)字化開放式的信息技術(shù)平臺，可以有效及時的滿足合作伙伴的資源需求，提升了工作進(jìn)程及工作效率。

4.5 民用飛機(jī)適航要求下的數(shù)字化設(shè)計技術(shù)研制平臺

民用飛機(jī)的研制開發(fā)要滿足適航管理的要求，在保障安全的同時也要維護(hù)大眾的整體利益。在信息技術(shù)及資源共享的技術(shù)環(huán)境下，改變傳統(tǒng)的研制模式，建立數(shù)字化的設(shè)計研制平臺，為民航企業(yè)在制造業(yè)的發(fā)展中獲得了良好的競爭力。

同時，在利用數(shù)字化設(shè)計平臺的發(fā)展中也要實現(xiàn)現(xiàn)有資源的充分利用，綜合聯(lián)系未來發(fā)展因素，實現(xiàn)清晰明了的數(shù)字化設(shè)計平臺的層次結(jié)構(gòu)。在基于WEB的發(fā)展環(huán)境要求下，結(jié)合WEB的特點，實現(xiàn)企業(yè)間的合作聯(lián)系，建立一個系統(tǒng)的數(shù)字化研制平臺，建立全面的數(shù)據(jù)資源結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)按要求分類、分別管理、進(jìn)行實時監(jiān)控與審查全面提高信息資源的管理力度。綜合考慮項目中的各個工作環(huán)節(jié)，確保數(shù)字化研制平臺的全面參與。

4.6 以優(yōu)質(zhì)的服務(wù)質(zhì)量贏得發(fā)展市場

在世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境的影響下，各企業(yè)的發(fā)展都存在一定程度上的不確定性。為了穩(wěn)定企業(yè)在發(fā)展中的堅固地位，力求建立全能的公司企業(yè)。在民航企業(yè)的發(fā)展中，輔助服務(wù)市場在民用飛機(jī)市場的發(fā)展中占有很大比重，擁有廣闊的發(fā)展前景。所以，在民航企業(yè)發(fā)展中，要建立健全的服務(wù)體系和完善的服務(wù)流程結(jié)構(gòu)，以此提高民航企業(yè)在發(fā)展中的競爭力。優(yōu)質(zhì)的服務(wù)質(zhì)量是贏得市場發(fā)展的前提，所以，售前要做到優(yōu)質(zhì)的服務(wù)質(zhì)量，售后要做到細(xì)致入微。做到專業(yè)迅速，及時處理解決服務(wù)問題，工作人員要盡自身最大限度降低產(chǎn)品給客戶帶來的損失。

5 數(shù)字化設(shè)計技術(shù)在民航企業(yè)制造業(yè)中發(fā)展的預(yù)期效果

目前，三維數(shù)字化設(shè)計技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用在民用飛機(jī)設(shè)計制造業(yè)中。數(shù)字化的設(shè)計技術(shù)減輕了設(shè)計工程師的工作負(fù)擔(dān)、提高了工作效率，利用仿真得到的真實模型，方便了工程師對后期工作的處理設(shè)計，提高了工作質(zhì)量；利用數(shù)字化的樣機(jī)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了零件結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)設(shè)計，同時改變傳統(tǒng)的設(shè)計制造模式，縮短了研制周期，降低了費用成本。數(shù)字化設(shè)計技術(shù)為民用飛機(jī)設(shè)計制造資源計劃系統(tǒng)的實施提供了便利條件，為資源計劃的實施提供了實時準(zhǔn)確的動態(tài)數(shù)據(jù)。在激烈的社會經(jīng)濟(jì)競爭環(huán)境下，由于網(wǎng)絡(luò)資源的擴(kuò)展，供應(yīng)鏈也逐漸形成了一種新的網(wǎng)鏈模式，利用數(shù)字化的設(shè)計技術(shù)提高了供應(yīng)商之間的運作效率。從數(shù)字化的真實模型可以了解客戶的需求，加強(qiáng)了客戶與制造商的互動聯(lián)系，根據(jù)用戶需求，制造設(shè)計出符合客戶要求的產(chǎn)品，提高客戶的滿意程度。

6 結(jié)語

在航空制造業(yè)的發(fā)展中競爭力的提高主要受時間、成本、質(zhì)量及服務(wù)四個因素的影響，并且它們已成為航空航天領(lǐng)域各企業(yè)發(fā)展的追求目標(biāo)。數(shù)字化的設(shè)計與制造技術(shù)為航空制造業(yè)的發(fā)展帶來了革命性的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，在高規(guī)格的質(zhì)量要求下縮短了研制周期、在低成本的基礎(chǔ)上提高了產(chǎn)品質(zhì)量，達(dá)到了客戶的滿意程度，加快了企業(yè)發(fā)展的進(jìn)程。在利用數(shù)字化的設(shè)計技術(shù)的同時，還要綜合采用系統(tǒng)的數(shù)字管理體系，對民航企業(yè)進(jìn)行整體的技術(shù)變革，領(lǐng)導(dǎo)者要高瞻遠(yuǎn)矚，建立專業(yè)的工作團(tuán)隊，從而全面提高企業(yè)在行業(yè)中的競爭力。

參考文獻(xiàn)

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第4篇：數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化工廠工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化

中圖分類號：S220文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

1引言

圍繞激烈的市場競爭，制造企業(yè)已經(jīng)意識到他們正面臨著巨大的時間、成本、質(zhì)量、產(chǎn)品差異化等壓力。如何快速適應(yīng)市場的變化，實現(xiàn)從“以產(chǎn)定銷”到“按訂單生產(chǎn)”模式轉(zhuǎn)變？數(shù)字化工廠提供了較為理想的解決方案。

2 數(shù)字化工廠概述

數(shù)字化工廠是BIM(建筑信息模型)技術(shù)、現(xiàn)代數(shù)字制造技術(shù)與計算機(jī)仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，同時具有其鮮明的特征。

2.1數(shù)字化工廠

2.1.1數(shù)字化工廠的概念

數(shù)字化工廠是以產(chǎn)品全生命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，根據(jù)虛擬制造原理，在虛擬環(huán)境中，對整個生產(chǎn)過程進(jìn)行仿真、優(yōu)化和重組的新的生產(chǎn)組織方式。它是在設(shè)計建造階段，建立全面、詳實的信息，包括材料、工藝、設(shè)備運行管理等全生命周期的信息檔案數(shù)據(jù)庫，利用BIM(建筑信息模型)技術(shù)指導(dǎo)建筑物、構(gòu)筑物及設(shè)備的科學(xué)使用和維護(hù)，為信息化、標(biāo)準(zhǔn)化管理提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺，加上CAD、EEP、MEP等應(yīng)用管理系統(tǒng)，實現(xiàn)工廠控制系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)字化信息的有效傳遞，既鏈接了生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)，又與企業(yè)經(jīng)營管理相互聯(lián)系，進(jìn)而把整個企業(yè)數(shù)字化的資金信息、物流信息、生產(chǎn)裝置狀態(tài)信息、生產(chǎn)效率信息、生產(chǎn)能力信息、市場信息、采購信息以及企業(yè)所必須的控制目標(biāo)都實時、準(zhǔn)確、全面、系統(tǒng)地提供給決策者和管理者，幫助企業(yè)決策者和管理者提高決策的實時性和準(zhǔn)確性以及管理者的效率，從而實現(xiàn)管理和控制數(shù)字化、一體化的目標(biāo)。

2.1.2數(shù)字化工廠的優(yōu)勢

數(shù)字化工廠利用其工廠布局、工藝規(guī)劃和仿真優(yōu)化等功能手段，改變了傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)的理念，給現(xiàn)代化工業(yè)帶來了新的技術(shù)革命，其優(yōu)勢作用較為明顯。

預(yù)規(guī)劃和靈活性生產(chǎn)：利用數(shù)字化工廠技術(shù)，整個企業(yè)在設(shè)計之初就可以對工廠布局、產(chǎn)品生產(chǎn)水平與能力等進(jìn)行預(yù)規(guī)劃，幫助企業(yè)進(jìn)行評估與檢驗。同時，數(shù)字化工廠技術(shù)的應(yīng)用使得工廠設(shè)計不再是各部門單一地流水作業(yè)，各部門成為一個緊密聯(lián)系的有機(jī)整體，有助于工廠建設(shè)過程中的靈活協(xié)調(diào)與并行處理。此外，在工廠生產(chǎn)過程中能夠最大程度地關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)鏈上的各節(jié)點，增強(qiáng)生產(chǎn)、物流、管理過程中的靈活性和自動化水平。

縮短產(chǎn)品上市時間、提高產(chǎn)品競爭力：數(shù)字化工廠能夠根據(jù)市場需求的變化，快速、方便地對新產(chǎn)品進(jìn)行虛擬化仿真設(shè)計，加快了新產(chǎn)品設(shè)計成形的進(jìn)度。同時，通過對新產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)過程進(jìn)行模擬仿真與優(yōu)化，保證了新產(chǎn)品生產(chǎn)過程的順利性與產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性，加快了產(chǎn)品的上市時間，在企業(yè)間的競爭中占得先機(jī)。

