数字化设计与先进制造技术精选(九篇)

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第1篇：数字化设计与先进制造技术范文

总体上看，航天生产制造信息化已取得了显著的成效，计算机辅助工艺规划、数控加工、设备管理、生产计划和质量管理等软件系统在航天制造企业中应用广泛，实现了生产任务、设备资源等重要信息的管理，提升了航天生产制造能力。但我们仍存在着设计制造过程没有打通、生产设备联网率低、基础信息采集困难、缺乏生产过程信息化的标准规范以及制造模式缺乏柔性等诸多问题。推进生产制造信息化，构建航天数字化制造体系，已经成为航天企业应对当前挑战和顺应未来发展的必然选择。

天津火箭公司坐落于天津经济技术开发区西区，西距天津市区约28公里，东距滨海新区中心约18公里，注册资金5000万元，占地1700余亩，建筑面积30000余平方米。天津火箭公司是航天科技集团和中国运载火箭技术研究院明确定位的运载火箭产业化发展平台，未来将发展成为滨海新区先进制造业的代表，成为国内一流、国际知名的大型航天制造企业。

天津火箭公司的主要产品——新一代运载火箭以五米直径芯级模块基本型为代表，综合性能达到国际一流水平，能够满足我国未来30至50年发展空间技术及和平利用空间的需要。天津火箭公司研制生产的运载火箭系列产品受军工行业性质所限，主导产品加工制造技术几乎全部为企业自主研发，企业将具备非常突出的技术研发能力。

作为打造航天数字化制造新体系的排头兵以及中国运载火箭技术研究院二次创业市场化转型的基地和窗口，天津火箭公司早在建设初期就提出了“新一代、新模式、新标准、新跨越”的目标。公司自成立以来，在思想创新、转变模式的同时，一直在用“两化融合”解读并践行着“新一代、新模式、新标准、新跨越”这“四新”目标。

新一代

“大火箭”又名“五号”运载火箭，是我国完全自主研制的“新一代”大推力运载火箭，也是我国目前最大的在制火箭。从2008年制造厂房开始建设，到2015年首飞，只有短短的7年时间。在这期间要完成产品总体设计、分系统设计、工艺研发、厂房建设、装备研制、产品制造、产品试验、发射基地建设等一系列复杂而系统的工作，如果基于传统的研制方式，这基本上是一项不可能完成的任务。

为了确保首飞节点的后墙不倒，大火箭在研制初期就引入了世界先进的全数字化设计、数字化制造的理念。采用三维数字化设计技术，变实物模装为数字化模装。利用异地协同数字化技术，将西安的发动机、上海的火箭助推、北京的芯级和总体等系统进行充分融合，大大降低了各系统间互不匹配问题的发生。首次建立产品研制IPT团队，在产品设计的同时，就充分利用三维模型进行仿真验证，使工艺研发、厂房建设、装备研制、发射基地建设等工作能够并行开展。正是数字化理念的引入，使得大火箭的研制费用和周期大大缩短，而且还对提高产品的设计可靠性起到了十分巨大的作用。据初步估算，三维数字化技术在大火箭上的应用，至少缩短50%的研制周期。因此，“新一代”大火箭不仅仅只是体现在它的外表，更是体现于它的内在。

新模式

数字化信息化不仅仅是一项技术手段的进步，它们所带来的是一场深刻的技术与管理革命，更开创了一种新型的生产制造方式。大火箭也深谙此道，将数字化信息化发展与创新作为企业的核心竞争能力提升的重要推进力，推动企业生产管理模式的深度变革。

之于大火箭，新模式可以从两方面来理解，一是基于三维的数字化制造模式的创新；二是基于信息化精细、透明、高效管理模式的创新。围绕数字化制造与信息化管理两条主线，搭建起了数字化制造平台与信息化管理平台两大平台。

数字化制造平台，以三维产品数据管理（PDM）系统为核心，利用三维仿真、三维工艺设计、自动化控制、数字化检测等技术，建立了覆盖火箭制造全寿命周期的数字化制造体系。解决了三维设计数据向制的遣传递、工艺合理性验证、自动化高效加工、产品在线检测、多媒体制造现场指导等一系列数字化制造中的核心问题。其中，仅工艺规划与设计一项的周期就节省了近30%。

信息化管理平台，以企业制造资源管理（ERP）和制造执行（MES）系统为核心，以企业业务流程综合管理系统（BPM）为引擎，建立了能够覆盖人力资源、财务管理、计划生产、物资流转、现场执行以及质量管理等一系列贴合企业实际且高度集成的业务管理系统。企业搭建信息化管理平台的目的就是以信息系统为带动，使企业经营管理的过程更为透明、顺畅，信息的反馈与指令下达过程更为快捷，从而促进企业管理模式向扁平化、精细化转型。

新标准

随着公司数字化研制模式的转变以及企业先进制造技术的应用，对公司制造水平、经营能力和人才队伍也提出了新的要求。新标准是对火箭制造工艺、质量管理、精密生产的更高要求，也是对公司人才队伍业务能力、综合素质的更高要求。

在公司“两化融合”建设的高标准要求和火箭制造工艺和质量新标准要求的共同推动下，提出建立“数字化（工艺仿真）一流程化，规范化一定量表达”的技术文件标准规范，最终建立“工艺流程一现场操作一过程记录一辅助（智能）评判”同步显示系统。公司开发实施了质量过程管理系统、无损检测信息系统和数字化精密测量系统等生产应用系统，为新标准的践行实施提供了技术支撑。

