数字化设计及制造技术精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的数字化设计及制造技术主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：数字化设计及制造技术范文

关键词：飞机设计；制造；数字化技术；应用价值

飞机制造方面的成本占总成本的20%左右，设计方面的工作对飞机整体价值的90%有所影响，因此需要对飞机设计、制造方面的工作产生更多重视，对数字化技术进行科学合理的应用，进而对数字化技术的应用价值进行最大限度的发挥，为飞机设计制造等方面工作提供更多支持。本文对数字化技术应用价值方面的内容及数字化技术本身进行分析，以期为相关部门工作人员提供一定启发。

1 数字化技术在飞机设计及制造中的应用

数字化技术在飞机设计和制造等工作中的应用便是把实物飞机内全部参数以统一比例集中于3d模型，其与传统设计制造工作具有较大的差异。传统飞机设计和制造工作借助2d图纸绘制实现，若欲完成飞机的完整设计，应以不同方位对其进行绘制，工程量较大，同时因飞机制造工作涉及到的零件和零件相关参数众多，成功的飞机制造需要确保所有参数的正确。数字化技术的应用能够借助计算机技术完成上述工作，向计算机输入全部的参数，这些参数能够根据实际情况和位置进行标记，即三维标注技术，该技术对零件尺寸统一比例的标注具有较大的积极影响，各部分材料粗糙度等信息一目了然，并且在各类文字、数字以及语言的支持下，标记工作更加完善。

飞机制造和设计在模型精度方面具有较高的要求，为了对电子样机协调进行满足，使飞机设计及制造工作达到相应的工艺要求，需要对其精确度进行提升，部分零件达到完全真实的水平，其模型在零件尺寸、材料等方面还原度极高，甚至某些时候能够将某型直接引入到飞机制造工作中。当然3d模型并不完美，例如在表面处理及热处理技术方面目前的数字化技术无法更好实现，但依旧能够通过3d标注技术对其设计和制造工作进行辅助。

2 数字化技术在飞机设计及制造中的应用价值

2.1 方案设计和决策工作中数字化技术的应用价值

飞机设计软件工具能够根据飞机运营需求、特点等对舒适性、经济性、安全性等方面进行平衡，在先进软件及系统的支持下，将更多数据提供给方案设计及决策方面的工作。在数字化技术支持下，飞机设计及制造人员能够对飞机运营、技术需求、性能需求等方面进行掌握，进而对飞机设计和制造工作进行相应的调整和完善，对不同方案进行综合分析或调研，进而对方案进行不断提升和完善，为设计制造工作的开展提供更多支持。

2.2 预装配相关工作中数字化技术的应用价值

数字化技术能够对飞机设计、预装配等方面工作提供支持，所谓预装配即模拟装配飞机的过程，飞机装配工作对整体的制造工作而言至关重要，并且实际操作过程中容易出现各式各样的问题，因此数字化技术对此项工作的开展具有较大的应用价值。预装配工作的基础为数样机，在计算机技术和数字化技术的支持下，能够根据工艺流程步骤开展产品组装方面的工作，并且能够完成材料的质量检测工作，实际操作时误差的出现几率大幅度减少。

人们能够从四方面入手开展预装配仿真工作，例如人机工程、装配干涉、装配顺序以及虚拟数字化方面的仿真。所谓装配干涉仿真，即对报警装置进行建立，预装配环节存在诸多干扰因素，系统能够对其进行识别和报警，同时能够使工作人员在第一时间对问题进行处理和检查。此方面工作多数在虚拟条件下进行，然而仍旧需要人的参与，工作人员无需进到虚拟环境内，人们可以将人体3d模型放入其中，为工作人员提供各个方位的视角，为操作提供更多便利。所谓数字化车间仿真，即在虚拟3d零件的基础上对车间、起吊装置、厂房等方面的模型进行完善，将待装备的零件、半成品等投入虚拟车间。此外借助数字化技术能够对装配顺序进行模拟，在保证其与实际装配流程一致的情况下，能够及时发现存在的隐患问题，在确保顺序正确的情况下人们还能够减少漏零件的问题，为预装配乃至今后的实际装配奠定坚实基础。

2.3 飞机综合设计制造及工程发展过程中数字化技术的应用价值

在数字化技术支持下，能够为总体布置、设计等方面工作的开展提供更多支持，3d数字化模型和数字化设计分系统能够对结构强度设计、动力推进系统设计等分系统的设计进行完善，为设计工作开展提供支持。此外，在试验试飞、营运和制造、飞机设计及制造工作相关的知识管理工作等方面，数字化技术同样具有较高的应用价值，飞机试验试飞过程中产生较多的数据，在数字化技术支持下能够对全部试验数据进行有效的存储及处理，为飞机设计及制造工作的进一步优化奠定坚实基础。在营运制造过程中，通过对总装环境、地面维护保障参数等方面的仿真和模拟，能够以更低的代价达成设计及制造工作的各种要求，为飞机经济性、安全性、舒适度等方面提供更多保障。

3 结束语

飞机设计、制造等方面的工作较为复杂，涉及到的数据众多并且对数据精度和准确性具有极高的要求，通过传统方法和技术开展设计、制造等方面的工作时需要消耗较多的人力物力和时间，获取的数据精度较低，无法更好地满足飞机设计、制造等方面工作要求，数字化技术的应用能够对上述问题进行解决，并且在虚拟预装配功能的支持下减少资源浪费，设计制造时间有所减少，可见其应用价值极大。

参考文献

[1]高利.数字化技术在飞机设计与制造中的应用价值[J].探索科学，2016（4）：174-174.

[2]马清.浅议数字化在民用飞机设计与制造中的应用[J].中国新技术新产品，2013（16）：14-14.

第2篇：数字化设计及制造技术范文

【关键词】协同平台；数字化；结构；飞机；设计

0.引言

传统的设计制造过程是：飞机设计―工艺准备―工装设计―零件制造―装配，由于设计过程不可避免的变更，最终导致研制周期长，成本高等缺点。但是，传统的飞机结构设计，在经过了上百年的开拓创新和经验积累，已经形成了一套成熟的设计体系。从设计输入到产品输出的整个过程中，每一步都考虑了防差错，并能快速地解决生产中出现的各种问题。数字化协同平台正是借鉴传统的飞机设计的工程经验，并利用数字化、网络化等手段，使其更加系统化，规模化。数字化协同平台在继承了传统的飞机结构设计的优点的基础上，充分运用了高性能计算机强大的计算能力和高速网络的快速传输能力，为飞机结构设计提供了更加开阔的设计平台。