節(jié)約資源、降低成本、提高資金效益：通過數(shù)字化工廠技術(shù)方便地進(jìn)行產(chǎn)品的虛擬設(shè)計與驗證，最大程度地降低了物理原型的生產(chǎn)與更改，從而有效地減少資源浪費、降低產(chǎn)品開發(fā)成本。同時，充分利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資料（客戶需求、生產(chǎn)原料、設(shè)備狀況等）進(jìn)行生產(chǎn)仿真與預(yù)測，對生產(chǎn)過程進(jìn)行預(yù)先判斷與決策，從而提高生產(chǎn)收益與資金使用效益。

提升產(chǎn)品質(zhì)量水平：利用數(shù)字化工廠技術(shù)，能夠?qū)Ξa(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品原料、生產(chǎn)過程等進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)與統(tǒng)籌安排，降低設(shè)計與生產(chǎn)制造之間的不確定性，從而提高產(chǎn)品數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性，方便地進(jìn)行質(zhì)量規(guī)劃，提升質(zhì)量水平。

2.2數(shù)字化工廠的差異性

“數(shù)字化工廠”貫穿整個工藝設(shè)計、規(guī)劃、驗證、直至車間生產(chǎn)工藝整個制造過程，在實施過程需要注意系統(tǒng)集成方面的問題，“數(shù)字化工廠”不是一個獨立的系統(tǒng)，規(guī)劃時，需要與設(shè)計部門的CAD/PDM系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并對設(shè)計產(chǎn)品進(jìn)行可制造性驗證（工藝評審），同時，所有規(guī)劃還需要考慮工廠資源情況。所以，“數(shù)字化工廠”與設(shè)計系統(tǒng)CAD/PDM和企業(yè)資源管理系統(tǒng)ERP的集成是必須的。同時，“數(shù)字化工廠”還有必要把企業(yè)已有的規(guī)劃“知識”（如工時卡、焊接規(guī)范等）集成起來，整個集成的底部是PLM構(gòu)架。

同時，類似于PDM系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)，每個企業(yè)都有自己的流程和規(guī)范，考慮到很多人都在一個環(huán)境中協(xié)同工作（工藝工程師、設(shè)計工程師、零件和工具制造者、外包商、供應(yīng)商以及生產(chǎn)工程師等），隨時會創(chuàng)建大量的數(shù)據(jù)，所以，“數(shù)字化工廠”規(guī)劃系統(tǒng)也存在客戶化定制的要求，如操作界面、流程規(guī)范、輸出等，主要是便于使用和存取等。

3 數(shù)字化工廠的實現(xiàn)與應(yīng)用

數(shù)字化工廠以突出的功能優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)，尤其是制造業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用，但其實現(xiàn)過程也涉及多種關(guān)鍵技術(shù)。

3.1數(shù)字化工廠的關(guān)鍵技術(shù)

數(shù)字化工廠涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要有：數(shù)字化建模技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、優(yōu)化仿真技術(shù)、應(yīng)用生產(chǎn)技術(shù)。

數(shù)字化建模技術(shù)：數(shù)字化工廠是建立在數(shù)字化模型基礎(chǔ)上的虛擬仿真系統(tǒng)，輸入數(shù)字化工廠的各種制造資源、工藝數(shù)據(jù)、CAD數(shù)據(jù)等要求建立離散化數(shù)學(xué)模型，才能在數(shù)字化工廠軟件系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行各種數(shù)字仿真與分析。數(shù)字化模型的準(zhǔn)確性關(guān)系到對實際系統(tǒng)真實反映的精度，對于后續(xù)的產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計以及生產(chǎn)過程的模擬仿真具有較大的影響。因此，數(shù)字化建模技術(shù)作為數(shù)字化工廠的技術(shù)基礎(chǔ)，其作用十分關(guān)鍵

虛擬現(xiàn)實技術(shù)：虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠提供一種具有沉浸性、交互性和構(gòu)想性的多維信息空間，方便實現(xiàn)人機(jī)交互，使用戶能身臨其境地感受開發(fā)的產(chǎn)品，具有很好地直觀性，在數(shù)字化工廠中具有廣泛的應(yīng)用前景。虛擬技術(shù)的實現(xiàn)水平，很大程度上影響著數(shù)字化工廠系統(tǒng)的可操作性，同時也影響著用戶對產(chǎn)品設(shè)計以及生產(chǎn)過程判斷的正確性。

優(yōu)化仿真技術(shù)：優(yōu)化仿真技術(shù)是數(shù)字化工廠的價值所在，根據(jù)建立的數(shù)字化模型與仿真系統(tǒng)給出的仿真結(jié)果及其各種預(yù)測數(shù)據(jù)，分析虛擬生產(chǎn)過程中的可能存在的各種問題和潛在的優(yōu)化方案等，進(jìn)而優(yōu)化生產(chǎn)過程、提高生產(chǎn)的可靠性與產(chǎn)品質(zhì)量，最終提高企業(yè)的效益。由此可見，優(yōu)化仿真技術(shù)水平對于能否最大限度地發(fā)揮企業(yè)效益、提升企業(yè)競爭力具有十分重要的作用，其優(yōu)化技術(shù)的自動化、智能化水平尤為關(guān)鍵。

應(yīng)用生產(chǎn)技術(shù)：數(shù)字化工廠通過建模仿真提供一整套較為完善的產(chǎn)品設(shè)計、工藝開發(fā)與生產(chǎn)流程，但是作為生產(chǎn)自動化的需要，數(shù)字化工廠系統(tǒng)要求能夠提供各種可以直接應(yīng)用于實際生產(chǎn)的設(shè)備控制程序以及各種是生產(chǎn)需要的工序、報表文件等。各種友好、優(yōu)良的應(yīng)用接口，能夠加快數(shù)字化設(shè)計向?qū)嶋H生產(chǎn)應(yīng)用的轉(zhuǎn)化進(jìn)程。

3.2常見數(shù)字化工廠軟件

由于數(shù)字化工廠技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的優(yōu)越性，各知名企業(yè)競相開發(fā)各種數(shù)字化工廠軟件，其中較為常見、應(yīng)用最為廣泛的數(shù)字化工廠軟件主要有eM-Power和Demia等。

eM-Power是由美國的Tecnomatix技術(shù)公司開發(fā)的數(shù)字化工廠軟件，它在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。該軟件架構(gòu)是建立在Oracle數(shù)據(jù)庫之上的三層結(jié)構(gòu)，它為企業(yè)用戶提供零件制造解決方案、裝配規(guī)劃、工廠及生產(chǎn)線設(shè)計和優(yōu)化、產(chǎn)品質(zhì)量和人員績效等主要功能。這些主要的功能模塊建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫eM_Server中，實現(xiàn)整個生產(chǎn)制造過程的信息共享。2007年以來，西門子公司在收購了UGS（UGS于2004年收購了Tecnomatix）的基礎(chǔ)上，推出了功能更為強(qiáng)大的Teamcenter 8和Tecnomatix 9，提供工廠設(shè)計及優(yōu)化、制造工藝管理、裝配規(guī)劃與驗證、開發(fā)、仿真和調(diào)試自動的制造過程和質(zhì)量管理等功能，在各大企業(yè)具有廣泛應(yīng)用。

Delmia是由法國的Dassault公司開發(fā)的數(shù)字化工廠解決方案，該解決方案是構(gòu)建在Dassault公司的PLM結(jié)構(gòu)的頂層，由其專用數(shù)據(jù)庫（PPR-Hub）統(tǒng)一管理。Delmia的體系結(jié)構(gòu)主要包括：面向制造過程設(shè)計的（DPE）、面向物流過程分析的（QUEST）、面向裝配過程分析的（DPM）、面向人機(jī)分析的（Human）、面向虛擬現(xiàn)實仿真的（Envision）、面向機(jī)器人仿真的（Robotics）、面向虛擬數(shù)控加工方針的（VNC）、面向系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成的（PPR Navigato）等。它主要由面向數(shù)字化工藝規(guī)劃模塊、數(shù)字化仿真平臺工具集以及車間現(xiàn)場制造執(zhí)行系統(tǒng)的集成模塊等組成。

3.3數(shù)字化工廠的應(yīng)用

數(shù)字化工廠是信息化技術(shù)發(fā)展過程中出現(xiàn)的一種新的企業(yè)組織形式，是促進(jìn)企業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的新興技術(shù)，目前主要應(yīng)用在汽車制造、航空航天等大型制造企業(yè)。