新跨越

随着IT信息技术的高速发展，传统制造业在信息化的助力下也面临着空前的发展机遇，航天制造业利用信息化技术已经初步建立了数字化生产制造模式，实现了传统制造的跨越。大火箭在构建航天科技工业新体系的大背景下，由传统生产型制造向“制造超市”式的服务型制造轻型将是新跨越发展的主旋律。

第2篇：数字化设计与先进制造技术范文

近日，“中关村未来制造业产业技术国际创新战略联盟”成立大会在中国工程院举行。该联盟是在北京市人民政府支持下，由中关村管委会指导，机械科学研究总院、数码大方、京城控股、北新建材、优纳科技等34家核心企业和院所发起成立，联盟的成立旨在落实十推动先进制造业健康发展的精神，紧抓第三次工业革命历史机遇，将中关村打造成为引领未来制造业制高点的重要举措。

中关村未来制造业联盟总体目标是以科技创新为驱动，打造未来制造业新技术、新装备的研发平台和推广平台，主要针对数字化设计、智能制造、新材料等进行研发攻关和集成创新，形成一批具有对行业和北京市发展起支撑作用的重大成果，打造代表我国制造业发展水平的创新型企业群体，形成具有参与国际竞争力的战略性新兴产业集群。

第三次工业革命的特征是数字化设计制造及新材料、新能源、新装备，利用互联网和物联网为基础的协作模式，实现全球范围的能源存储、运输及小批量、个性化、智能化生产。中关村在未来制造业主要产业链环节已经具备较好的基础，产业融合态势及个性化定制生产的新兴业态在中关村初现端倪。联盟充分发挥中关村优势，汇聚了在数字化设计、智能制造和新材料等行业上下游的科技技术领先企业：在数字化设计和智能制造领域，数码大方（CAXA）已经在三维设计和PLM市场取得了领先优势，已成为最大的国产工业软件供应商；在制造和新材料应用领域，北京航空航天大学、机械科学研究总院等已获得快速成型等智能装备的技术突破，优纳科技生产的基于图像识别技术的质量检测机器人已使用在苹果产品生产线上，太尔时代生产的3D打印设备已取得一定市场份额。

作为联盟发起单位，北京数码大方科技股份有限公司（CAXA）总裁雷毅博士向记者介绍，联盟的成立将对中国新型工业和国产工业软件发展起到良好的推动作用，将成为企业共同投入解决技术、市场、资本、知识产权、品牌等共性问题和获取外部资源的有效平台，同时联盟将在整合资源、提升企业创新能力、增强产业集群的联动效应、促进产业发展、推动中国制造业转型等方面发挥着重要作用。

第3篇：数字化设计与先进制造技术范文

起源于世界著名学府剑桥大学的Delcam，经过30多年的高速发展，其解决方案已经横跨产品设计、模具设计、产品加工、模具加工、逆向工程、艺术设计与雕刻加工、质量检测和协同合作管理等应用领域。多年来，Delcam一直坚持不懈地致力于加工制造和工艺研究，而新技术的研发一直是Delcam发展的重中之重，在此次展会上的新版本依旧没有让用户失望：Delcam除了展示了数字化设计、加工和检测方案外，还向观众重点介绍了全新的高速初加工策略――Vortex旋风铣。

Delcam中国区技术总监翟万略介绍道，这是Delcam拥有专利的、最新的高速区域清除加工策略，其专门为硬质合金刀具而开发，可最大限度发挥硬质合金刀具的效力，尤其适合于可使用全侧刃深切削的模型。旋风铣策略在整个加工过程中控制着刀具的接触角，始终保持接触角处于优化状态，这样得以在整个刀具路径中始终保持只有直线运动才能实现的优化过的切削条件，从而缩短加工时间，也能够得到更稳定的体积切削率和进给率，保护机床和刀具。

同时，Delcam还在展会上重磅推出了P T-MILL for PowerMILL加工包。PT-MILL for PowerMILL加工包是基于PowerMILL的高级定制开发，针对不同企业和不同情况量身打造的专业加工模块，使企业的核心工艺技术得以传承。这是Delcam为更好地服务于中国汽车覆盖件行业而推出的专业加工模块，旨在固化企业核心工艺，提高企业核心技术竞争力，有助于企业的长远发展。

第4篇：数字化设计与先进制造技术范文

在会上，西安理工大学陈向平副院长、陕西华拓销售总监陆佩弘、Delcam西安办事处销售经理符威分别向大家介绍了Delcam领先的CADCAM解决方案及学校应用的情况。

此次Delcam数字化先进制造师资培训班，重点对Delcam PowerSHAPE 、PowerMILL的新功能及软件优势进行详细讲解与介绍，通过PowerSHAPE、PowerMILL进行产品造型设计与加工程序编制，并借力陕西华拓的桌面型五轴机床现场完成样件的多轴加工。陕西华拓是专业从事高档数控系统和数控机床,主要研制和生产高档多轴联动、开放式、全软件化的第六代数控系统、数控机床，及机床远程状态监测及故障诊断系统。

可以说，此次培训借助Delcam技术力量使相关专业教师能够结合世界新型前沿制造技术， 掌握当前先进C A D /CAM高端制造工艺以及科研能力。DelcamPowerSHAPE是一套逆向/ 正向混合设计C A D系统，它集实体、曲面和三角形造型建模技术为一体，充分发挥三者混合设计的优势，同时采用直接建模技术，是概念设计、工业造型、和加工建模的理想工具。全中文Windows用户界面，智能化光标技术，操作简便。系统还提供了先进化的模具设计模块和自动电极设计模块。Delcam PowerSHAPE已广泛用于汽车、航空航天、造船、电子电器、模具、医疗、包装、玩具、制鞋、陶瓷、餐具及等行业。