1.数字化制造特点

1.1产品研制方法发生改变

传统样机研制过程和方法大体分为概念设计、初步设计和生产设计阶段，各设计阶段均需绘制模线和制作物理样机来帮助技术人员准确地设计飞机和配置飞机的内部空间，研制过程为串行，产品定义信息传递不连续。而在数字化环境下，其模线和物理样机均由产品的数字化定义或数字样机所替代，研制过程为并行表现形式，便于实现多学科的协同设计。具有以业务过程为中心，具有跨地域／多企业的、动态的研制特征。从协同研制全局目标看，产品数字化协同研制中有横向（多学科协同研制MDO）和纵向（产品全生命周期的协同），即使制造商分布在世界各地，也可以通过网络进行协同设计，交换产品相关设计信息。使得设计制造的数据、设备、实施、人员、成果和时间变得更为透明、柔性，实现真正意义上的共享。

1.2数字化技术与其他先进技术相融合

数字化技术与其他先进理念（精益生产、并行工程）以及先进技术（数控加工及成形技术、数字化测量技术、飞机装配技术和质量保证技术等）相结合，使它们能集成在一起、融合在一起，发挥先进技术的整体效益。美国联合攻击战斗机（JSF）项目以洛克希德、马丁公司为首的由30个国家的50家公司组成的团队，采用数字化的设计制造管理方式，以跨越航空工业的全球性虚拟企业为表现形式。其集成平台采用产品全生命周期管理软件，包括网络平台采用VPN，LAN，WAN，Internet和各种应用系统组成的应用平台；业务平台由各种应用软件构成，如：文档管理，虚拟现实，材料管理，零件管理，CAD设计软件及相关接口，数字化工厂的设计仿真软件包，企业资源计划和工厂管理软件；商务平台包括为用户提供访问其他系统数据的各类接口。

2.数字化协同平台为工艺制造提供了方便

工艺设计处于产品设计和加工制造的中间环节，它是生产技术准备工作的第一步。其中的任何一个因素发生变化，都可能导致工艺设计方案的更改，另外制造业特有的传统的串行工作方式，使得工艺设计成为产品制造的瓶颈，并且占用了很长的产品研制周期。目前工艺设计的不足之处：

2.1产品设计的工艺性审查周期较长

要在产品设计打佯出图后，工艺部门才能对产品设计进行工艺性审查，针对可加工性和经济性对设计提出更改意见，一般周期都较长。然后，设计针对工艺提出的意见对设计图纸进行修改，若改动较大则大大延长设计周期，这是一个反复迭代过程。

2.2不能及时发现工艺方案、工艺路线以及工艺规程的设计中的错误

工艺设计中隐藏的错误难以在设计过程中被人为的发现，装配工艺的优化基本上是凭工艺员的经验，工艺设计中存在的问题往往要在产品实际装配过程中才被发现，但此时工艺设计错误已带来了产品、周期、人力和费用的损失。

有了数字化协同平台工艺工作可以有效的贯穿于整个飞机生产流程当中，为工艺设计提供了充足的准备时间。工艺制造部门随时登陆数字化协同平台网络，了解设计进展和更改情况，及时的贯彻到工艺准备之中，同时进行并行产品数字化定义，建立全机数字样机，实现了数字化模块化设计与柔性制造，大大缩短了研制周期，减少了工装，降低了成本，取得了明显的技术、经济效益。与此同时，数字化装配工艺设计与仿真技术也随着数字化协同平台的发展取得了实质性的进步，一些著名的飞机制造公司开始应用专用软件系统如DELMIA等进行装配工艺设计与仿真，利用车间执行系统实现了生产现场可视化装配。

我国的飞机数字化装配技术现处于起步阶段，设计部门建立全机数字样机的工作已经取得实质性的成果，因此如何在数字样机基础上，结合我国的国情通过协同工作平台建立三维数字化产品设计和装配过程仿真环境，实现产品设计、装配工艺设计、装配工装设计的并行工作方式，是我们需要急切解决的课题。数字化协同平台是一个很好的多人协同工作平台，为飞机设计师提供了广阔的舞台，能将设计员的思想更快地转变成一个个精美的飞机零件，为飞机早日翱翔蓝天提供了可行性，使我们的梦想能更快地成为现实，同时也吸引着我们编织更加美丽的梦。

3.结束语

数字化飞机设计制造技术加快了现代飞机研制的整体进程。数字化技术迅速发展和广泛应用，使传统飞机产品的研制过程发生了根本性的变革，将对工厂的技术改造、技术和生产管理、人才的培养产生深远的影响。民机公司虽然在数字化制造技术方面拥有一些经验和基础，但是与国际上先进的航空制造公司相比，还有很大的差距。民机公司必须在生产实践中不断总结，吸取国内外的先进经验，不断完善自己的数字化制造技术，提升民用飞机的研制水平。■

【参考文献】

［1］侧卫,晓立.模具数字化设计制造技术[J].航空制造技术,2009,(20).

［2］郭春英.数字化制造技术在ARJ21飞机吊挂研制上的应用[J].航空制造技术,2009,(18).

［3］金卯,晓立.大飞机数字化装配技术[J].航空制造技术,2009,(14).

［4］贾晨辉,任小中,李云峰.数字化制造系统规划与建模仿真研究[J].组合机床与自动化加工技术,2009,(06).

第3篇：数字化设计及制造技术范文

关键词：机械专业；数字化设计；数字化制造

计算机技术已全面渗透到机械领域，学生熟练掌握和应用数字化设计制造技术已成为其必备的基本技能，企业在招聘中也将这项能力作为重要考核指标之一。为适应这种快速发展的新形势，满足社会的迫切需求，研究和探索如何培养掌握和应用数字化设计制造技术的优秀毕业生具有重要意义。通过广泛调研和细致分析，结合我校机械专业实际情况，提出了以典型数字化设计、分析、制造技术工程软件应用为主线，以实践教学基地和工程训练中心为载体，以培养学生创新能力、实践能力为目标，构建了贯穿于机械专业培养过程始终的数字化设计制造技术培养体系。

一、教学体系和教学内容的改革

在保持专业原有优势和特色的基础上，着重对数字化设计、数字化制造的教学内容、实习和实训等进行改革与创新，形成了一套完整的提高学生数字化设计制造技术能力的教学体系。

（一）工程制图类教学与实践

工程制图类是学生认识机械、了解机械的重要专业基础课，开设了机械制图、计算机绘图、三维设计等制图类课程，在教学中注重各门课程之间的融会贯通。计算机绘图将制图基本知识、视图表达方法、零部件绘制、装配关系等用计算机实现，提高了效率和设计质量，加深了对机械制图的理解和掌握。在三维设计中，通过建立三维实体模型、动态仿真，使学生容易理解，更容易激发其空间想象力和创新热情。