3.3.1數(shù)字化工廠技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用。

目前，數(shù)字化工廠技術(shù)在國內(nèi)外汽車制造業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。在國外，如通用汽車公司使用Tecnmatix eMPower的解決方案，大大縮短了通用公司從新產(chǎn)品設(shè)計、制造到投放市場的時間，同時提升了其產(chǎn)品質(zhì)量。奧迪公司使用eM-Plant進(jìn)行物流規(guī)劃仿真，如A3 Sportback項目。通過物流規(guī)劃仿真不僅使得整個生產(chǎn)物流供應(yīng)鏈之間建立起了緊密有序的聯(lián)系，同時也方便對物流方案進(jìn)行先期評估和可行性分析。在國內(nèi)，如一汽大眾在車身主拼線工藝設(shè)計中采用數(shù)字化工廠技術(shù)，改善了車身焊接工藝，提高車身焊接質(zhì)量。上海大眾在發(fā)動機(jī)設(shè)計和產(chǎn)品總裝領(lǐng)域采用數(shù)字化工廠技術(shù)，大幅提升了公司的制造技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量。目前，華晨金杯公司引進(jìn)西門子的Tecnomatix軟件，對產(chǎn)品的總裝工藝進(jìn)行數(shù)字化改造。

3.3.2數(shù)字化工廠技術(shù)在飛機(jī)制造業(yè)的應(yīng)用。

在飛機(jī)制造業(yè)，數(shù)字化工廠技術(shù)的先進(jìn)性也得到了充分體現(xiàn)。如美國的洛克希德馬丁公司在F35研制過程中，采用數(shù)字化工廠技術(shù)縮短了2/3的研制周期，降低了50%的研制成本，開創(chuàng)了航空數(shù)字化制造的先河。有如波音787飛機(jī)在研制過程中采用基于Delmia的數(shù)字化工廠技術(shù)，實現(xiàn)其產(chǎn)品的虛擬樣機(jī)?？湛虯380飛機(jī)采用虛擬裝配方案，實現(xiàn)整機(jī)的三維虛擬裝配仿真和驗證。不僅國外飛機(jī)制造企業(yè)在其產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)過程中使用數(shù)字化工廠技術(shù)，國內(nèi)的飛機(jī)制造企業(yè)也是如此。如上海飛機(jī)制造廠利用數(shù)字化工廠技術(shù)在三維環(huán)境中進(jìn)行人工裝配操作的數(shù)字化模擬，提高了人工操作的標(biāo)準(zhǔn)化。而西安航空動力控制公司則采用Tecnomatix的數(shù)字化工廠軟件對其異型件生產(chǎn)線進(jìn)行仿真和優(yōu)化，進(jìn)行技術(shù)改造探索。

3.3.3數(shù)字化工廠在鑄造行業(yè)的探索

共享鑄鋼團(tuán)《數(shù)字化工廠示范工程》擬運用先進(jìn)制造理念（如虛擬制造、智能制造、綠色制造、柔性制造等）和先進(jìn)鑄造技術(shù)、方法，結(jié)合共享集團(tuán)在鑄造行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的制造、技術(shù)和管理經(jīng)驗，全面融合先進(jìn)信息化技術(shù)，建設(shè)數(shù)字化模樣生產(chǎn)線、數(shù)字化柔性造型生產(chǎn)線、智能化熔煉控制系統(tǒng)、智能體聯(lián)合控制的鑄件精整線、數(shù)字化在線檢測等綜合集成的數(shù)字化鑄造工廠，在“多品種、小批量、快捷”鑄造生產(chǎn)方面達(dá)到同行業(yè)領(lǐng)先水平，建成一座在鑄造行業(yè)領(lǐng)先的“數(shù)字化、柔性化、綠色、高效”鑄造工廠，集成并創(chuàng)造數(shù)字化鑄造新模式。

4結(jié)束語

隨著計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字化工廠技術(shù)不斷與現(xiàn)代企業(yè)相結(jié)合，已成為提升企業(yè)競爭力的新動力。在當(dāng)前企業(yè)發(fā)展的新形勢下，數(shù)字化工廠技術(shù)出現(xiàn)了新的趨勢。首先，現(xiàn)場總線技術(shù)在數(shù)字化工廠中的應(yīng)用，提升數(shù)字化工廠的現(xiàn)場可操作性；其次，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，拓展數(shù)字化工廠網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)能力；最后，數(shù)字化工廠的智能化發(fā)展，實現(xiàn)虛擬仿真與企業(yè)真實生產(chǎn)的無縫鏈接，打造真正的智能數(shù)字化工廠。

作者簡介

郭兆祥（1976-）男，碩士研究生，從事技術(shù)質(zhì)量管理工作。

參考文獻(xiàn).

[1]李險峰.DELMIA讓數(shù)字化工廠成為現(xiàn)實[J].CAD/CAM與制造業(yè)信息化，2006，(9)：48-50.

第5篇：數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)范文

[關(guān)鍵詞]MBD；數(shù)字化；裝配

中圖分類號：V262.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）12-0351-01

國外先進(jìn)企業(yè)在20世紀(jì)80年代初開始大規(guī)模對飛機(jī)總裝生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)改造，并圍繞自動化和數(shù)字化制造技術(shù)和生產(chǎn)模式進(jìn)行了各項技術(shù)的創(chuàng)新和流程再造。目前，自動化測量技術(shù)、數(shù)字化支撐定位技術(shù)、自動化加工技術(shù)、在線測量等先進(jìn)技術(shù)，已經(jīng)滲透到飛機(jī)制造和裝配的各個環(huán)節(jié)，為航空制造技術(shù)的發(fā)展起到了重要作用。[1]

1、MBD技術(shù)條件下研究的優(yōu)勢

與傳統(tǒng)的工程圖紙相比，MBD技術(shù)擁有巨大的優(yōu)勢，應(yīng)用在此基礎(chǔ)上發(fā)揮最大的作用。主要有點：第一，MBD數(shù)據(jù)集是生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的單一數(shù)據(jù)來源，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)不吻合、成本高的現(xiàn)象；第二，MBD技術(shù)可以展現(xiàn)的三維空間動態(tài)，直觀的表達(dá)造型，尤其是一些有曲面的；第三，可以促進(jìn)研制人員對設(shè)計的表達(dá)，可以讓生產(chǎn)人員更加準(zhǔn)確的把握設(shè)計的核心技術(shù)，更精確的制作；第四，可以更好的實現(xiàn)新型技術(shù)和產(chǎn)品的制造和加工；第五，MBD技術(shù)真正的實現(xiàn)了產(chǎn)品數(shù)字化定義，使產(chǎn)品在加工、裝配、測量和檢驗的過程中實現(xiàn)高度的集成，生產(chǎn)人員即使在脫離圖紙的情況下，也能進(jìn)行產(chǎn)品的順利制造和檢驗；第六，MBD技術(shù)借助CAD系統(tǒng)具備的隱藏、移動、旋轉(zhuǎn)和縮放等功能，使得產(chǎn)品信息可以更加簡潔、有效存取、管理和展示；第七，基于MBD技術(shù)的制造技術(shù)采用數(shù)字化研制體系，可以準(zhǔn)確、高效的傳遞產(chǎn)品信息，可以避免在后期生產(chǎn)過程中生產(chǎn)人員閱讀、輸入產(chǎn)品信息的流程，減少產(chǎn)品研制過程中由于人為因素導(dǎo)致的操作失誤，減少重復(fù)性勞動，提高整體生產(chǎn)效率；第八，在MBD技術(shù)條件下，應(yīng)用研究可以給研發(fā)人員帶來三維模型和二維數(shù)據(jù)對應(yīng)，可以促進(jìn)研發(fā)人員更準(zhǔn)確的把握產(chǎn)品的信息。[2]

2、優(yōu)化基于MBD的飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)的幾點建議

2.1、提升測量裝配技術(shù)

結(jié)合MBD技術(shù)在航空制造行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀，數(shù)字化裝配技術(shù)的廣泛應(yīng)用離不開測量監(jiān)測的發(fā)展，在一定程度上提升數(shù)字化測量裝配技術(shù)具有實質(zhì)性作用。所謂MBD的數(shù)字化測量裝配技術(shù)，即是通過相關(guān)檢測設(shè)備和運行工具對飛機(jī)裝配構(gòu)件的面積形狀、尺寸大小予以監(jiān)測，如：電子經(jīng)緯儀、數(shù)字化照相測量設(shè)備，按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)試行的特殊裝配技術(shù)。在飛機(jī)裝配過程中，利用數(shù)字化測量裝配技術(shù)和相關(guān)檢測系統(tǒng)，將實際測量數(shù)據(jù)與MBD模型理論數(shù)據(jù)統(tǒng)一對比（保障數(shù)據(jù)的精確度），對不符合要求的進(jìn)行自動化修改，控制空間裝配位置和坐標(biāo)范圍的差異變化。[3]在某飛機(jī)裝配現(xiàn)場中，通過AO裝配指令的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃設(shè)計，將數(shù)字化測量裝配技術(shù)應(yīng)用于其中，通過中間協(xié)調(diào)環(huán)節(jié)和安裝質(zhì)量等判斷依據(jù)，在原有基礎(chǔ)上縮減產(chǎn)品生產(chǎn)周期和數(shù)據(jù)采集時間，為工裝定檢、零件設(shè)計等方法提供了更加便捷的條件，將數(shù)字化產(chǎn)品定義提升至100%功效，BASE坐標(biāo)系統(tǒng)檢測也發(fā)揮了獨特優(yōu)勢，是完成實測值的對比分析后的準(zhǔn)確度檢驗。