第5篇：数字化设计与先进制造技术范文

【关键词】民机照明；光学仿真；3D打印

1背景简介

计算机技术的飞速发展深刻影响了人类社会的生产生活方式。航空产业作为传统的高研制成本和长周期产业，也在不断寻求创新与突破，通过积极借用新技术来改进设计方法提高研发效率，压缩研制成本。传统的飞机照明设计是不断设计与验证的过程，通过结果的迭代不断逼近设计需求。通过借用以计算机技术为基础的新技术，可极大提高飞机照明系统的设计效率，降低研发成本。

2光学仿真技术

数字化技术经过几十年的发展，衍生出了很多的新技术，其中仿真技术的广泛应用正成为数字化设计技术发展的主要趋势［1］。照明设计中光学仿真是以数字模型为基础，赋予数模光学属性，计算相应的光度学参数。仿真的主要内容包括：照度计算、亮度计算、均匀度计算、人机视觉功效分析等。常用的光学仿真软件在计算特性方面各有侧重，包括SPEOS，Lighttools，Dialux，SPECTER等［2］。SPEOS在人机视觉功效分析等领域走得更前，该软件集成了多种算法以进行光线追迹。同时，SPEOS软件内嵌在CatiaV5中，设计者在CATIA中建立的数字模型可在SPEOS中直接赋予光学属性用于仿真计算，消除了格式转换引起曲面形状畸变的风险。若赋予数字模型以真实的材料属性，包括颜色、材质、表面纹理，再赋予其光学属性，则可进行人机视觉功效计算，得到逼近于真实视觉效果的仿真结果。

3增材制造技术

随着计算机技术、自动化技术、新材料技术等多学科的迅速发展和融合，先进制造技术迎来了巨大变革。被冠以引发“第三次工业革命”的增材制造技术正是先进制造技术的典型代表。增材制造技术又称“3D打印”，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。其过程是先通过计算机建立数字模型，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，在打印机中逐层打印。传统的方法制造出一个零件通常需要数小时到数天，根据零件尺寸以及复杂程度而定，而用三维打印的技术可将时间缩短为数个小时，并且该技术可以制造一些传统工艺无法制造的零件，从而减少零件的数量，提高系统可靠性，同时实现系统的轻量化设计。

4飞机照明设计方法探究

4.1传统飞机照明设计方法

基于需求管理的双V流程是飞机照明设计的基本要求［3］，通过对系统需求的逐层确认和对系统需求的验证来科学化规范化管理设计流程。简化的飞机照明系统设计流程如图1所示。传统的设计方法是试验驱动型，依靠后期的试验进行验证，容易造成跨阶段的更改和设计迭代。在定下初步设计方案之后，设计者往往对方案可实施性的把握不强，在灯光的布置、空间的光能量分布等问题上都存在很大不确定性，设计结果较粗糙。

4.2基于数字化技术的照明设计方法

现阶段国产民用飞机设计已实现了基于CATIA的数字化设计。系统数字模型可直接转化为光学仿真和3D打印的数据源，从设计端和制造端极大提高研发效率。光学仿真可在设计阶段仿真灯具传统的光度学参量，得到传统计算无法精确得到的光分布，完成过去只能在实物验证阶段进行的人机视觉功效分析，提高了设计质量。仿真完成后详细设计得出不同方案的产品模型可以利用3D打印技术快速变成实物产品，在物理样机上进行试验，实现设计与实物验证的并行。以某型号民用飞机的驾驶舱阅读灯优化流程为例，在该优化项中，需要在飞机的侧窗框装饰罩上新增一个阅读灯，并设计阅读灯的安装位置和角度。4.2.1照明需求分析飞行员在飞行过程中需要阅读航图，目标照射区为侧窗图表夹区域。可用的安装位置为目标区域上方窗框装饰罩处。初步分析该区域模型，然而该区空间狭小，结构复杂，需合理设计安装位置和角度以减小对原有结构的影响，如图2所示。4.2.2基于光学仿真的照明设计在本案例中，利用SPEOS软件进行光学系统仿真设计，其过程分为以下步骤：（1）系统建模：调取侧窗框装饰罩区域以及目标照射区域的相关数模，同时将阅读灯的数模导入其中。（2）建立光源：SPEOS软件提供多种光源的建立方式，包括面光源、泛光灯等。通过将阅读灯的配光文件赋予其出光面，建立光源模型。该模型中包括光通量、色温、配光等信息。（3）建立物体的光学属性：将仿真数模赋予光学属性，分为物体的体属性和表面属性，包括物体的表面反射率、体透射率和吸收等。（4）建立仿真探测器：可以根据不同的仿真类型和需求建立不同的探测器，包括光强探测器、照度探测器以及亮度探测器等。本案例中，在图表夹区域建立照度探测器，经光学仿真会在建立的照度探测器内生成照度分布。（5）仿真结果分析与设计修正：通过光线追迹进行仿真计算后，对探测器内的照度分布结果进行定性或定量的分析。可定性的判断光照分布区域，也可定量的分析特定点的照度值或者区域平均照度等。当结果不符合设计目标时，修正阅读灯的安装位置和角度，重新仿真。经仿真以及位置修正，目标区域的照度分布如图3所示。在确定灯具的安装位置和角度之后，根据灯具安装接口和活动包络，设计阅读灯的安装支架，并对原有结构进行修改以安装灯具。4.2.3支架制备与试验验证通过3D打印技术制备阅读灯支架试验件。本案例使用工业级打印机Objet500Connex1，打印方式为喷射可固化液态光敏树脂材料。设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。STL文件使用三角面来近似模拟物体的表面，面越小其表面分辨率越高，打印出来的模型更精细。阅读灯支架试验件模型如图4所示。用打印出来的试验件支架进行装机和试验，照明效果如图5所示。试验结果表明，阅读灯能较好的照射侧窗图表夹区域，试验结果与仿真分析结果相吻合。整个设计到验证的流程均基于数字化软件，避免了传统方法设计中的设计反复以及注塑等方式制备支架的长周期，提高了设计效率。