（二）工程力学类教学与实践

开设了机械系统动力学分析（如ADAMS）和有限元分析（如ANSYS）等分析课，增强工程力学类课程的直观性。如将刚体的静力学、动力学分析，变成动态的曲线或动画等输出形式，将构件的应力、应变分析等，变成动态的颜色改变、形状改变以及数据改变，形象直观，印象深刻。

（三）机械基础类教学与实践

机械基础类包括完整的机器设计过程―运动设计和工作能力设计。利用ADAMS等可以根据机构的运动尺寸建模，对机构进行运动学、动力学分析，为工作能力设计提供技术支持。利用ANSYS等进行应力、应变以及应力集中问题的仿真分析，加深学生对传动方案、结构尺寸和选用原则的理解。

（四）机制基础类教学与实践

机制基础类教学的一个主要任务是培养学生的工艺设计和夹具设计的能力。针对工程实际中的一个具有典型特征的机械产品零件，根据生产纲领要求以及现实生产条件，进行工艺设计和夹具设计。利用数字化设计表达夹具零件和装配体，并验证其设计结果。

（五）数控技术类教学与实践

针对工程实际中的典型加工对象，利用三维数字化设计首先进行建模、编程，生成加工轨迹，仿真加工及检验，后置处理，最终生成数控G代码。通过串行通讯或网络，实现上位机与数控机床之间通讯，将编制好的数控G代码下载到数控设备中，从而进行实际加工。从对象建模、刀具选择、工艺规划、代码生成、实际加工、加工效率检验等多方面培养学生的设计制造综合能力。

（六）现代设计方法类教学与实践

反求工程是现代设计方法之一。其利用三维激光扫描仪无接触地扫描被测对象表面轮廓，获得几何数据，构建曲面数字化模型，经过后置处理，生成RP需要的模型截面轮廓数据或NC代码，最终复制出原型或加工出实物。反求工程实现了从产品原型、产品设计到产品制造的数字化，达到了对学生进行综合应用训练的目的。

二、工程训练体系和内容的改革

工程训练的基本指导思想是四年不断线，分阶段、分内容、分层次系统地进行训练和培养。

（一）机械基础认知实习

对于刚入校的学生，进行包括传统设计、数字化设计、常规制造技术以及数控制造技术等在内的机械设计和制造方法的参观演示，使学生对主要的设计方法、制造技术和实现方式有一定的感性认识，激发学生对专业知识的学习热情和对专业的热爱。

（二）机械基础技能训练

进行全面的机械设计技术、制造技术等基础知识的学习与训练。绝大部分时间是用于车削、铣削、磨削、钳工、焊接、铸造、锻压、冲压、剪切等传统制造技术训练。同时，也进行简单典型零件二维、三维设计、读图能力训练以及基本的数控加工技术训练。

（三）数控技术训练

学生使用数字化设计制造手段进行典型零件的设计和数控编程，并在数控机床上完成零件的加工，突出了数字化设计与制造二者的有机融合。

（四）特种加工训练

训练学生掌握和使用多种与特种加工有关的设计、加工软件，掌握特种加工方法。加入这些训练内容，可使训练内容更加全面、生动、丰富。

三、项目驱动式第二课堂创新与实践能力培养

项目实践过程与听课不同，是一个主动的学习经历。项目课题主要来源于三个方面：一是学生自主命题，就是学生将在生活实际中遇到的困难、问题，进行提炼、分析、总结，提出有创造性价值的课题，这有助于培养学生的创造性思维和发现问题、分析问题及解决问题的能力。二是有主题的实践活动，例如根据各种学科竞赛的主题要求，组织学生开展创新设计实践，选拔优秀的创新设计作品参加竞赛，这有助于提高学生的创新能力。三是教师提供项目课题，教师可以根据自己的科研课题为学生提供创新实践项目。在项目的实施过程中，从设计构思、具体设计、工艺规划、加工制造、装配调试以及产品商业化等全过程都需要学生付诸实践。数字化设计与制造手段为项目课题的顺利实施起到重要作用。

四、结语

以数字化设计制造能力培养为切入点进行教学改革，促进了人才培养模式的不断完善。通过实践，该方法行之有效。不但使学生在空间思维能力、图形表达能力、常规工程设计制造能力得到培养和提高，而且其创新设计能力、先进制造能力以及工程实践能力也得到培养和训练，适应了知识创新和技术创新的需求。

参考文献：

[1] 雷辉. 机械类专业实验创新模式的构建与实践―链式工程训练实验教学法研究[J]. 中国大学教育, 2010, (6).

[2] 张树仁. 构建数字化设计制造技术教学平台的探索与实践[J]. 长春理工大学学报（高教版）, 2010, (4).

基金项目：黑龙江省高等学校新世纪教学改革工程项目“机械专业先进技术应用与创新型人才培养模式的研究与实践”（项目编号：黑教高处函[2009]7号）；黑龙江大学新世纪教育教学改革工程项目“机械专业创新型人才培养模式的研究与实践”（项目编号：200953）。

第4篇：数字化设计及制造技术范文

机械制造作为我国基础产业，我国对其一直具有很高的重视程度，机械制造的发展状态不仅仅关乎我国工业的生产，经济的发展状态，同时对我国的综合国力也有着一定程度的影响。传统的机械设计制造，方案太过于落后，而且需要花费大量的材料，设备太过于笨重，同时生产速率低，常有机械事故发生，机械的维护和修理工作也太过于麻烦，严重的制约了我国工业的经济发展。自动化技术的诞生有效的改善了这一不良现状，使机械设计方案越来越科学，同时及多项功能与一身，不仅有效的节省了机械设备生产需要花费的材料，同时加快了机械设备工作的速率，减免了不必要人力的花费。我国机械设计制造领域已经由传统的笨重机械向着自动化机械、智能化机械转型。

2我国机械设计制造自动化技术发展的现状分析

机械设计制造以及实现工业生产的自动化需要做很多的准备工作，其中包括要拥有良好的产品设计模块、保证产品的加工具有系统性、对于产品的销售要具有规划和策略，同时对现有机械制造体系进行整体的改造和完善，保证行业能够具有一定的竞争力，在国际竞争市场中可以站稳脚步。机械设计制造以及自动化的实现离不开先进技术的支持，对于发达国家而言该技术已经较为成熟，但我国目前能处于发展阶段，相应的技术体系还需要进一步完善。针对我国目前机械制造及自动化工业发展的实际情况而言，我国一直都在加强对其的研究力度，具体的来说，CIMS技术在我国的应用越来越为广泛，我国目前建有很多关于该技术的实验室，并且通过一定的实际操作对该技术体系不断进行改良和完善，我国先后开展了很多关于CIMS技术的研究项目，对CIMS工程软件不断进行更新，优化。机械设计制造行业与IMS软件有着很大的联系，可以说二者相互影响，相互制约，因为会涉及到企业产品设计自动化的实现，工艺设计自动化的实现。加强对制造业质量技术的改善，建立良好的信息数据库，可以为我国机械制造行业经济的发展增加源源不断的动力。目前我国仍有许多机械制造企业的管理信息系统存在很多缺陷，导致先进的CAD技术不能与企业的机械制造相融合，最总导致企业的自动化生产水平不高，数控机床技术的广泛应用，制造行业的技术和设备也需要进行一场巨大的更新。二十一世纪是信息时代，也是机械制造领域需要大跨步的时代，一方面给我国国名经济的发展带来了巨大的机遇，另一方面也对我国机械制造行业的发展带来了巨大的冲击，因为我国机械制造领域的自动化水平与西方发达国家相比较仍有一定的差距，如果不能够改变成产技术落后，制备工艺落后的现状，则会对我国工业的国际市场竞争力带来极其不良的影响。可以说实现全球化、科学化、自动化等模式是我国机械设计制造领域发展的必然趋势。

