虚拟制造技术论文精选(九篇)
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第1篇：虚拟制造技术论文范文
关键词：虚拟制造技术；现代机械工程设计；机械制造；机械产品；机械设计
文献标识码：A中图分类号：TH166文章编号：1009-2374（2016）05-0073-02
作者简介：伊纪斌（1994-），男，山东淄博人，山东理工大学国防教育学院学生，研究方向：机械设计
随着知识经济和工业制造的快速发展，现代化的市场要求产品生产厂商要以最快的速度、最优的品质、最短的研发时间、最低的成本消耗和最佳的服务来满足顾客的需求。传统设计一般是在图纸结合产品的特性和设计的具体要求进行的，在机械设计的过程中需要提前对设计中的设备装配的干扰因素的不确定进行考虑，但是产品在装配中的缺陷只有在产品开发的后期才能暴露出来或者在产品的试制阶段和装配中显现出来。如果设计的零件已经开始投入生产了，那么损失就更加严重了。产品的质量在传统的设计和制造方式上不能得到很好的保证，并且传统设计的工艺比较粗糙、开发的效率低、花费时间比较长、耗费的资金比较大。在变化速度快、持续性发展和不可预测性市场中难以适应。因此，企业的生产活动需要具备高度的柔性和快速的反应，与此同时信息技术的飞速发展保证了机械制造的先进性，信息化的使用对于现代机械工程设计十分重要。
1虚拟机械制造技术
以往传统的机械设计技术的设备条件比较差，设计技术性不强，传统的设计观念比较保守，设计的手段主要依靠的是粗略的计算和估算，主要是在较多的简化和静止化假设中完成机械工程的设计，传统设计具有较大的随意性，并且设计的关键过程还对设计者的经验和设计习惯具有很大的依赖性。设计的过程很难实现合理、高效和准确。但是在现代化虚拟设计的相关技术可以很好地实现设计经验依赖性强、设计过程静态性和设计理念随意性向现代化设计精确性、以数据知识工程和专家系统为保证的设计方式的发展，虚拟计算机技术需要对必要的信息进行检索、分析和收集。最终找出最优的设计方案和数值运算的方式，当然也会对CAD技术和人工智能技术、数据库技术等进行大量的应用。虚拟机械制造技术主要是在虚拟环境下对计算机的模型进行虚拟分析的一种计算机设计技术。该技术集成并综合应用了综合性的机械制造环境，主要包括了各种仿真、分析、应用等工具以及信息模型和控制工具等。虚拟制造需要经历的主要阶段有装配产品的概念设计、动态仿真、回收利用。依靠虚拟制造技术，机械设计人员不需要将所有的零件设备生产制造出来，可以通过对零件模型的建立，随后对零件进行虚拟装配，并对各零件部位之间的装配间隙进行干涉、对装配的状态实现检查，对零件设计中的错误及时发现，如果零件不符合设计要求，可以依靠计算机技术方便及时更改模型，最后形成新的零部件设计图和装配图，达到设计、装配和制造检验的协调。
2虚拟制造技术的关键
虚拟制造技术包含了许多方面，主要有设计技术的提出、产品制造过程的抽取、原模型的建立、集成基础结构、建模仿真等。下面就对虚拟制造技术中的关键技术进行详细的介绍：
2.1虚拟技术中的建模技术
虚拟指的是在系统中将现实制造系统映射到虚拟环境下，主要涉及了RMS的模型化、形式化、计算机化的抽象描述和表示。VMS建模的主要内容有生产模型建立、产品模型建立、工艺模型建立的信息化体系结构的建立。生产模型中有静态描述和动态描述两种。静态描述主要是关于对系统生产能力和生产特性。动态描述是在已经被得知的系统状态和需求的性质上对产品的整个过程进行全面的预测。在制造过程中我们将种种实体对象总的称之为产品模型。在产品的模型建立中需要对产品的明细、形状特征等方面进行描述。对于VMS而言，要实现产品实施过程的全部继承必须具备完整的产品模型。因此在虚拟制造中的产品模型不再是单一和静止的，它可以运用抽象的技术实现各种模型面貌的提取。工艺模型主要指的是在制造过程中对产品的工艺参数和关于产品功能的各种因素进行联系，最终实现对产品模型和生产模型之间相互作用的反映。
2.2虚拟制造技术中的仿真技术