5结语

利用同时基于CATIA的光学仿真和增材制造技术，可以分别从设计端和制造端提高民用飞机照明设计的研发效率及设计水平、减少风险，缩短研发周期，降低研发成本。合理利用这些新技术，或许会让中国的民航制造业在这个传统领域实现弯道超车，赶超制造业强国。

参考文献：

［1］郑党党.飞机设计中的数字样机技术［J］.航空制造技术，2016.

［2］刘洪涛.民用飞机照明数字仿真技术研究［J］.技术研发，2015.

第6篇：数字化设计与先进制造技术范文

完成信息化改造

西飞公司是中航工业下属的集设计、制造、生产一体化大型航空工业企业，是国家大中型军、民用飞机的研制生产基地。在早期的信息化建设过程中，公司完成策划和组织实施了六项信息化工程：信息化基础环境改造与建设工程、以PDM为核心的飞机数字化设计制造系统建设与应用工程、ERP系统的实施工程、供应链管理系统建设工程、客户关系管理系统建设工程、办公自动化系统建设工程等。到目前为止，完全实现了公司规划的既定目标。

据原西飞集团副总工程师、现任陕西省国防科技工业信息化协会理事长王泽玉介绍，飞机制造企业目前仍面临一系列的现实问题：市场竞争白热化，产品的研制和生产的周期要求越来越短，质量要求越来越高，而成本要求越来越低，服务要求越来越完善；客户个性化需求引发产品科研生产由单一品种转向多品种、多构型、小批量混线生产，刚性的生产线越来越不适应新的形势；高速发展的先进生产力引发科研生产管理模式、流程、组织发生巨大变革。

面对上述多方面的挑战，西飞公司在飞机的研制过程中，广泛采用了数字化设计、辅助分析计算、构型管理、产品数据管理、数字仿真等先进技术，并初步建立了数字化设计环境和较完善的数字化设计应用标准体系，指导和规范数字化设计。

西飞在飞机研制中全面采用了三维数字化设计制造技术，应用统一的基于CATIA的设计制造环境，完成了各种新型号的数字化设计与装配，同时软件也全面应用在工装设计制造及数控加工等各方面，另外在数控加工中选用了VERICUT软件进行数控模拟仿真。

同时西飞公司结合型号研制的需要，投入资金进行了信息化基础环境建设，配置了齐全的各类服务器，建立了覆盖公司科研、生产和管理主要业务部门的企业千兆园区网，园区网和国际互联网物理分离，形成了能支持异地协同设计制造和综合管理信息共享的网络平台。

通过多年信息化建设，如今西飞公司已经拥有两套完全物理隔离的网络系统一西飞Internet和西飞园区网。整个网络系统光纤铺设长度50余公里，网络覆盖公司厂区各个角落。

构建管理数据化平台

飞机研制开发过程中存在着大量的协同工作模式。这同协同的业务管理模式贯穿在产品的整个生命周期过程中。在西飞的构型协同中，主要管理的数据是制造数据集，这些数据是生产制造、产品支援等后续阶段开展工作的基础和依据。因而对于制造构型数据的有效管理就显得尤为重要。

此外飞机研制过程中涉及到的构型管理信息包括产品、系统、部件、零件以及各种类型的构型文件，这些数据对象需要在飞机的整个生命周期中维护其统一的编号，以便进行唯一的标识，并需要能够支持数据对象的版本历史。

在院厂协同环境中，制造阶段的主要管理工作将在西飞的Windchill系统中完成。为缩短产品研发周期，减少可能产生变更的次数，需要西飞和一飞院等单位人员协同工作，实现异地数据的共享和浏览。数据的共享并不是将系统中所有的数据共享，浏览也不是浏览系统中的所有数据。需要共享的数据一定是双方经过协商确定下来的数据，并且对这些数据需要分门别类地进行管理，使真正需要它的人能够访问它。

飞机研制生产过程进行到各个阶段时，西飞需要接收来自设计院新产生或更改的数据，以作为西飞各业务单位工作的参考和依据。同时西飞与其它合作伙伴和分承包商之间，也将会有数据的发放和接收工作。例如，一飞院的设计数据产生以后，需要发放到西飞，作为其制造的依据。

在整个发放接收过程中，必须确保发放接收双方数据的一致性、完整性、可追溯性，以及满足流程受控和规范化的要求。因此，需要在西飞构建数据的发放和接收机制，实现数据的有效传递和同步。

西飞通过会议模式，可以邀请异地的其他人员加入会话。在讨论过程中，成员可以对模型进行批注、剖切、测量、旋转平移等操作，所有参加讨论的其他人员都可以同步查看到操作过程。

实现技术创新

据西飞相关负责人介绍，在多项目并行协同数字化平台建设中，实现了以下主要技术创新点和技术进步点：建立了飞机产品生命周期中单一产品数据源管理体系和平台，实现了产品数据源从多数据源向单一数据源的转变；实现了飞机研发的信息集成、过程集成、应用集成、系统集成；基于多项目并行协同数字化平台的电子样机管理，实现了各机型统一的有效性管理，使技术状态管理由传统的事后统计管理向过程管理的变革。