3关于机械设计制造及其自动化技术应用环节的多元化分析

3.1机械设计制造及其自动化技术的应用趋势

为了保证我国机械制造企业的长期发展，落实好基础环节的自动化模块是非常必要的，从而进行机械加工体系的健全，进行可编程控制器、工业机器人的有效应用，立足于我国经济的发展情况，进行制造业基础工作体系的健全，实现其内部各个环节的协调，以应对机械设计及其制造的国际化潮流。在当今国际科技应用背景下，进行先进性的制造技术的应用是必要的，这涉及到机械制造自动化技术、信息技术、传感技术等的应用，保证现代系统管理体系的健全，积极做好相关的生产组织管理工作，进行高新技术的普及，让制造及其自动化技术真正实现其系统性、整体性，从而保证我国制造业国际竞争力的提升。这对于机械制造成本提出了更高的要求，其产品开发模块、工艺设计模块、加工制造模块等面临着巨大的挑战。如何做好机械制造体系的整体性应用工作，这是当下制造业发展所必须要解决的问题。机械制造业的市场竞争核心，就是生产率的提升，保证其市场全球化的拓展，进行劳动生产率提升，进行生产成本的控制，保证其制造成本、制造质量等的优化，这离不开对先进机械制造及其自动化技术的更新。

3.2关于机械设计制造及其自动化技术的多途径分析

第5篇：数字化设计及制造技术范文

关键词：机械设计制造;自动化技术;应用

现代数字信息技术以及智能化技术的发展为人们日常生活以及社会生产发展提供了相应便利。故此，促进自动化技术在机械设计制造中的应用具有重要作用和意义。不仅能够提高机械产品设计和制造的质量和效率，还能在一定程度上促进工业生产发展。在这种情况下，加强对机械设计制造中自动化技术的重视程度，探究机械设计制造中自动化技术的有效应用策略已经成为了相关企业生存发展的首要任务。

一、机械设计制造中自动化技术应用的意义

1.提高资源利用效率。与传统的机械设计制造技术相比，运用自动化技术进行机械设计制造，能够有效的提高资源利用效率，降低机械设计制造的资源成本，从而提高企业的经济效益。在传统的机械设计制造技术影响下，我国的机械设计制造工作长期处于粗放式生产模式，这就导致了在生产过程中，大量的生产资源都被浪费，不仅增加了企业的生产成本，还会影响企业的生产效率。采用自动化技术进行机械设计与制造工作，可以提高机械设计与制造的精细化程度，这样能够有效降低生产过程中发生的能源损耗，减少能源浪费现象发生的几率。此外，利用自动化技术进行，还可以对机械设计制造生产过程中的废料进行加工处理，促进生产废料的合理回收利用，从而提高企业生产的资源消耗，降低企业生产成本。

2.提高机械设计制造效率。随着社会生产的发展，在市场经济的调节作用下，对企业生产中的机械设计制造质量和效率要求也越来越高。在这种情况下，企业要想增强自己的经济效益，占领更多的市场份额，就需要采取有效措施，提高机械设计制造的质量和效率。故此可以将自动化技术更好的应用到机械设计制造中，从而促进机械设计制造质量和效率的提高。效率和质量是企业在生产过程中的一对固有矛盾，提高企业生产效率就必须要牺牲一定的产品质量，反之要想提高是产品质量，就需要牺牲一定的生产效率。但是运用自动化技术进行机械设计制造，能够帮助企业实现二者之间的有机统一，缓解企业生产过程中的效率和质量之间的矛盾，在保障企业的生产质量的同时，提高企业的生产效率，从而促进企业机械设计制造的可持续发展。

3.提高机械制造的精准性。在当今时代，社会生产发展日新月异，工业机械设备也逐渐朝着小型化的方向发展。在这种背景下，对于工业机械设备及其自身各个部件精度、质量等的要求也越来越高，如果机械设备中重要部件的精度和质量达不到设备运行要求标准，就会影响设备的正常运行，从而导致设备的运行故障。运用自动化技术进行机械设计制造时，通过运行现代计算机信息技术能够有效强化机械设备及其部件的设计精准度，同时还可以对相应的生产环节进行有效控制，通过计算机软件或编程指令对数控机床进行有效控制，保障生产环节能够科学、有效进行，强化机械设备及其部件生产质量和精准性。

二、机械设计制造中自动化技术应用分析

1.自动化技术在智能化中的应用。随着我国智能化技术的发展，这种技术已经逐渐应用到了我国的工业生产发展之中，为工业生产发展提供了技术支持。鉴于智能化技术在工业生产发展中的应用，对工业生产机械设备人工智能系统的要求也更高，从而提高设备运行的思考、分析能力。故此就需要强化自动化技术在机械设计制造智能化中的应用。在进行机械设计制造时，通过运用自动化技术，采用一些高端的设备和软件进行机械设备及其软件的设计和制造，能够有效提高机械设备的智能化水平，弥补当前我国在机械设备设计制造过程中的不足，进而提高智能化技术的实际应用价值，使机械设备在工业生产过程中能够更好的发挥自身的优势，提高企业的智能化生产水平。

2.自动化技术在虚拟化中的应用。虚拟化是机械设备生产过程中的一个重要方面，对于机械设备及其部件的生产质量和效率具有重要影响。在实际的生产过程中，当机械设备的设计工作完成时候，可以在正式生产之前利用虚拟化技术进行生产模拟，模拟出虚拟的生产设备以及部件，通过对虚拟设备和部件的观察和探索，能够有效发现设计中存在的不足，对设计进行相应的改进。故此，虚拟化不仅可以降低企业的能源消耗，还能够提升生产质量和效率，提高企业的经济效益。所以应将自动化技术更好的运用到虚拟化之中，促进企业虚拟化技术的发展，为企业的未来发展奠定基础。