2.2、增強(qiáng)工藝設(shè)計體系

基于MBD三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計過程中，對三維裝配指令的監(jiān)管方式較為嚴(yán)格，并始終連接機(jī)設(shè)計過程的整體發(fā)展中。為此，在制定數(shù)字化裝配技術(shù)的設(shè)計方案中，重視工藝設(shè)計體系的不同構(gòu)造階段，對“裝配路徑設(shè)計、工藝優(yōu)化模擬程序、制孔設(shè)備定位”等相關(guān)方面做好裝配處理，安排裝配內(nèi)部零構(gòu)建設(shè)計規(guī)劃，以保障數(shù)字化裝配仿真自動化系統(tǒng)。在達(dá)索公司的DELMIA軟件平臺開發(fā)中，利用三維數(shù)字化裝配設(shè)計系統(tǒng)，通過DPM和DPE為其提供三維可視化操作環(huán)境，結(jié)合三維裝配工藝體系的頂層設(shè)計原理，為產(chǎn)品規(guī)劃設(shè)計、裝配工藝提供選擇路徑，將現(xiàn)場制造實際問題發(fā)生概率縮減至最小，MBD模型數(shù)據(jù)的可靠性應(yīng)用于產(chǎn)品實際制造中，以保障工藝設(shè)計和規(guī)劃處理的可行性，這也是當(dāng)前三維數(shù)字化裝配技術(shù)的基本表征。

2.3、型材類零件外形

科技的進(jìn)步帶動數(shù)字化的進(jìn)程，航天事業(yè)也積極引用數(shù)字化技術(shù)，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在飛機(jī)零件制造過程中，經(jīng)常會遇到一些曲面零件的加工，但是由于曲面的尺寸把握的高難度，時間生產(chǎn)中就會出現(xiàn)很多廢品，浪費了不少資源。目前對這種曲面零件的制作還很難進(jìn)行數(shù)控加工，因為很難找到零件的原點，定位的時候也比較困難，生產(chǎn)的進(jìn)度很難掌控。因此在這類零件加工中還是建立傳統(tǒng)的平面數(shù)模。這種帶有曲面零件的外形樣板的設(shè)計不同于以往的外形樣板的設(shè)計，是在展開數(shù)字模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行外形樣板的設(shè)計?？蒲屑夹g(shù)人員根據(jù)工程數(shù)據(jù)將數(shù)字模型展開，得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，再進(jìn)行重新建模的工作，外形樣板的模型可以提高曲面零件的精確度。外形樣板是加工全面零件的重要依據(jù)，各項數(shù)據(jù)的建立和表達(dá)都需要十分的準(zhǔn)確和清晰，最大程度的節(jié)省飛機(jī)制造的周期，提高飛機(jī)產(chǎn)品出廠時的質(zhì)量。

2.4、MBD的數(shù)字化測量裝配技術(shù)

MBD技術(shù)的應(yīng)用使得數(shù)字化測量裝配檢測技術(shù)得以廣泛應(yīng)用，就是運用先進(jìn)的檢測設(shè)備（如激光跟蹤儀、電子經(jīng)緯儀、數(shù)字照相測量設(shè)備以及室內(nèi) GPS等數(shù)字測量系統(tǒng)）對工裝或裝配件的形狀和尺寸進(jìn)行實時監(jiān)測，并采取相應(yīng)措施把工裝形狀與尺寸控制在設(shè)計要求范圍內(nèi)或?qū)ρb配件進(jìn)行直接裝配的一種先進(jìn)裝配技術(shù)。在進(jìn)行數(shù)字化測量裝配過程中，激光跟蹤儀等數(shù)字測量系統(tǒng)采集工裝或者產(chǎn)品的形狀與尺寸信息，并通過測量數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對測量數(shù)據(jù)與MBD數(shù)模中的理論數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對。如果測量數(shù)據(jù)不符合理論數(shù)據(jù)的尺寸公差要求，則通過手動或自動方式調(diào)整裝配對象空間位置，直到測量數(shù)據(jù)在理論數(shù)據(jù)的尺寸公差范圍內(nèi)。

2.5、應(yīng)用制孔提取方式

據(jù)不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計，對機(jī)裝配的實際運行過程，大型飛機(jī)構(gòu)造中約有150～200萬個連接件，機(jī)械鏈接為主要施行方式。目前，部分飛機(jī)產(chǎn)品模型設(shè)計采用CATIA模型文件，通過零件對象、模型文件等形式呈現(xiàn)，提升裝配制孔孔位信息提取方式的實際應(yīng)用效益，可完成產(chǎn)品設(shè)計過程中的元素對象整合（幾何信息、文本信息），對產(chǎn)品設(shè)計元素互聯(lián)技術(shù)也具備一定影響，可供相關(guān)產(chǎn)品編程工作重屠用。對機(jī)部件裝配技術(shù)，制孔孔位信息提取方式通過內(nèi)部深度、面積大小、孔口平滑等情況，為MBD數(shù)字化裝配技術(shù)提拱了關(guān)鍵依據(jù)，深入到裝配技術(shù)的實際應(yīng)用中。

3、結(jié)語

總之，我國飛機(jī)裝配技術(shù)起點低，基礎(chǔ)薄弱，要最終實現(xiàn)數(shù)字化裝配技術(shù)的發(fā)展，必須深入研究計算機(jī)控制、測量、在線檢查、管理等多領(lǐng)域?qū)W科技術(shù)，經(jīng)歷從基礎(chǔ)技術(shù)研究和應(yīng)用到模塊化單元技術(shù)研究應(yīng)用，再到數(shù)字化裝配技術(shù)集成研究應(yīng)用三個階段，走自主研發(fā)之路。只有這樣，才能使我國飛機(jī)裝配技術(shù)研究重點突出、成本可控、易于試驗和實現(xiàn)，從而迅速轉(zhuǎn)化成實用的生產(chǎn)技術(shù)，支持我國數(shù)字化裝配和制造技術(shù)的發(fā)展，提高產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)競爭力。

參考文獻(xiàn)

[1] 梅中義.基于MBD的飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)[J].航空制造技術(shù)，2010，18：42-45.

第6篇：數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)范文

關(guān)鍵詞 數(shù)字化協(xié)同設(shè)計；PDM；應(yīng)用

中圖分類號 TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2095-6363（2015）09-0036-01

隨著計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，在設(shè)計領(lǐng)域，數(shù)字化協(xié)同設(shè)計將是發(fā)展趨勢，也是互聯(lián)網(wǎng)+的一種實現(xiàn)。PDM則是數(shù)字化協(xié)同設(shè)計的重要實現(xiàn)方法。PDM發(fā)展較早，它與現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，可以作為數(shù)字化協(xié)同設(shè)計的重要實現(xiàn)手段，為數(shù)字化協(xié)同設(shè)計提供有力的技術(shù)支持，保證數(shù)字化協(xié)同設(shè)計取得積極效果?；谶@一認(rèn)識，我們應(yīng)認(rèn)真分析PDM與數(shù)字化協(xié)同設(shè)計的概念和內(nèi)容，并深入探討PDM在數(shù)字化協(xié)同設(shè)計中的應(yīng)用，重點從構(gòu)建PDM數(shù)據(jù)庫和構(gòu)建新的產(chǎn)品開發(fā)平臺兩個方面入手，分析PDM在數(shù)字化協(xié)同設(shè)計中的應(yīng)用效果，為數(shù)字化協(xié)同設(shè)計提供有力支持。

1 數(shù)字化協(xié)同設(shè)計和PDM的主要概念和內(nèi)容

數(shù)字化協(xié)同設(shè)計DCD（Digital Cooperative Design）是由計算機(jī)圖形學(xué)、遠(yuǎn)程會議系統(tǒng)、并行工程、多媒體技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、圖形與圖形通信和協(xié)作信息管理系統(tǒng)等多學(xué)科知識集成的系統(tǒng)技術(shù)。協(xié)同設(shè)計從根本上改變了傳統(tǒng)單機(jī)作業(yè)的設(shè)計方式，在分布式協(xié)同設(shè)計環(huán)境下，設(shè)計人員可以在產(chǎn)品開發(fā)的過程中尋找合作，借助于系統(tǒng)提供的功能共同完成設(shè)計。