多项目并行协同数字化平台是管理产品数据和产品开发过程的工具。它使得正确的数据、在正确的时间、传输给正确的人、进行正确的操作。多项目并行协同数字化平台也是产品开发过程的知识系统，这些知识包括产品结构、过程、存取/变更管理规则等。保证数据的唯一性是多项目并行协同数字化平台系统擅长解决的问题，系统模型一旦建立，模型数据、属性数据、控制数据进入系统后，经过，整个系统将严格受到控制。

第7篇：数字化设计与先进制造技术范文

关键词 先进制造技术 教学方法 教学手段

中图分类号：G420 文献标识码：A

Exploration on "Introduction of Advanced Manufacturing

Technology" Teaching Reform

LIU Weina, LIU Zhigang, YANG Lifeng

(School of Optoelectronic Information, Changchun University of Technology, Changchun, Jilin 130012)

Abstract This paper studied the "Introduction to Advanced Manufacturing Technology" curriculum goals and teaching methods, the choice of teaching materials, interactive teaching in the classroom teaching the theory, the use of modern educational technology, including courseware and Internet use as well as a typical case of teaching methods are described, explore the practice of teaching methods used in other studies.

Key words advanced manufacturing technology; teaching methods; ways of teaching

0 引言

“先进制造技术导论”课程是工科高校机械专业继“机械制造技术基础”课程之后的一门覆盖面较大的专业课程，课程内容包括了目前机械工程领域的先进制造技术以及先进制造基本理论。

为了适应现代化制造新形势的需要，针对独立学院学生现状，如何培养出社会需要的、实践能力较强的机械创新人才，在“先进制造技术导论”课程中应当怎样进行教学内容取舍、教学方法和手段的改革，是急需解决的问题。对此，我们进行了如下探索：

1 课程教学内容改革

为了适应现代制造业的发展需求、培养出宽口径、厚基础、强实践、创新型机械人才，对机械制造专业课程的结构进行了调整，把先进制造技术导论课程的教学内容进行了整合，将机械专业的多门专业课内容如：特种加工技术、数字化制造、超高速加工技术、超精密加工技术、激光加工技术、虚拟制造、并行工程等多门专业课程整合优化为一门“先进制造技术导论”课程，并将其确定为必修专业课，课堂学时为40学时，实验学时为8学时，有效解决了课程内容多、学时少的矛盾。教材选用由科学出版社出版、西北工业大学王润孝教授主编、国防科工委“十五”规划教材，并在此基础上根据独立学院的教学特点对本课程教学内容进行调整，增加了特种加工技术、非传统加工技术、先进加工方法的相关内容，并注重反映本学科理论与技术的新发展，总体上满足了课程内容适合现代制造需求的要求。

在学时缩减的基础上，为了不减少学生对“先进制造技术导论”课程基本知识和基本内容的掌握，正确处理好“先进制造技术导论”课程与其他专业课程的关系，需要认真把握课程教学环节和教学方法与手段，对此我们采取把课程中有一些相关知识和课后培训、认识实习、生产实践、科技创新结合起来的方法，使学生能在有限的学时内掌握更多的知识，达到培养目标的要求。

2 授课方法探索

由于先进制造技术导论是机制专业一门重要的、覆盖面较大的专业课，课程内容涵盖了了先进制造的各个单元技术，如特种加工技术、超精密加工技术、三束加工技术、超高速加工技术、微机电加工技术、制造自动化技术、检测与监控技术、现代质量工程等内容，课程特点是知识点多，信息量大，涉及面广，实践性强。要在有限的学时内让学生掌握全部教学内容，积极探索先进的教学方法和多种教学手段，提高授课效率，促进学生积极思考，开发学生的潜能，激发学生学习的主动性，需要授课教师注重对学生工程意识的训练，注重理论结合实际，综合素质能力培养，注重学生创新能力的培养。教学过程中采用了以下教学方法：

（1）互动探讨法。在课堂上，不但教师主动、脑动、手动、嘴动，也要让学生动耳、动心、动嘴、动行。教师根据每节课要学习的内容，提出主题教学的“导火线”，让学生动起来、主动参与课堂讨论，让学生发表见解，教师在归纳分析学生见解正确与错误的基础上，作更为深入的探讨。让学生成为学习主体，让学生有机会发表自己的学习体会，相互交流。从而充分调动学生的主观能动性，将教师的教学与学生的学习活动融为一体；同时适当安排自学内容，要求学生自学并检查、解答学生自学过程中遇到的疑难问题，对所规定的自学内容进行总结；调动学生学习的主动性，培养学生的自学能力。

（2）以多媒体技术为代表的现代教育手段与传统板书有效结合，在使用多媒体课件增大课堂信息量、生动形象化的同时，不可忽视传统板书的作用。板书是吸引学生注意力的有效手段，重点内容、学生掌握不好、分辨不清的内容需要板书分析，启发学生思维、这对加强学生理解和强化知识点具有重要的作用。

（3）典型案例法。课堂上教师结合科研、生产实际案例剖析解决方案。教师承担的科研项目也好、为企业解决的生产难题也好，往往带有一定的先进性和实用性，结合研究过程进行理论剖析，使学生感到直观具体，生动形象，环环入扣，对错分明，印象深刻。通过典型案例分析，使学生在学习本课程的过程中，既掌握了专业理论基础知识及其应用、又获取了解决实际问题的先进科学研究方法与手段、也了解和掌握本学科的前沿状况和发展趋势，收到较好的教学效果。