3.自动化技术在数控中的应用。数控是企业机械设计制造的一个重要环节，对于机械设计制造具有重要影响。数控技术是指将相应的计算机硬件以及数字化技术、机械自动化技术、控制技术等合理、有效的融合在一起，从而提高机械设计制造的高效性和便捷性。在机械设计制造的未来发展过程中，数控技术的发展是其中的一个重要方面。故此强化自动化技术在数控中的应用至关重要，对企业机械设计制造未来发展具有重要作用。但是在将自动化技术应用于企业的生产发展时，应安排专业的人员对实际生产过程进行把控，从而保证生产生产过程不会出现偏差和失误。

三、结语

在当前的社会背景条件下，提高机械设计制造质量和效率已经成为了企业发展的必然趋势，同时也是现代工业生产的要求。故此，在机械设计制造过程中，应加强对自动化技术的重视程度，更好的将自动化技术运用到机械设计制造过程中，从而提高机械设计制造的质量和效率，促进机械设计制造的可持续发展。

参考文献：

[1]李闯,韩磊,安龙哲.机械设计制造中自动化技术的应用研究[J].南方农机,2017,48(7):117-117.

[2]戴雪芬.自动化技术在机械设计制造中的应用研究[J].山东工业技术,2017(03):28-28.

[3]吕沛.机械设计制造及其自动化技术发展研究[J].黑龙江科技信息,2016,26(19):59-59.

第6篇：数字化设计及制造技术范文

机械设计制造及其自动化在我国的国民经济中处于不可替代的重要地位。它支撑着其他领域的发展，是国民经济中其他行业发展的基础。在机械设计制造及其自动化中使用计算机技术能够有效提高机械设计制造及自动化的效率，并降低生产成本。本文主要从机械设计制造及其自动化的内涵、机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用概况、应用的具体状况以及发展前景等方面对机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用问题进行了探讨。

关键词：

机械设计制造；自动化；计算机技术；应用

随着计算机技术、信息技术、新材料及能源技术以及微电子技术的不断革新和飞速发展，其在各领域的应用也越来越广泛。在机械设计制造及其自动化行业中，计算机技术的普及程度逐渐加深，使得机械设计制造及其自动化得到了质的飞跃和发展，提高了机械设计及制造的效率，节省了生产时间及成本，促使机械设计及制造的自动化进程不断加快。同时它也使我国的机械设计制造在激烈的市场竞争中具有较强的优势。机电产品一体化、微型机电系统等等都是计算机技术在机械设计制造及其自动化领域中进行应用而出现的典型成果。

1机械设计制造及其自动化的内涵

机械设计制造及其自动化是一门对各种工业机械、设备以及机电产品的设计、制造、运行、控制等过程以及相关企业综合管理技术进行研究的学科。机械设计制造及其自动化主要以机械设计和制造为基础，同时将计算机技术、自动控制技术、信息技术进行有机融合，使得计算机技术、自动控制技术以及信息技术能够更好的解决现代工程领域中存在的较为复杂的技术问题，从而促进机械设计、制造及自动化的发展，同时实现机械产品的智能化。

2机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用概况

在机械设计制造及其自动化领域，计算机技术的应用范围非常广泛。例如依赖计算机技术使得各种大型成套设备被研发成功，这些设备对与之相对应的重点工程的建设发挥了不可估量的重要作用；计算机技术使得机械设计及制造的精密程度大大增加，带动了计算机工业的发展，使得集成电路的制造能够实现高度集成，且存储器的容量也不断增加；各种航空航天设备、高科技武器装备以及科技等的发展也都有赖于计算机技术在机械设计制造领域的应用。具体来说，机械设计制造及其自动化领域对计算机技术的应用主要体现在对计算机可视技术、虚拟技术及仿真技术的应用方面。计算机可视技术是指将抽象的机械信息及数据通过计算机技术转换为直观的、便于理解的数据及信息，使得设计制造人员能够通过对这些直观且便于理解的数据进行分析、计算，从而掌握所设计出的机械产品所具有的性能，并对其动态进行掌握，及时了解需要优化、改造之处。计算机可视技术对机械设计制造领域的发展具有两方面的优势，一是通过将计算机可视技术与机械设计制造相结合，能够起到辅助设计的作用，从而避免人工设计中存在的误差及，降低误差出现的概率，使得机械的可靠性、精确性更加有保障；二是计算机技术的设计、制造等的速度远远高于人力设计及制造，因此能够大大提高工作效率，节省工作时间，并加速自动化的进程。计算机虚拟技术是指使用计算机技术，创建与现实环境相似度非常高的机械设计制造及自动化环境，并进行模拟体验的技术。这一技术能够将人的设计理念先在虚拟环境中进行模拟，使人的设计理念与计算机技术相结合来验证设计的可行性，使人和机械设计制造之间的交流更加高级，从而使得机械设计的过程更加科学合理，同时还能减少对设计出来的产品进行实践检验阶段的费用。计算机仿真技术是指使用媒体形态对机械模型进行描述，使得产品的系统形态、数学模型及物理模型等更加清晰形象的展现出来，为具体的设计及操作过程提供依据和参考，同时利用计算机的输入、输出功能推动机械设计及制造的自动化，使得机械设计手段更加科学、自动化程度更高的技术。

3机械设计制造及其自动化中计算机技术应用的具体状况

3.1机械设计制造及其自动化中计算机技术的辅助功能

机械设计制造及其自动化过程非常复杂，计算机技术自身所具备的优势决定了其在机械设计制造及其自动化中的重要地位和作用。同时这也是计算机技术和机械设计制造及其自动化不断发展的必然结果。计算机辅助设计功能除了在服装、报刊等的设计中占有一席之地，而且在机械设计制造及其自动化中的作用也不可小觑。在机械行业中，计算机辅助功能的具体作用主要体现在：首先，在机械设计制造过程中，会涉及到一些非常复杂的机械图的绘制。而CAD、CAM等都是非常有用的计算机绘图软件，能够降低手工绘图的复杂性，同时也能提高绘图效率；其次，计算机辅助技术能够对机械的结构、形状、尺寸以及工作原理等进行详细的描述，有利于设计者更加快速的找出设计中存在的问题；最后，在计算机辅助功能中对图纸进行修改、再次编辑等都非常容易简捷，可以省略掉手工绘图中一些不必要的环节，提高机械设计的效率。

3.2机械设计制造及其自动化中计算机仿真技术的应用

计算机仿真技术是计算机可视技术和虚拟技术继续进步的结果，可视技术及虚拟技术是其不断发展的基础。仿真软件通过对研究对象建立数学模型，使其将研究对象的各项数据及信息真实、全面、具体、直观的呈现出来，然后使用计算机技术进行分析研究，一方面使得研究对象的性能更加安全可靠，另一方面也能使修改过程的操作更加简单。而且，仿真软件将现实与模拟进行结合，对研究对象进行仿真实验，使得机械产品的质量更加有保障。