PDM（Product Data Management，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）技術(shù)出現(xiàn)于八十年代初期，大多是由各CAD供應(yīng)商推出的配合CAD產(chǎn)品的系統(tǒng)，主要局限在工程圖紙的管理，解決了大量工程圖紙、技術(shù)文檔以及CAD文件的計算機(jī)管理問題。這是第一代PDM產(chǎn)品。隨著PDM技術(shù)的發(fā)展，目前PDM產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展到了第三代，無論是技術(shù)成熟度還是對數(shù)字化協(xié)同設(shè)計的支持，都比第一代產(chǎn)品有明顯的優(yōu)勢。因此，正確分析PDM技術(shù)，并掌握PDM技術(shù)，對推動數(shù)字化協(xié)同設(shè)計發(fā)展和提高設(shè)計質(zhì)量具有重要作用。由此可見，正確分析數(shù)字化協(xié)同設(shè)計和PDM技術(shù)的概念和內(nèi)容，對推動PDM在數(shù)字化協(xié)同設(shè)計中的應(yīng)用具有重要作用。

2 PDM在數(shù)字化協(xié)同設(shè)計中的應(yīng)用，應(yīng)構(gòu)建PDM數(shù)據(jù)庫

PDM作為所有產(chǎn)品知識的唯一數(shù)據(jù)源，提供了豐富的知識查詢手段，特別是對部件和文檔的分類管理，使PDM 真正成為了一個能夠讀解數(shù)據(jù)含義的業(yè)務(wù)知識系統(tǒng)，使得PDM遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了普通的文檔服務(wù)器（File Server or FTP）以及VSS這樣的協(xié)同控制領(lǐng)域，成為最接近知識管理的應(yīng)用系統(tǒng)。具體應(yīng)從以下幾個方面

入手。

1）將PDM作為搭建數(shù)據(jù)庫的主要技術(shù)。考慮到PDM技術(shù)的優(yōu)越性，以及PDM技術(shù)對數(shù)字化協(xié)同設(shè)計的作用，在數(shù)字化協(xié)同設(shè)計過程中，積極構(gòu)建PDM數(shù)據(jù)庫是十分重要的。結(jié)合當(dāng)前數(shù)字化協(xié)同設(shè)計實際，將PDM作為搭建數(shù)據(jù)庫的主要技術(shù)，對提高數(shù)據(jù)庫構(gòu)建質(zhì)量和滿足數(shù)字化協(xié)同設(shè)計需要，具有重要作用。因此，應(yīng)掌握PDM技術(shù)特點，并根據(jù)數(shù)字化協(xié)同設(shè)計的實際需要，利用PDM技術(shù)，構(gòu)建數(shù)字化協(xié)同設(shè)計所需的數(shù)據(jù)庫。

2）根據(jù)數(shù)字化協(xié)同設(shè)計的現(xiàn)實需要，構(gòu)建PDM數(shù)據(jù)庫。在了解了PDM技術(shù)之后，我們應(yīng)認(rèn)真分析數(shù)字化協(xié)同設(shè)計的需求，并根據(jù)數(shù)字化協(xié)同設(shè)計的現(xiàn)實特點，利用PDM技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，將該數(shù)據(jù)庫作為數(shù)字化協(xié)同設(shè)計過程中的重要數(shù)據(jù)支撐手段，提高PDM的應(yīng)用性，為數(shù)字化協(xié)同設(shè)計提供更加完善的數(shù)據(jù)支撐，最大程度的滿足數(shù)字化協(xié)同設(shè)計需要，為數(shù)字化協(xié)同設(shè)計提供有力的支持。

3）把握正確的構(gòu)建原則，提高數(shù)據(jù)庫的實用性。鑒于PDM技術(shù)的優(yōu)點，以及PDM技術(shù)在構(gòu)建數(shù)據(jù)庫中的作用，在構(gòu)建數(shù)據(jù)庫過程中，我們應(yīng)把握正確的構(gòu)建原則，即把握準(zhǔn)確性原則，做好技術(shù)選擇，把握全面性原則，保證數(shù)據(jù)庫能夠起到積極作用，把握有效性原則，保證數(shù)據(jù)庫在實際使用中能夠達(dá)到預(yù)期目的，提高數(shù)字化協(xié)同設(shè)計的整體質(zhì)量。因此，把握正確的構(gòu)建原則，并提高數(shù)據(jù)庫的實用性，對PDM技術(shù)應(yīng)用具有重要作用。

3 PDM在數(shù)字化協(xié)同設(shè)計中的應(yīng)用，應(yīng)構(gòu)建新的產(chǎn)品開發(fā)平臺

PDM建立了一個產(chǎn)品開發(fā)的平臺，使企業(yè)能夠運用并行工程（Concurrent Engineering）的原理，使產(chǎn)品在設(shè)計階段就包含產(chǎn)品相關(guān)的各個部門，如設(shè)計、工藝、制造、采購等，能夠讓各個部門協(xié)同工作。設(shè)計人員在初期就可以選用滿足要求并且成本低的零部件，產(chǎn)品設(shè)計的缺陷（無論是影響產(chǎn)品性能，還是影響產(chǎn)品的可制造性）也可以被及早發(fā)現(xiàn)，從而減少了工程變更的次數(shù)，縮短廠產(chǎn)品的研發(fā)時間?；赑DM的這一優(yōu)勢，PDM在數(shù)字化協(xié)同設(shè)計中的應(yīng)用，應(yīng)構(gòu)建新的產(chǎn)品開發(fā)平臺。具體應(yīng)從以下幾個方面入手。

1）根據(jù)實際需要，構(gòu)建新的產(chǎn)品開發(fā)平臺。在PDM技術(shù)應(yīng)用過程中，考慮到PDM對數(shù)字化協(xié)同設(shè)計的促進(jìn)，構(gòu)建新的產(chǎn)品開發(fā)平臺，是解決數(shù)字化協(xié)同設(shè)計現(xiàn)存問題的重要手段。因此，PDM技術(shù)在具體應(yīng)用過程中，應(yīng)根據(jù)實際需要，構(gòu)建全面新穎的產(chǎn)品開發(fā)平臺，提高其針對性。

2）在產(chǎn)品開發(fā)平臺的構(gòu)建中，以滿足數(shù)字化協(xié)同設(shè)計需求為準(zhǔn)。為了保證產(chǎn)品開發(fā)平臺的構(gòu)建取得實效，在利用PDM技術(shù)構(gòu)建產(chǎn)品開發(fā)平臺過程中，應(yīng)正確分析數(shù)字化協(xié)同設(shè)計的需求，并以滿足實際需求為準(zhǔn)，做好產(chǎn)品開發(fā)平臺的構(gòu)建，提供數(shù)字化協(xié)同設(shè)計的整體質(zhì)量，提高PDM的應(yīng)用效果。

3）優(yōu)化設(shè)計流程，提高產(chǎn)品設(shè)計的合理性。構(gòu)建新的產(chǎn)品開發(fā)平臺之后，應(yīng)將主要精力放在設(shè)計流程的優(yōu)化上，通過對設(shè)計流程的優(yōu)化，使產(chǎn)品設(shè)計的合理性得到全面提高，進(jìn)而滿足數(shù)字化協(xié)同設(shè)計的需要，最終達(dá)到提高數(shù)字化協(xié)同設(shè)計效果的目的，為數(shù)字化協(xié)同設(shè)計提供有力支持。

4 結(jié)論

通過本文的分析可知，PDM技術(shù)可以作為數(shù)字化協(xié)同設(shè)計的重要手段，為數(shù)字化協(xié)同設(shè)計提供有力的技術(shù)支持，保證數(shù)字化協(xié)同設(shè)計取得積極效果?；谶@一認(rèn)識，我們應(yīng)認(rèn)真分析PDM與數(shù)字化協(xié)同設(shè)計的概念和內(nèi)容，并深入探討PDM在數(shù)字化協(xié)同設(shè)計中的應(yīng)用，重點從構(gòu)建PDM數(shù)據(jù)庫和構(gòu)建新的產(chǎn)品開發(fā)平臺兩個方面入手，分析PDM在數(shù)字化協(xié)同設(shè)計中的應(yīng)用效果，為數(shù)字化協(xié)同設(shè)計提供有力支持。

參考文獻(xiàn)

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第7篇：數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：飛機(jī)；數(shù)據(jù)管理；集成管理

飛機(jī)是當(dāng)今交通運輸行業(yè)的主要交通工具之一，其匯集了當(dāng)今各種高新技術(shù)，可以說是人類當(dāng)今工作科技發(fā)展支柱，航空產(chǎn)業(yè)也因此成為當(dāng)今各國經(jīng)濟(jì)與國力的體現(xiàn)依據(jù)。就我國而言，航空產(chǎn)業(yè)的興起也帶動著材料產(chǎn)業(yè)、通信產(chǎn)業(yè)及電子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。在飛機(jī)裝備綜合保障的分析與設(shè)計工作中，可靠性維修性保障性分析已成為關(guān)注的焦點。文章通過分析飛機(jī)數(shù)字化裝備數(shù)據(jù)集成管理的內(nèi)涵，提出了具體的實施方案。