（4）网络教学法。教师利用网上丰富的网络资源，收集丰富的图片、资料，并适时对学科最新的发展态势跟踪并更新教学内容，也鼓励学生利用网络资源、查找资料，对促进学生自主学习起到积极作用，学生通过利用校园网教学平台浏览学习。

3 教学手段改革

（1）组织现场教学。对本课程实践知识、感性认识要求比较多的教学内容，现场教学无疑有助于加深学生的理解，对于现代制造业的发展，企业中应用的一些先进机床装备、刀具夹具量具及加工手段仅仅在课堂上讲授往往收不到应有的教学效果，而且校内资源有限，所以，我们采用了课程中的理论部分集中在课堂上讲，实际结构内容放到现场教学中去讲的现场教学法。主讲教师将部分教学内容在认识实习等实践教学环节中讲授或强化，使教学内容更加形象、生动，在现场解决了课堂上无法或很难讲清的问题，学生对相关知识的掌握更加深刻。理论教学和现场教学并行，解决了学时少、内容多的矛盾，又有利于学生对相关知识的吸收和巩固，是培养学生工程实践能力、具有工程师素质的重要途径。

（2）建设第二课堂。开展先进制造综合性实训，利用开设数字化设计与数控加工培训课程，先进的数字化设计制造软件CATIA\UG\ PRO/E等在培训课堂中讲授，利用软件的装配功能，使学生更容易理解各个零件在产品中的功能及与整体的装配关系，利用软件的仿真功能。实现三维实体结构动态模拟和仿真，增强了学生的学习兴趣，取得了较好的学习效果。

（3）增强综合性设计训练环节，在分院范围内，组织成立大学生科技创新活动小组，开展各种题目的大学生科技创新活动、有学生自选题目的、也有结合实验室建设的、还有为参加各种类型的大学生机械创新设计大赛进行准备的以及教师结合科研指导学生的，把学生的学习积极性充分调动起来，形成良好的学风校风，培养学生的工程综合能力和创新能力。

参考文献

[1] 刘兵.多媒体教学与传统教学相结合[J].大学时代:教育研究版,2006(6):67.

[2] 陈玉琨.中国高等教育评价论[M].广东:广东教育出版社,1993.

[3] 贾晨辉,马文锁.先进制造技术课程教学方法研究.科技资讯,2009(23).

第8篇：数字化设计与先进制造技术范文

关键词：工程博士教育；规范管理；特点；课程体系

中图分类号：G72 文献标识码：A

工程博士专业学位研究生教育是适应我国现代化建设对高层次工程技术人才需要而设置的，是将高层次的人才培养与国家重大需求相结合的一种新型专业学位。工程博士专业学位的设置对提升学校专业学位办学层次、完善学位授权体系结构具有极其重要的意义。面对这种新型的专业学位类型，华中科技大学机械学院（以下简称“学院”）试图探索行之有效的工程博士培养质量保障体系。

一、加强培养过程的规范化管理

对于培养单位来说，规范管理主要是在工程博士教育过程中明确培养目标，建立科学的管理体系，从而达到不断提高教育质量的目的。学院秉承“育人为本、创新是魂、责任以行”的办学理念，针对工程博士教育的特殊性，制定了一系列的管理规章制度，有效保证了工程博士的教育质量。

（一）从学术方面到实际应用能力，明确工程博士的培养目标

知识方面：应该具备机械工程领域坚实宽广的理论基础和系统深入的专业知识；

能力方面：要具有科技开拓创新精神和独立研究的能力，对新技术具有敏锐的洞察力；能够引领企业在技术进步和技术创新中不断前进，持续推动企业的技术进步；

素质方面：具有相对专业的领导能力、组织能力和沟通能力，团结并能领导企业的研发团队，实现企业的组织创新；具有对市场的适应能力以及对企业生产发展的改革能力。

成果方面：在推动产业发展和工程技术进步方面要做出创造性成果。

（二）从硬件到软件，注重导师团队的建设

目前，学院拥有数字制造装备与技术国家重点实验室、制造装备数字化国家工程研究中心、国家数控系统工程技术研究中心、国家CAD支撑软件工程技术研究中心、教育部制造技术国际标准研究中心等5个国家级研究平台；拥有国家工科机械基础课程教学基地、国家机械实验教学示范中心等2个国家级基础教学平台；拥有2个国家级教学团队和拥有机械基础课程实验中心、机械学科专业课程实验中心、先进制造与装备技术综合实验中心等3个教学科研实验平台。

除此之外，学院教师队伍中有20多人次分别担任国家“973”项目首席科学家、“863”重点项目负责人、重大专项负责人。学院专门从这些专业教师中选聘承担过国家重大专项的教授、博导担任工程博士的导师。无论是硬件还是软件环境，学院都为工程博士的教育质量保驾护航。

二、探索建立适应工程博士教育特点的课程体系

博士生的课程学习阶段担负着夯实基础、拓宽视野的重要作用，是博士生进行后续课题研究、论文写作的前提和基础。学院根据培养对象的特点和培养目标设计了个性化的工程博士专业学位课程体系，实行多学科交叉培养。学院为此特开设了以下学位要求课程：先进制造工程学、现代设计学、现代优化方法及应用、计算制造工程学、现代管理理论与方法。学生在其课程学习期间， 除校级公共必修课程与跨一级学科选修课程外， 在自己的专业领域从学院设置的学科课程中选修2～3门专业课程进行学习。