4我国机械设计制造及其自动化的发展前景

随着科教兴国战略的不断深入推进，我国的机械设计制造业取得了长足发展，获得了一系列丰硕的成果。但不可否认，目前我国的机械设计制造业的发展仍落后于发达国家，必须持续不断的继续向前发展。在未来，计算机技术、信息技术、新材料等技术将会成为机械设计制造及其自动化的主要推动力，其在机械设计制造及其自动化中的应用也必然会越来越深入。总体来说，未来的机械设计制造及其自动化的发展趋势可呈现出以下几方面特征。从以下特征不难看出，计算机技术贯穿于未来机械设计制造及其自动化的始终。

4.1微型化

计算机技术的不断发展使得在未来机械设计制造也朝着微型化的方向迈进。微型化使得机械产品的体积更小、运动更灵活、能耗更低，从而节省资源及能源并降低生产成本。尤其是在生物、医疗、军事等领域，微型化所具有的优势越来越明显，很好的促进了相关领域向着更高端及精细的方向发展。

4.2网络化

网络技术促进了经济全球化的发展，同时也使得未来的机械设计制造更加全球化。例如新产品能够以最快速度在世界范围内传播推广。而且，随着各种以网络为基础的远程监控技术的不断更新和完善，机械设计制造将会更加便捷。

4.3智能化

未来的机械设计制造将会在计算机技术的基础上，将各种新思想及方法相结合，使用计算机技术对人类智能进行模拟，使得机器行为的推断能力、逻辑能力及自主决策能力增强，从而推动机械设计制造过程更加自动化及智能化。

5结束语

综上所述，在机械设计制造及其自动化中，计算机技术的应用是大势所趋。它不但能将设计非常直观的呈现出来，使设计人员更加清晰的发现其中存在的错误并进行改正，而且能对设计图纸进行再次编辑及修改，从而节省了设计时间，提高了工作效率。同时它还能对设计作品进行仿真模拟，对其性能进行检测。因此在未来要加大对相关技术的研发力度，使计算机技术能够更好的与机械设计及制造进行融合，从而促进其更加快速的发展。

参考文献：

[1]王琪，胡海燕.基于机械设计制造及其自动化未来发展方向的探究与思考[J].电子世界,2014(16).

[2]韦佳.机械设计制造及其自动化的发展方向研究[J].科技资讯,2015(08).

[3]陈尧.对机械设计制造及其自动化专业的认识[J].中国化工贸易，2013(03).

[4]陆佳艳.探究我国机械设计制造及其自动化的发展方向[J].科技风,2015(21).

第7篇：数字化设计及制造技术范文

【关键词】自动化技术；机械设计制造；应用

0 前言

随着自动化技术与机械制造技术的快速发展，自动化技术在机械制造中的应用已经实现了很大的发展。机械自动化技术的发展起源于 20 世纪 20 年代，开始主要是应用于机械制造冷加工过程中，后期随着相关技术的不断完善，从 20 世纪 60 年代末开始建立关于可变性的自动化生产系统，而随着现代信息技术的发展，机械制造行业的自动化程度也越来越高。本研究就将针对自动化技术在机械设计制造中的应用这一主题进行探讨，使广大读者对这方面的内容有一个更加深入的了解。

1 概述自动化技术

机械自动化技术是指在机械制造业中应用自动化技术，实现对加工对象的连续自动生产，实现优化有效的自动化生产过程，从而加快生产投入原料的加工变换和流动速度，节约人力资源。

机械自动化所带来的优点主要有：提高产品质量、提高生产率、缩短生产周期、促进产品更新、降低生产成本、提高经济效益、减轻工人劳动强度、改善劳动环境、带动相关技术的发展。机械自动化技术的应用与发展，是机械制造业技术改造、升级和进步的主要手段，是未来机械制造业技术发展的主要方向。机械自动化技术是保证获得最高生产率、最优产品质量和最低成本的最好手段。

2 自动化技术在机械设计制造中的应用

2.1 自动化技术在机械设计制造中的应用之集成化应用

随着现代计算机技术、微电子技术以及自动化技术在机械制造领域应用的不断增多，逐渐衍生出了许多新技术，例如计算机辅助设计技术、辅助制造技术、辅助测试艺术、数控加工技术、柔性制造系统技术和信息管理系统技术等。而为了实现不同级别集成制造系统的构造，比较简便有效的方法就是对各种技术进行系统集成。

自动化技术在机械制造中的集成化应用，主要是借助系统工程理论的有效指导和信息技术对企业的制造流程进行整体上的优化，通过精简机构和过程重组等手段促进适度自动化，并在计算机数据库和信息网络的支持下，将机械制造企业的各种要素以及经营管理活动集成为一个有机整体，从而实现机械制造以人为中心的柔性化生产。

自动化及相关技术的集成化应用有很多优点，例如，自动化及相关技术的集成化应用在提高产品生产质量，降低新产品的研发成本，保护生态环境这三个方面都具有十分重要的现实意义。

2.2 自动化技术在机械设计制造中的应用之智能机械制造应用

智能机械制造技术是一个由机械制造技术、自动化技术、系统工程和人工智能等相互渗透，相互交织所形成的一门综合性的技术。它是由智能机械和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，该系统在机械制造过程中能进行一些智能活动，如分析、推理、判断、决策等。也就是说，智能机械制造技术就是把人工智能和机械制造技术进行有机的结合，将人工智能融入到机械制造系统的各个环节中，通过模拟专家的智力活动，取代或延伸机械制造环境中应由专家完成的那部分活动。在智能机械制造系统中，系统具有专家的智能，能自动监视自身的运行状况，随时发现错误或预测错误的发生，并且自身含有改进和预防的功能。除此之外，智能机械制造系统还具有应付外界突发事件的能力，能够自动调整自身参数来适应外部环境的需求，使自己始终运行在最佳状态。

2.3 自动化技术在机械设计制造中的应用之柔性自动化应用

随着现代机械制造业的发展，机械使用者对机械制造企业的应变能力、客户需求的快速反应与适应能力都提出了更高的要求，这也就需要企业能够结合市场需求和技术更新等外部条件的变化，实现对机械产品生产结构以及制造种类的合理调整，这时柔性自动化技术的应用就显得尤为重要。

柔性自动化系统是在确保柔性生产的前提下，通过人机界面的优化和自动化的合理追求建立相对完善的信息管理系统，进而充分发挥计算机管理所能产生的效益。在柔性自动化系统中，自动化设备可能与普通设备是共同存在的，而且在机械制造的个别环节允许人为干预的出现，因而有效提高了机械制造对外界因素变化的适应能力，使得制造出的产品可以更好地适应市场的需求。除此之外，柔性自动化加工系统还有一个非常重要的功能，就是它可以实现与柔性制造系统的有效衔接，从而提高机械生产、机械设置与机械制造之间的联系，因此，机械制造的自动化程度就会大大的提高。