1 飛機(jī)綜合保障數(shù)據(jù)集成管理

飛機(jī)是一個集機(jī)械、電子、通導(dǎo)、武器等多種裝備及技術(shù)的綜合體。在使用過程中如何保持飛機(jī)的最大系統(tǒng)效能，以最少的投入來保障各裝備的安全可靠的運行一直是各級部門以及裝備使用和維修管理人員追求的目標(biāo)。為了實現(xiàn)該目標(biāo)，要進(jìn)行有效地綜合保障，必須要有能描述裝備狀態(tài)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。也就是說，要有大量的有效信息用于分析與決策，這就涉及到數(shù)據(jù)的集成管理。即數(shù)據(jù)是各種保障方案得以執(zhí)行的前提。

飛機(jī)數(shù)字化裝備數(shù)據(jù)是飛機(jī)數(shù)字化裝配工藝設(shè)計、制造中所使用的制造數(shù)據(jù)的總稱，它包含了工程數(shù)據(jù)、裝配工藝數(shù)據(jù)、資源數(shù)據(jù)及檢驗數(shù)據(jù)等多個領(lǐng)域。其中工程數(shù)據(jù)主要指的是工程設(shè)計部門所的有關(guān)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品物理性能、功能及設(shè)計方面的數(shù)據(jù)。裝配工藝數(shù)據(jù)指的是飛機(jī)是數(shù)字化裝配中所生成的各項工藝信息流。資源數(shù)據(jù)則是飛機(jī)數(shù)字化裝配工藝設(shè)計、生產(chǎn)當(dāng)中所生成的基本信息，其中包含了材料信息、設(shè)備庫信息、人員配置信息及工具庫等。檢驗數(shù)據(jù)是一個動態(tài)的過程，它隨著裝配業(yè)務(wù)流程的開展而不斷變化，其中包含了檢驗測驗數(shù)據(jù)、現(xiàn)場裝置數(shù)據(jù)、數(shù)字化測量設(shè)備得出的實驗數(shù)據(jù)以及誤差分析數(shù)據(jù)等。

2 以數(shù)字化為核心的裝配技術(shù)

飛機(jī)裝配的關(guān)鍵在于要協(xié)調(diào)和解決好系統(tǒng)件裝配過程中的互換問題，只有這樣才能實現(xiàn)裝配的科學(xué)合理。數(shù)字化裝配技術(shù)是一種能提高產(chǎn)品質(zhì)量、適應(yīng)快速研制和生產(chǎn)、降低制造成本的技術(shù)。數(shù)字化裝配方法不僅包括了傳統(tǒng)數(shù)字化裝配概念中工裝的設(shè)計、制造及裝配的虛擬仿真等，還包括了如柔性裝配、無型架裝配等自動化裝配方法。飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)是數(shù)字化裝配工藝技術(shù)、數(shù)字化柔性裝配工裝技術(shù)、光學(xué)檢測與反饋技術(shù)、數(shù)字化鉆鉚技術(shù)及數(shù)字化的集成控制技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)的綜合應(yīng)用。數(shù)字化裝配技術(shù)在飛機(jī)裝配過程中實現(xiàn)裝配的數(shù)字化、柔性化、信息化、模K化和自動化，是將傳統(tǒng)的依靠手工或?qū)Ｓ眯图軍A具的裝配方式轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化的裝配方式，將傳統(tǒng)裝配模式下的模擬量傳遞模式改為數(shù)字量傳遞模式，因此要首先明確以下概念：

2.1 協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度。

協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度描述的是兩個系統(tǒng)件相互配合的實際尺寸和幾何形狀的匹配程度，符合程度越高該值越大。由此可見，采用的先進(jìn)裝配技術(shù)必須能夠提高不同系統(tǒng)件之間的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度。

2.2 關(guān)鍵特性

關(guān)鍵特性是指那些能夠影響飛機(jī)系統(tǒng)件之間協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度的過程特性、零部件特性以及材料特性。它是由具體的計量和計數(shù)數(shù)據(jù)來衡量的，并根據(jù)數(shù)據(jù)制定相應(yīng)的特性樹從而指導(dǎo)飛機(jī)裝配。

2.3 基于數(shù)字化標(biāo)工定義的互換協(xié)調(diào)方法

數(shù)字化協(xié)調(diào)方法是一種建立在數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)工裝定義上的協(xié)調(diào)互換方法，也即是常說的數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)工裝協(xié)調(diào)方法，它能夠保證組件和產(chǎn)品部件、產(chǎn)品和生產(chǎn)工藝裝備、工藝裝備之間形狀和尺寸的協(xié)調(diào)互換。數(shù)字標(biāo)工協(xié)調(diào)法的實現(xiàn)依賴于測量系統(tǒng)、數(shù)字化制造以及數(shù)字化工裝設(shè)計，利用數(shù)控成形加工出定位元素。在進(jìn)行工裝制造時，通過室內(nèi)GPS、數(shù)字照相測量、電子經(jīng)緯儀、激光跟蹤儀等數(shù)字測量系統(tǒng)實時控制測量，建立相關(guān)的坐標(biāo)系統(tǒng)從而直接比較3D模型定義數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)，達(dá)到驗證產(chǎn)品是否合格的目的。

3 裝配數(shù)據(jù)集成模型

飛機(jī)數(shù)據(jù)裝配之中需要大量的數(shù)據(jù)信息，這些信息在各個應(yīng)用系統(tǒng)之間要及時互通共享，此時集成數(shù)據(jù)則能有效的保證業(yè)務(wù)流和數(shù)據(jù)流的互轉(zhuǎn)。在飛機(jī)裝配中，數(shù)據(jù)集成模型的構(gòu)建主要從以下方面入手。

3.1 系統(tǒng)集成框架的建立

集成框架指的是在分布式、異構(gòu)的計算機(jī)環(huán)境中實現(xiàn)信息集成、功能集成及過程集成的軟件系統(tǒng)，這一環(huán)節(jié)通常都是以PDM作為集成平臺，將CAD、CAPP、ERP、MES作為數(shù)據(jù)傳輸平臺，從而實現(xiàn)內(nèi)外信息的共享與互通，使信息流處于有效、有序、可控的狀態(tài)。這種集成框架是以現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支撐平臺來完成文檔管理、項目管理和配置管理等任務(wù)。

3.2 裝配數(shù)據(jù)集成實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

3.2.1 數(shù)字化裝配工藝的設(shè)計

數(shù)字化裝配工藝設(shè)計的基礎(chǔ)是基于模型的定義（MBD）技術(shù)，即用集成的三維實體模型來完整表達(dá)產(chǎn)品定義信息，作為唯一的制造依據(jù)。MBD技術(shù)根據(jù)數(shù)字化定義規(guī)范，采用三維建模進(jìn)行數(shù)字化產(chǎn)品定義，建立起滿足協(xié)調(diào)要求的全機(jī)三維數(shù)字樣機(jī)和三維工裝模型。工藝人員可直接依據(jù)三維實體模型開展三維工藝設(shè)計，改變了以往同時依據(jù)二維工程圖紙和三維實體模型來設(shè)計產(chǎn)品裝配工藝和零件加工工藝的做法，依據(jù)數(shù)字化裝配工藝流程，建立三維數(shù)字化裝配工藝模型，通過數(shù)字化虛擬裝配環(huán)境對裝配工藝過程進(jìn)行模擬仿真，在工藝工作進(jìn)行的同時及飛機(jī)產(chǎn)品實物裝配前進(jìn)行制造工藝活動的虛擬裝配驗證，確認(rèn)工藝操作過程準(zhǔn)確無誤后再將裝配工藝授權(quán)發(fā)放，進(jìn)行現(xiàn)場使用和實物裝配。在工藝模擬仿真過程中還可生成裝配操作的三維工藝圖解和多媒體動畫，為數(shù)字化裝配工藝現(xiàn)場應(yīng)用提供依據(jù)。

3.2.2 框架系統(tǒng)之間的集成

現(xiàn)階段的裝配數(shù)據(jù)是在數(shù)字化技術(shù)的基礎(chǔ)上，以PDM作為集成平臺，這一集成方式包含了封裝模式、接口模式、內(nèi)部函數(shù)調(diào)用模式、中間交火模式和中間數(shù)據(jù)庫等，是根據(jù)數(shù)據(jù)類型、信息操作分類及存儲方法再結(jié)合管理流程、開發(fā)成本形成的一套系統(tǒng)集成模式。

（1）CAD與PDM集成

CAD與PDM之間的信息集成利用接口連接的方式來實現(xiàn)，CAD系統(tǒng)將產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。零件信息及時、準(zhǔn)確的反映給PDM系統(tǒng)，確保了兩個系統(tǒng)數(shù)據(jù)的一致性，另外通過PDM系統(tǒng)內(nèi)部借口，將這些文件批量導(dǎo)出并存儲到PDM系統(tǒng)中，讀取零件相關(guān)信息，且生成BOM結(jié)構(gòu)樹，與三維模型、文件等信息一一對應(yīng)。