依托高档数控机床与基础制造装备、极大规模集成电路制造装备与成套工艺等国家重大专项招收的先进制造工程领域工程博士生，必须实质性地参与国家科技重大专项的研究，是为了服务国家重大专项需求。学院专门为工程博士开设了《先进制造工程学》课程，该课程强调信息学科与传统机械制造学科的融合，要求教师以精密技术和自动化为核心，以制造学科为基础，以数字化装备、汽车工业及信息产业为支撑， 加强先进制造技术在信息产业、生命科学、环境工程等领域中的应用及教学， 并要求逐步加大应用性案例教学的比重。典型科研案例讲座关键在于注重学科交叉，着眼于科研方法的创新、研究思路的拓展， 这种案例教学法近年来在国外的一些博士课程中广泛采用， 并已证明有助于学生创新思维的形成，从而提高工程博士生的综合科研素质。特色课程《先进制造工程学》不仅涵盖了学院的优势与特色专业领域，而且依托学院在机械制造学科发展上的经验和探索，凝炼了众多学科专业博士生导师多年科研成果和学科经验，使得该课程成为工程博士专业学习逐步向科研创新能力培养转化的桥梁。

工程博士各专题课程的设置是根据学科发展动态变化的，具体内容由各授课教师策划。近年来，数字制造及微纳制造技术已成为先进制造领域的热门，这在授课教师开设的专题讲座上也得到了充分体现。例如，学院在《先进制造工程学》博士生专业课程中设置的专题讲座有：数字化制造与智能控制类专题讲座、微纳制造类专题讲座、其它先进制造类专题讲座。这些学术专题讲座主要突出一个“新”字，包括本学科最新科研动态、学科领域国内外最新研究进展或前沿性问题的新发现、新学说，以及教师本人的最新科研进展。该课程对学生专业领域创新思维培养是具有一定效果的。

由于工程博士的培养目标是要培养引领企业技术创新的工程技术领域的领军人才，因此与学历博士生相比，工程博士的课程体系还专门增加了15个学分的实践环节，其中，专业课程实习实践4个学分、专业设计3个学分、工业实习8个学分。为工程博士量身定置的实践环节学习年限要求不少于3年，单从时间上看，这在工程博士培养年限中占了相当大的比重，更凸显出工程博士在培养过程中注重工程实践能力的拔高。

三、严把工程博士学位论文关

工程博士的培养实行学校与企业的双导师制，由双方组成指导小组共同指导工程博士生的学位论文。与学历博士相比，工程博士更注重实际科研能力的培养，而工程博士学位论文是这种能力的综合体现，并且最能反映工程博士培养质量的高低，所以，学院拟从以下3个方面保证学位论文的质量：

（一）学位论文的选题与开题

学位论文的选题应在课程学习阶段后期或结束时启动。校、企导师组根据学员的自身条件、企业的实际需求以及企业的未来发展方向，指导学生正确选题；学生在对学位论文的选题进行调研和可行性论证的基础上，形成书面开题报告。开题报告由培养单位组织导师及来自企业的专家进行审议，重点考察学员拟进行的学位论文研究是否有可能达到机械工程领域工程博士专业学位论文的水准。

（二）学位论文中期考核

论文中期考核安排在开题报告后约一年左右进行。学员根据论文研究进展完成如下内容的考核报告：论文研究进展情况、存在问题分析、拟作调整的内容及方案、工作计划调整等等。在研究过程中允许对论文研究范畴作适当调整或补充，凡对开题报告内容不存在颠覆性的改变，则可继续论文研究工作，否则应重新开题。

（三）学位论文的评审

为了保证和提高博士学位论文质量，学院经过多年的探索和实践，从1999年开始就在院系一级试行博士学位论文双盲预审制度。博士学位论文双盲预审指的是评阅人、论文作者及与作者相关的一些信息均予以匿名，然后在博士学位论文正式提交审核之前，所在学院的研究生主管部门对论文所做的最后一次把关。多年的探索充分证明了推行双盲预审制度确实对提高博士学位论文的质量起到了非常有效和不可低估的作用。因此，学院决定沿用博士学位论文双盲预审制度来控制工程博士的学位论文。

四、结语

与学历博士相比，工程博士的答辩增加了论文评阅专家、答辩委员会成员，这在一定程度上提高了工程博士最后答辩管理的监控力度。总之，学院从工程博士的招生到培养以及最后的学位授予，都建立了一系列切实可行的培养质量保障管理条例。尽管如此，工程博士专业学位是我国研究生教育领域的一个新生事物，亟待提高与完善，以便工程博士培养更适应企业的需要和社会的发展。

参考文献

[1]程宜.《先进制造工程学》博士生特色课程建设的探索与实践[J].理工高教研究，2009，（5）.

[2]范巍.中国博士发展质量调查[J].学位与研究生教育，2011，（1）.

[3]程宜.博士学位论文盲预审制度的实践与探索[J].理工高教研究， 2009，（1）.