2.4 自动化技术在机械设计制造中的应用之虚拟化的应用

机械制造中的虚拟制造技术是由包括现代机械制造工艺、计算机图形学、并行工程、人工智能、多媒体技术、信息技术等多种技术，并以仿真技术和系统建模为基础，组成的一项由多学科构成的综合系统技术。

机械虚拟制造是利用信息技术、仿真计算机技术对现实机械制造活动过程进行仿真，以发现和解决机械制造中可能出现的问题，进而达到机械产品制造成功的目标。将机械虚拟制造应用的好，还可以降低成本、缩短机械产品开发周期，增强机械产品的竞争力。

3 自动化技术在机械设计制造中应用的发展情况

机械制造行业的发展，在很大程度上决定了我国的经济发展质量和民族的伟大复兴，但是由于我国的自动化水平相对较低，因此我国相关工作人员应该加速寻求更快、更省的发展之路，但也绝不是对国外自动化技术的盲目引进和照搬照抄，而是应当制定长远的发展规划，实现从简单到复杂，从低级到高级，从不完善到完善的逐步发展。

对于机械制造企业而言，只有坚持以国家经济发展需要、企业的生产发展需要以及广大世界人民生活水平的发展需要为导向，实事求是，脚踏实地，不断的学习、研究和借鉴世界其他国家的先进技术，只有这样，才能确保机械自动化技术的健康、可持续发展。

4 结语

随着自动化技术的快速发展，自动化技术在机械设计制造行业中的应用将会更加广泛，而这种现象必然会促使我国的机械自动化发展进入一个全新的阶段。因此，我们需要在积极引进和吸收国外先进技术成果的基础上，树立高起点、高标准，循序渐进、持续开发的发展理念，从而促进我国机械自动化技术又好又快的发展，除此之外，自动化技术水平的提升还能不断提高机械制造行业的生产质量和经济效益。

【参考文献】

[1]李俊峰，王志坚.浅析机械制造技术智能化发展趋势[J].企业技术开发，2012（1）.

第8篇：数字化设计及制造技术范文

关键词：泵站 分层分布式 自动化控制系统 技术升级改造

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）09-0011-01

由于受当时建设技术水平和综合投资资金等因素的影响，早期建设的很多泵站其自动化水平普遍较低，水泵机组的启动、运行和停车等绝大多数操作均靠人工手动操作来完成，不仅大大增加了泵站工作人员的劳动工作强度，同时其自动化操控水平较低，工作效率普遍不高。很多老泵站的电气设备、自动化调控系统、通过系统等在响应性、动作可靠性、运行节能经济性等方面均很难满足现代智能泵站调控需求，技术和设备更新升级改造已成为泵站满足安全可靠、节能经济调控运行技术需要的重要技术手段，具有非常重要的工程实践应用研究意义[1]。

1、泵站分层分布式优化设计方案和测控模式

开放式的分层分布式结构是现代泵站自动化测控系统的主流，这种系统结构可以根据泵站功能需求划分为若干个相对独立的现地测控保护单元，并按照层级将对应的测控保护系统上传到泵站主控级操作站和远控机集中调控主站，完成测控保护数据实时通信共享需求。根据泵站自动化控制系统功能特性需求，经通信通道将系统任务传送到各层对应的测控保护装置中，完成相应的远程操控和保护动作命令的执行。

2、分层分布式泵站自动化控制系统优化设计的实例方案

2.1 工程概况

某泵站建于1999年，配置有5台升压水泵，水泵型号为泵站1200ZLB-125型轴流泵，电机型号为JSL-15-12，功率为280kW；1台水闸；由1台1600kVA 10kV/0.4kV的油变压器向五台交流电机提供0.4kV电源。在经过10余年的运行后，水泵电气设备出现绝缘老化、性能下降等问题，同时水泵自动化系统其调控技术已严重滞后，自动化故障问题时有发生，给泵站安全稳定经济运行带来巨大隐患。因此，结合泵站水泵机组实际调度运行情况，对原泵站自动化控制系统进行技术升级更新改造，有效提高水泵运行安全可靠性和节能经济性，已成为泵站节能改造的重要技术手段。

2.2 分层分布式自动化控制系统节能改造方案

泵站自动化控制系统在升级改造过程中，坚持以“先进实用、安全可靠、节能经济”等作为总体技术升级改造设计目标，其主要改造目的在于实现水泵机组自动调控、远程集中调控、水位自动测报、水闸自动控制、远程监视监控等功能目标。结合泵站自动化控制系统优化设计方案，该泵站自动化控制系统采用分层分布式结构、高性能测控保护设备和自动化测控通讯监控软件，对原有自动化控制系统进行技术升级改造，以确保泵站自动化控制系统具有较高的调控运行安全性、可靠性和节能经济性[2]。

根据泵站的实际调控功能及远程监视监控目标需求，分层分布式自动化控制系统按照控制权限不同分为三层，从低到高依次分别为：现地级、主控级和远控级。

2.3 现地级

现地级主要由PLC控制器为核心的LCU现地控制单元组成，本泵站自动化控制系统现地控制层主要由1～5号水泵主机LCU、公用LCU和辅机LCU共同组成，主要包括测控保护采集系统、测控保护信号处理系统、测控保护信号输出系统以及远程网络实时通信系统等共同组成。当泵站主控机中央控制工作站经内部高级应用软件运算分析形成对应的测控保护指令执信号后，通过网络交换机经光纤以太环网完成相应的远程操控，直接控制现地级各现地测控保护单元中的自动化测控保护元件的运行和执行对应的控制保护命令。

2.4 主控级

主控级为整个泵站自动化控制系统的中枢，它首先通过网络交换机汇总并分析现地级测控保护单元所采集的实时测控保护数字信号，并由内部DSP数据处理器和高级应用软件管理系统进行实时运行分析处理后，形成对应的调控命令完成远程操作。泵站自动化控制系统通过网络交换机和光纤以太网完成对各水泵机组及水闸闸门的远程电动操控；通过水泵电机的无级调速来完成各水泵机组运行工况状态的高效节能调节，同时，在主控机操控主机中，通过对应的模拟仿真高级应用软件实时显示水泵机组、水闸闸门的实时操作情况、运行状态、监视监测数据、以及泵站配电网系统的实时运行工况状态，并将运行状态和测控保护数据进行分类保存、运算分析和打印输出。主控级监控操作主站会将系统形成的调控保护数据经Internet浏览器上传到局域网络服务器中，实现与远控调度中心的实时通信共享，进而实现泵站自动化系统的网络化远程监视和调控操作管理。主控级操控主站配置完善的人性化人机互通界面，有完善清晰的操作提示，简单、易懂且易于操作，可以大大提高用户使用便捷可靠性。