（2）CAPP與PDM集成

CAPP與PDM系統(tǒng)之間的集成采用了接口與緊密集成混合的繼承方式，是通過DELMIA作為系統(tǒng)核心，以PPR-HUB作為存儲器，用來存儲集成產(chǎn)品的相關(guān)信息和工藝資源，為產(chǎn)品裝配各階段工藝人員使用提供了最新、最真實的數(shù)據(jù)資料。

結(jié)束語

伴隨科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，裝配企業(yè)的信息集成勢在必行，本文通過對飛機(jī)綜合保障數(shù)據(jù)集成管理分析，旨在通過建立統(tǒng)一裝配數(shù)據(jù)模型，達(dá)到信息共享與交換的目的，但由機(jī)系統(tǒng)的復(fù)雜性，這一方案還有待進(jìn)一步的探討與研究。

參考文獻(xiàn)

第8篇：數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)范文

摘要：

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的日益提高，我國制造業(yè)發(fā)展水平也日益凸出，其中，飛機(jī)制造水平已經(jīng)取得了長足的發(fā)展。飛機(jī)裝配型架作為飛機(jī)制造水平的關(guān)鍵指標(biāo)，在整個飛機(jī)研制過程中起著相當(dāng)重要的作用，其設(shè)計結(jié)構(gòu)決定了工裝制造的周期與費用，進(jìn)而影響著飛機(jī)研制的成本和周期，同時也對產(chǎn)品裝配的準(zhǔn)確度與協(xié)調(diào)性起著決定性作用，最終影響飛機(jī)制造的整體質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：

飛機(jī)裝配；型架設(shè)計；模塊化設(shè)計

飛機(jī)裝配主要是通過將產(chǎn)品零件結(jié)合相關(guān)的設(shè)計要求和技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行組裝，最終形成裝配件和整機(jī)的過程，其產(chǎn)品尺寸、零件數(shù)量及形狀復(fù)雜程度等影響著飛機(jī)的制造工作量，所以對機(jī)裝配技術(shù)的提高越來越得到飛機(jī)制造商的廣泛關(guān)注。由機(jī)零件制造和裝配精度都有很高的要求，制造和裝配過程中的難度很大，裝配型架作為飛機(jī)裝配必要的工藝裝備，在保證飛機(jī)質(zhì)量穩(wěn)定性和可靠性等方面需要進(jìn)行嚴(yán)格的要求，飛機(jī)制造質(zhì)量與裝配型架的設(shè)計和制造過程息息相關(guān)，而且是把握產(chǎn)品質(zhì)量的唯一尺度，直接影響著產(chǎn)品制造和裝配的精度，所以本文對飛機(jī)裝配型架模塊化設(shè)計相關(guān)技術(shù)的研究分析具有重要的現(xiàn)實意義[1][2]。

1傳統(tǒng)型架的設(shè)計方法

對于傳統(tǒng)型架的設(shè)計方法，通?？梢苑譃樵O(shè)計前期準(zhǔn)備工作、方案設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計和最終設(shè)計等四個階段。工裝設(shè)計人員還應(yīng)結(jié)合以往的設(shè)計經(jīng)驗和具體要求對工裝的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行校核，在保證工裝功能的同時還要盡可能的節(jié)約材料，確保產(chǎn)品裝配的協(xié)調(diào)性。對于前期準(zhǔn)備工作，主要包括熟悉產(chǎn)品圖紙等設(shè)計資料，了解工藝方案和裝配方案，考慮是否采用標(biāo)準(zhǔn)工裝和模線樣板作為協(xié)調(diào)依據(jù)，以保證產(chǎn)品的制造精度和互換協(xié)調(diào)性。在裝配型架結(jié)構(gòu)方面通常采用剛性結(jié)構(gòu)，每套型架只用于一個裝配對象，所以飛機(jī)制造過程中裝配型架的數(shù)量很多。型架上安裝有多個定位器，以保證產(chǎn)品裝配的精度和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。通常而言，飛機(jī)的研制周期需要占飛機(jī)研制周期的一半以上，因而，裝配型架對縮短整個產(chǎn)品的研制周期具有重要意義[3]。在產(chǎn)品設(shè)計完成后，都希望飛機(jī)生產(chǎn)用工裝能夠快速投入使用，而對于型架的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，又需要標(biāo)準(zhǔn)樣件和模線樣板協(xié)調(diào)。傳統(tǒng)的型架設(shè)計通常在產(chǎn)品設(shè)計完成后才進(jìn)行，采用串行的設(shè)計制造方法，大大延長了整個工裝的研制周期。

2現(xiàn)代裝配型架設(shè)計的新技術(shù)

隨著科技的快速發(fā)展，市場競爭的日益激烈，各國在航空制造領(lǐng)域都取得了快速的發(fā)展，傳統(tǒng)的型架設(shè)計方法在成本、質(zhì)量、周期、環(huán)保、服務(wù)等方面已經(jīng)無法滿足市場發(fā)展的要求，設(shè)計師通過不斷研究新的設(shè)計方法和工具來提高工裝技術(shù)水平，減少制造周期和成本，其中，并行設(shè)計方法使得產(chǎn)品設(shè)計的工藝性得到了很大提高，也大大縮短了工裝設(shè)計周期，智能設(shè)計系統(tǒng)和有限元分析使零件和組合件的設(shè)計達(dá)到了很高的精度，優(yōu)化了裝配型架的結(jié)構(gòu)。

2.1飛機(jī)結(jié)構(gòu)和工裝的并行設(shè)計方法

工裝和產(chǎn)品并行設(shè)計的一個基本思路是改變傳統(tǒng)的工裝結(jié)構(gòu)，將其劃分為獨立于產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)或只需要基本數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和依賴于最終產(chǎn)品數(shù)據(jù)的專用結(jié)構(gòu)兩部分[4]。裝配型架的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)部分主要有立柱、底座、輔助支撐等，標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)尺寸相對較大，需用專用大型加工設(shè)備，制造周期長。專用部分主要有卡板、接頭定位件等，專用件一般尺寸較小，設(shè)計、制造周期短，不需要專門的大型專用設(shè)備。因此，在產(chǎn)品設(shè)計的初期就可以進(jìn)行工裝標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)件的設(shè)計與制造，當(dāng)產(chǎn)品最終版本發(fā)放后，只需設(shè)計制造專用結(jié)構(gòu)就可以進(jìn)行型架裝配了。

2.2裝配型架的柔性設(shè)計方法

柔性裝配工裝是基于產(chǎn)品數(shù)字量尺寸協(xié)調(diào)體系的、可重組的模塊化、自動化裝配工裝系統(tǒng)。提高工藝裝備“柔性”的方式有三種，一是拼裝型架方式，用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的型架元件來拼裝型架，實現(xiàn)工裝快速設(shè)計與制造；二是可卸定位件方式，即型架骨架基本不變，而分布于骨架上的定位器做成可拆卸的，當(dāng)產(chǎn)品對象發(fā)生變化時，只需要更換定位器；三是通過數(shù)字化技術(shù)、模塊化結(jié)構(gòu)和自動控制技術(shù)，使工裝具有快速重構(gòu)調(diào)整的能力，一臺工裝可以用于多個產(chǎn)品的裝配[5]。柔性工裝的快速重構(gòu)功能使飛機(jī)工裝的設(shè)計制造等準(zhǔn)備周期大大縮短，同時其“一架多用”的功能大幅減少工裝數(shù)量及占地面積，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3裝配型架的內(nèi)定位裝配設(shè)計方法

所謂內(nèi)定位裝配設(shè)計方法，指的是在剛性較好的骨架零件上預(yù)先制出坐標(biāo)定位孔，裝配時在裝配型架中以骨架零件上的坐標(biāo)定位孔按相應(yīng)定位器進(jìn)行定位的一種方法。裝配型架結(jié)構(gòu)設(shè)計可以大量采用孔定位件。在剛性好的結(jié)構(gòu)件上，直接利用結(jié)構(gòu)孔定位或者事先在結(jié)構(gòu)件上留取工藝孔。此外，型架的整體結(jié)構(gòu)可以采用多支點可調(diào)支撐形式，以便將地基的不均勻變形對裝配型架精度的影響限制在局部范圍內(nèi)。這是一種“以動制動”的制約方式，型架結(jié)構(gòu)也變得輕巧，焊接框架的截面尺寸普遍減小。另外，采用多支點可調(diào)支撐給吊裝、搬運帶來很大的方便。