第9篇：数字化设计与先进制造技术范文

【关键词】测量技术 高端制造领域 应用

【正文】

随着近几年世界经济格局的变化和我国经济技术高速发展的趋势，测量技术的先进程度成为我国未来制造业赖以生存的基础和可持续发展的关键。测量技术的发展水平及其在机械制造中的应用程度， 是衡量制造科技水平、 提高国家支柱产业核心竞争力的一个重要因素。因此，对于机械制造中测量技术应用的探讨有其必要性。

一、三坐标测量技术在汽车制造中的运用

从上个世纪50年代第一台坐标测量机的诞生到今天各类坐标测量设备的广泛使用，坐标测量已经成为当今工业无可替代的一个重要组成部分。在过去近一个世纪的历程中，工业和实验用坐标测量机经历了多个突破性的飞跃。在已经进入信息时代的今天，三坐标测量技术更是飞速地向前发展着，为工业制造提供着巨大的支持。 汽车制造业属于新兴的高科技产业，对科技技术的含量要求非常高。社会的发展要求汽车制造业不断提高自身的技术，同时也要求来自其它各个领域的技术支持。其中，三坐标测量技术是一个很重要的方面。

汽车车身，以及汽车车身的覆盖件大多数呈自由曲面状，自上世纪90年代中后期起，为了提高测量效率，尤其是为了强化对生产过程的监控，利用先进的光学测量系统，在车间现场实施在线检测的方式已越来越多地进入现代汽车业。一种以结构光学三维传感器为基础的高效“检测站”，被测工件首先由传输装置自动送入生产线上的测量工位，定位传感器将工件的真实位置输入计算机控制系统中，后者根据已编制好的测量程序自动控制安装在框架上众多光学三维传感器中的每一个，对工件上的各关键部位进行检测。一般固定的传感器数量为10-30个左右，完成测量仅需40s左右，效率很高。

二、数字化精密测量技术在机床制造中的应用

数字化精密测量技术是数字化制造技术中的关键技术之一。开发亚微米、纳米级高精度测量仪器，提高环境适应能力，增强鲁棒性，使精密测量装备进入生产现场，集成到加工机床和制造系统，形成先进的数字化闭环制造系统，是当今精密测量技术的发展趋势。数控机床的精度和性能检测领域中，国外著名厂商Renishaw、API及HP等公司生产的激光干涉仪测量系统和球杆仪等在数控机床的几何精度和运动精度的检测和监控中，无论在机床制造厂还是机床使用厂，都得到了广泛的应用。

随着MEMS、微纳米技术的兴起与发展，人们对微观世界探索的不断深入，测量对象尺度越来越小，达到了纳米量级；另一方面，由于大型、超大型高端系统、机电工程的制造、安装水平提高，以及人们对于空间研究范围的扩大，测量对象尺度覆盖范围越来越大，目前已达91m～102 m的范围，相差11个数量级之巨，高端制造中从微观到宏观的尺寸测量范围不断扩大。在此背景之下，微纳制造、超精密制造、巨系统制造等系统中，传统的测量方法和测量仪器受到极大挑战，出现了纳米尺度表征以及参数量值的统一和溯源等许多新的科学问题和工程技术问题亟待解决。

三、精细测量技术在发动机制造中的运用

发动机是由许多各种形状的零部件组成，这些零部件的制造质量直接关系到发动机的性能和寿命。使产品质量的目标和关键渐渐由最终检验转化为对制造流程进行控制，通过信息反馈对加工设备的参数进行及时的调整，从而保证产品质量和稳定生产过程，提高生产效率。降低企业的测量成本，计量人员的培训费用，测量设备的使用和维修费用，达到提高测量检测效率的目的，使企业具备生产过程的实时质量控制能力，这将关系到企业在市场活动中的应变能力，对帮助企业建立并维护良好的市场信誉，具有重要的决定作用。

例如各种尺寸类型的 齿轮专用检测仪器，凸轮检测仪器等。这样往往导致企业的计量部门需要配置多类型的计量设备和从事计量操作的专业检测人员，计量设备使用率较低，同时企业负担较高的计量人员的培训费用和计量设备使用和维护费用；企业无法实现柔性、通用计量检测。因此，降低企业的测量成本，计量人员的培训费用，测量设备的使用和维修费用，达到提高测量检测效率的目的，使企业具备生产过程的实时质量控制能力，这将关系到企业在市场活动中的应变能力，对帮助企业建立并维护良好的市场信誉，具有重要的决定作用。

四、CAD测量技术在钢箱梁制造中的应用

主塔劲性骨架为主塔施工定位的基础，只有劲性骨架定位准确后，相应的钢筋、模板、预应力波纹管才能根据劲性骨架的位置来进行定位。每次劲性骨架的安装高度平均比每次将要施工的塔柱高度高1～2m，以利于下一节劲性骨架的安装； 安装第2节劲性骨架时，先将劲性骨架的现状标高测定，然后利用CAD将劲性骨架将此标高的坐标求出，在劲性骨架节与节之间设置定位连接钢板，在定位钢板上放出所求坐标，将所要安装的劲性骨架安装定位。此方法有利于主塔定位，保证了主塔的施工准确性，从而解决了主塔空间定位难度大的问题。

根据钢箱梁的结构特点，结合国内钢材的供货及运输现状，将节段组装采用立体、阶梯方式进行，即以预拼装胎架为外胎，横隔板为内胎，依次组焊各粱段的底板单元、斜底板单元、横隔板单元、锚箱风嘴单元、顶板单元及附属件，完成钢箱梁节段的制作。横向对称设计，以底板、斜底板外形为基准面确定胎架形状，利用型钢制作支承钢架与基础预埋件焊接，每个预埋件处的基础承载力不小于30t，支承钢架分横向钢架和纵向连杆，纵向连杆将横向钢架连接起来，形成网架结构，使其具有足够刚度。

随着时代的发展与技术的进步，高端制造行业对测量技术的要求越来越高，依赖性也越来越大，在此背景下，大力发展测量技术，加强对测量技术的研制开发和推广应用，以及研究测量技术的规范化与安全性， 是测量技术工作者一直关注的问题。因此，测量水平的高低，对先进制造技术的生产质量有很大影响，因此在施工中必须对测量技术的运用有足够的重视。

【参考文献】

[1]孙贤标 机械制造领域中对测量技术的应用探讨[J] 城市建设理论研究 2012年第24期