2.5 远控级

远控级可以按照区域泵站群或梯级泵站网络所上报的实际运行工况状态信息进行集中综合管理，以便制定科学合理的区域水泵机组运行工况的调控策略。远控级也可以通过Internet网络服务器获得泵站主控级中控室操作主站的控制权限，以实现调度中心直接对泵站自动化系统中的设备系统运行状态进行远程实时监视监控和集中经济调度，便于区域内水资源的合理经济调配管理。

3、结语

泵站自动化系统采用分层分布式计算机监控系统进行技术升级改造后，不仅可以完善泵站自动化系统的建设监控功能，满足泵站水泵机组和水闸安全可靠、节能经济运行及运行参数实时测控保护的功能需要，同时泵站自动化控制系统较高的控制水平和先进的设备功能，为泵站实现“无人值班、少人职守”调控运行提供了非常良好的技术支撑了有利条件，且该监视监控保护系统具有操作方便、可靠性强、灵活性高等优点，在泵站自动化控制系统技术更新升级改造领域具有较大应用前景。

参考文献

第9篇：数字化设计及制造技术范文

关键词：数字化工厂；关键技术；制造数字化

数字化工厂是以制造产品和提供服务的企业为核心，由核心企业以及一切相关联的成员构成，使所有运营信息数字化的动态“组织”。通过数字化工厂信息系统有效地组织控制人流、物流、资金流和信息流，实现组织内部所有成员之间的高度协作和资源共享，为客户提供满意的产品和服务。而数字化工厂工作流管理系统作为数字化工厂信息系统的基础，是协调数字化工厂成员内部、成员相互间的各项活动的具体执行者。数字化工厂是指以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。是现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物，同时具有其鲜明的特征。它的出现给基础制造业注入了新的活力，主要作为沟通产品设计和产品制造之间的桥梁。

一、数字化工厂概述

数字化工厂（DF）以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。在设计部分，CAD和PDM系统的应用已相当普及；在生产部分，ERP等相关的信息系统也获得了相当的普及，但在解决“如何制造工艺设计”这一关键环节上，大部分国内企业还没有实现有效的计算机辅助治理机制，“数字化工厂”技术与系统作为新型的制造系统，紧承着虚拟样机（VP）和虚拟制造（VM）的数字化辅助工程，提供了一个制造工艺信息平台，能够对整个制造过程进行设计规划，模拟仿真和治理，并将制造信息及时地与相关部分、供应商共享，从而实现虚拟制造和并行工程，保障生产的顺利进行。“数字化工厂”规划系统通过同一的数据平台，通过具体的规划设计和验证预见所有的制造任务，在进步质量的同时减少设计时间，加速产品开发周期，消除浪费，减少为了完成某项任务所需的资源数目等，实现主机厂内部、生产线供给商、工装夹具供给商等的并行工程。数字化工厂（DF）是企业数字化辅助工程新的发展阶段，包括产品开发数字化、生产准备数字化、制造数字化、管理数字化、营销数字化。除了要对产品开发过程进行建模与仿真外，还要根据产品的变化对生产系统的重组和运行进行仿真，使生产系统在投入运行前就了解系统的使用性能，分析其可靠性、经济性、质量、工期等，为生产过程优化和网络制造提供支持。

二、数字化工厂的关键技术

通常研究的制造系统是非线性离散化系统，需要建立产品模型、资源模型制造设备、材料、能源、工夹具、生产人员和制造环境等、工艺模型工艺规则、制造路线等以及生产管理模型系统的限制和约束关系。数字化工厂是建立在模型基础上的优化仿真系统，所数字化建模技术是数字化工厂的基础。随着虚拟设计技术的发展，在计算机中进行产品零件的三维造型、装配分析和数控加模拟技术以及以上程分析技术不断发展和完善，这种技术进一步向制造过程领域发展。数字化建模的基础上，对制造系统进行运动学、动力学、加工能力等各方面进行动态仿真优化。随着三维造型技术发展，三维实体造型技术已得到普遍的应用。具有沉浸性的虚拟现实技术，使用户能身临其境地感受产品的设计过程和制造过程，使仿真的旁观者成为虚拟环境的组成部分。数字化工，软件模块之间以及和其他软件模块之间的信息交换和集成。虚拟环境的下具集、各种数据转换工具、设备控制程序的生成器、各种报表的输出工具等。

三、数字化工厂的解决方案

（一）产品研发的数字化和虚拟化

数字化工厂通过使用CAX等软件，建立产品的逻辑、几何、功能、性能和关联等模型，实现基于模型的产品定义与关联设计，在虚拟的数字世界中完成多学科优化、协同设计、优化分析、制造试验仿真及模拟产品的制造和运营过程（包括虚拟工厂、生产线布局、物流等）。同时，通过PLM与ERP/MES等集成，实现三维模型、数字化工艺指令等信息向生产现场的推送，并与质量、采购、物流等部门进行共享。各部门依据这些共享信息即可开展相应的零部件生产、原材料采购、产品验收和产品确认等工作。

（二）生产过程的精益化和标准化

数字化工厂是按照精益思想建设的，通过对生产过程进行优化整合，并制定相应的标准化操作规程，确保车间生产节奏更加紧凑和有序。它使用ERP统一管理和下达生产指令，使用MES和数据采集与监控系统实现对生产计划调度、物料追踪、数据采集、生产设备状态监控、工位操作、包装发货等生产运营全过程的管理，并将检测结果与PLM中设计模型进行快速对比，形成从虚拟产品设计到实际生产制造的闭环产品质量控制，实现从原料进厂到产品出厂的生产过程自动化、装备制造信息化和智能化、生产过程的高度透明化。

（三）车间生产的自动化和集成化

数字化工厂车间生产自动化是在统一通信、统一编程以及统一IT架构的基础上，通过高运行可靠性和可用性的数据链路（物联网及工业网等），把生产制造过程中众多独立的产品、工具与关联的服务进行集成，支持自动化控制、制造执行和企业资源管理等系统的完美整合。并将网络与通信、传感器与感知、自动检测、人机交互与专家系统等智能化技术加入车间制造单元与生产线中，实现系统自优化、自重构、自诊断，形成高度的柔性生产方式，达到信息技术和制造技术深度融合的目的，使得高度智能的快速生产成为可能。

四、结束语

绿色和人文是数字化工厂的重要特征，所以数字化工厂的建设不仅要求体现数字化、自动化和智能化元素，还要符合绿色人文的需求。它一方面用自动化设备来减轻人员的体力消耗和精神压力，以及用持续的职业发展规划来延长员工的工作寿命和工作质量。

参考文献：