2.4裝配型架的數(shù)字化設(shè)計方法

裝配型架的數(shù)字化包括數(shù)字化設(shè)計、數(shù)字化制造和數(shù)字化檢測。型架的數(shù)字化設(shè)計是指在三維環(huán)境下，進(jìn)行型架結(jié)構(gòu)的零組件設(shè)計和數(shù)字化預(yù)裝配。數(shù)字化制造是應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計的工裝模型，采用數(shù)字化加工設(shè)備，對工裝的關(guān)鍵特征型面、互換協(xié)調(diào)交點等進(jìn)行加工和裝配。數(shù)字化檢測則是采用數(shù)字化測量設(shè)備對型架進(jìn)行檢驗測量[6]。裝配工裝采用數(shù)字化設(shè)計，是依據(jù)產(chǎn)品外形數(shù)模和結(jié)構(gòu)模型，利用設(shè)計軟件在計算機(jī)上進(jìn)行工裝三維模型的數(shù)字化定義，應(yīng)用有限元軟件進(jìn)行工裝剛度強(qiáng)度校核，應(yīng)用仿真軟件對產(chǎn)品裝配過程進(jìn)行模擬，從而避免工裝結(jié)構(gòu)剛性不足或剛性過剩，消除工裝結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品的干涉以及裝配不協(xié)調(diào)問題。

2.5裝配型架的模塊化設(shè)計方法

型架的模塊化設(shè)計是基于工裝設(shè)計的各種數(shù)據(jù)庫的建立和完善，包括標(biāo)準(zhǔn)件庫，工藝數(shù)據(jù)庫，工裝典型結(jié)構(gòu)庫，參數(shù)化模型等。模塊化設(shè)計對提高工裝設(shè)計效率是一條簡單而有效的途徑。此外，針對所使用的設(shè)計軟件開發(fā)輔助設(shè)計工具，將設(shè)計師從繁瑣的操作和重復(fù)勞動中解放出來，對提高設(shè)計效率也是非常有效的。在數(shù)據(jù)庫的開發(fā)過程中，應(yīng)充分考慮目前工裝設(shè)計的主流平臺，使不同的系統(tǒng)能夠互相無縫連接。

參考文獻(xiàn):

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[5]張云華.飛機(jī)壁板裝配柔性工裝設(shè)計與優(yōu)化技術(shù)研究[D].沈陽:沈陽航空航天大學(xué),2014.

第9篇：數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；汽車；制造工藝；應(yīng)用

汽車制造業(yè)是推動社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提高的重要行業(yè)，加入WTO以后，我國汽車制造行業(yè)得到了迅速發(fā)展，汽車制造產(chǎn)量及汽車消費能力也在不斷提高。與此同時，汽車制造行業(yè)引進(jìn)了各種先進(jìn)設(shè)備、技術(shù)及制造工藝，加快了現(xiàn)代化汽車制造行業(yè)生產(chǎn)線、流水線的快速轉(zhuǎn)型。

一、車身成型工藝概述

汽車車身成型工藝是汽車制造流程中能夠明顯反映汽車制造流程特點的密集型工藝流程。在接到汽車生產(chǎn)大批量任務(wù)時，為了在規(guī)定時間內(nèi)完成高質(zhì)量的制造工序，車間往往會選擇各種先進(jìn)的汽車制造工具、機(jī)械設(shè)備、自動化控制技術(shù)等，以滿足汽車制造工藝對車身成型焊接工藝提出的高要求。車身成型工藝是將汽車整體結(jié)構(gòu)所需部件進(jìn)行組裝，包括側(cè)圍、底板、門蓋、總拼等，然后通過采用焊接工藝完成整個車身的組成。汽車車身成型工藝在設(shè)計及組裝焊接過程中，需要制造員工花大量時間去統(tǒng)計焊點，并根據(jù)車身特點進(jìn)行焊數(shù)千焊點的分配，確保焊點處于正確焊接方位，便于機(jī)械設(shè)備進(jìn)行零部件安裝，同時保證在規(guī)定時間內(nèi)完成。但是，在車身成型焊接工藝過程中，常常會面臨著各種問題，比如如何在最短時間內(nèi)進(jìn)行工藝結(jié)構(gòu)分配、如果保證焊點精確分配到正確焊點等。

二、傳統(tǒng)汽車制造工藝設(shè)計中出現(xiàn)的問題

傳統(tǒng)的汽車制造工藝設(shè)計屬于獨立串行設(shè)計，需要汽車制造廠和供應(yīng)商兩方共同完成數(shù)據(jù)信息傳遞，而現(xiàn)階段的信息傳遞方式比較落后，大多數(shù)為紙質(zhì)文檔類，在少許應(yīng)用電子數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞的環(huán)節(jié)中，還存在許多問題，如雙方數(shù)據(jù)傳遞出現(xiàn)前后不一致、數(shù)據(jù)版本與采集設(shè)備中的數(shù)據(jù)版本不匹配等。導(dǎo)致汽車制造廠無法做到隨時隨地管理汽車焊接工藝整個流程，無法準(zhǔn)確把握汽車焊接工藝制造的安全性和精確性。同時，供應(yīng)商也沒辦法在第一時間獲取制造廠中的產(chǎn)品變動信息，很難做到與焊接工藝設(shè)計保持同步頻率，不利于接下來的工藝流程。

除此之外，由于不能實現(xiàn)大批工藝數(shù)據(jù)傳遞，供應(yīng)商在進(jìn)行焊接工藝作業(yè)時，發(fā)現(xiàn)預(yù)先確定的設(shè)計方案中還存在許多與實際工藝細(xì)節(jié)不相符的情況，供應(yīng)商也沒有條件及工具去驗證和分析這些工藝是否適合汽車制造需求，導(dǎo)致汽車車身焊接后續(xù)作業(yè)量急劇增加，后期的產(chǎn)品與模具配合、焊槍與夾具配合等工藝流程等都直接進(jìn)入試制階段，為汽車制造流程埋下許多工藝設(shè)計隱患。在后期出現(xiàn)問題之后再進(jìn)行補(bǔ)救，會造成制造工藝設(shè)計成本的大量浪費。由此可見，傳統(tǒng)汽車制造工藝設(shè)計沒有做到“防范于未然”，將焊接設(shè)計工藝有可能出現(xiàn)的問題一股腦放在試制階段，增加了汽車制造工藝設(shè)計風(fēng)險。

三、運用數(shù)字化汽車制造技術(shù)解決汽車制造問題

數(shù)字化汽車制造工藝是為解決傳統(tǒng)工藝設(shè)計問題提出的以軟科學(xué)為代表的，具有自動化、智能化的先進(jìn)工藝技術(shù)。目前，汽車制造行業(yè)最典型的就是“數(shù)字化工廠”先進(jìn)制造技術(shù)，即結(jié)合汽車制造要點，通過信息平臺將數(shù)字化制造理論合理運用到制造工藝、虛擬化工藝流程設(shè)計、工藝模擬實驗當(dāng)中，確保汽車制造工藝實施與工藝的可行性分析同步進(jìn)行，改善傳統(tǒng)制造工藝中“物理實驗在后”的流程，率先運用數(shù)據(jù)驗證將制造工藝設(shè)計中的風(fēng)險排除在外，從而提升了汽車制造整個工藝設(shè)計流程的質(zhì)量和效率。

運用數(shù)字化汽車制造技術(shù)進(jìn)行工藝設(shè)計的流程主要有：根據(jù)汽車制造廠給出的車身要求，確定車身設(shè)計中的焊接點、連接點等；汽車制造工藝規(guī)劃階段，選擇新產(chǎn)品作為流程模板匹配對象，確定工藝流程結(jié)構(gòu)；在前兩步基礎(chǔ)上，得出工藝流動結(jié)構(gòu)圖，劃分出車身焊點的具體范圍；展開產(chǎn)品的招投標(biāo)工作；確定供應(yīng)商后，運用數(shù)據(jù)分解平臺對初步工藝設(shè)計流程進(jìn)行模擬驗證和分析，確保流程在規(guī)定時間內(nèi)完成；完成工藝設(shè)計后，通過數(shù)字化平臺，展開制造廠與供應(yīng)商之間設(shè)計數(shù)據(jù)的傳遞；又將汽車制造廠提出的變更設(shè)計數(shù)據(jù)傳遞供應(yīng)商，實現(xiàn)汽車制造廠和供應(yīng)商之間的數(shù)字化協(xié)作，最終確定項目設(shè)計工藝。

四、總結(jié)

總之，數(shù)字化制造系統(tǒng)在汽車制造工藝中的應(yīng)用不僅僅縮短了汽車制造流程時間，還減少了制造工藝流程作業(yè)及工藝所耗費的生產(chǎn)成本和試制成本。目前，國內(nèi)一些大型汽車制造廠商為進(jìn)一步壓縮制造時間，提高工藝制造質(zhì)量，已經(jīng)引進(jìn)數(shù)字化制造工藝研發(fā)軟件平臺，相信今后數(shù)字化汽車制造工藝會受到更多汽車商家的青睞。

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