仿真指的是通过计算机实现复杂现实系统的抽象化和简洁化最终形成的系统模型，并且在仿真的基础上对模型进行应用，最终得到相应的系统性性能分析。仿真主要以系统模型为主体的研究方法，它对实际的生产系统没有直接的干扰作用，并且仿真系统可以对计算机的计算能力进行应用，实现在短时间内完成在实际工作中需要很长时间的工作，有效缩短了生产决策的时间，最大化地避免了对人力、物力和资金的投入以及浪费。计算机技术还有很好的仿真修复功能，最大化地保证了方案的最优。仿真技术过程的主要步骤有系统研究、数据收集、系统模型建立、仿真算法的确定、仿真模型的计算、仿真模型的运行、结果的输出和分析。仿真在产品的制造过程主要被分为制造的仿真和加工的仿真。在系统产品的开发中主要涉及的是产品建模、设计交互行为仿真等。方便对设计结果的评价，及时进行反馈，降低产品设计中的错误。加工过程的仿真主要有切削、装配、检验及焊接、压力加工和铸造等。以上两种仿真过程是相对独立的，两者不能实现集成，而VM中应建立全面过程的统一仿真。
2.3虚拟制造中的虚拟现实技术
虚拟现实技术的目的是改善计算机的交互方式，提高计算机的可操作性，它是在对计算机图形系统和多种显示以及控制等接口设备的基础上，以交互的三维环境为人提供沉浸体验的技术。虚拟现实技术主要由图形系统和多种接口设备组成，使人在虚拟环境中感受到真实的沉浸感觉，交互性计算机系统是虚拟现实系统的基础。虚拟现实系统中有操作者、机器和人机接口。它帮助提升人和计算机间的和谐度，同时也是最有力的仿真工具。在VRS的作用下实现对真实世界的模拟。在用户交互输入以及输出修改虚拟环境的条件下，使人达到身临其境的沉浸感觉。VM的关键技术之一就是虚拟现实技术。
3机械虚拟样机技术介绍
虚拟样机技术在机械工程设计中被称作机械系统动态仿真技术，它是20世纪80年代在计算机技术的快速发展中发展起来的一种计算机辅助技术。在计算机建立样机模型后，对模型的多种动态性能进行具体的分析，最后对样机方案实现改进。用数字化模型代替物理性的样机。通过虚拟样机技术的作用，简化了机械产品的设计开发过程，有效缩短产品开发的时间，最大程度降低产品的开发成本和费用，实现产品质量和系统性能的提升，使设计产品实现最优化和最具创新性。综合以上优势，该技术一经出现就受到了众多工业发达和高等院校及设计和生产企业的重视，许多著名的产品开发设计者都对该技术进行了引入并运用在自身产品的开发中，并且取得了极好的经济和生产效益。在机械工程设计中应用仿真技术对零件进行设计、生产工序等方面的选用以及工艺参数、加工工艺、装配工艺等构件的运动性等均可以实现建模仿真。
4虚拟制造技术在机械工程中发挥的优势
4.1强大的通用性和分析处理复杂问题的能力
虚拟样机技术建立和发展的基础是分析力学和多体运动力学，该技术的关键是对复杂机械系统进行自动建模。因此，大多数的虚拟样机技术软件主要运用的是带约束乘子的微分代数混合方程。令每个构件都有六个自由度是它的核心，还要要求其对多余的自由度进行限制，实现其具有良好的通用性，达到适用性强的目的。与此同时，虚拟样机技术还对机械系统的详细环节进行考虑，具体指弹性、接触和摩擦等因素。
4.2为机械系统建模带来便利
传统的机械系统建模中要先建立运动分析，随后在运动分析的基础上进行动力分析，这中间需要许多的图形分析和公式推导。但是图形的分析和公式的推导过程往往比较复杂，并且错误率高。同样的建模过程中设计人员只需要将机械的构成方式和连接方法以及相应的物理参数实施输入，其后的建模和求解只需要计算来完成就可以了，极大地帮助设计人员承担了许多的设计难度。
4.3强大的后期处理能力
在传统的分析方法上通常得出的是大量的数据，数据的理解还要依靠丰富的经验和理论。但是运用虚拟样机计算软件为复杂性的数据提供了可视化技术，使得设计人员直观地看到机械设计的性能和运动效果。
5结语
虚拟制造技术实现了现代工程机械工程设计领域中的设计、试制等一系列过程的直观性。实现了在产品真正制造出来前，可以在虚拟的制造环境中生成产品的原型，更好地替代现实中的硬件产品，更方便地对设计产品的性能和可生产性进行评估，极大地缩短了产品的设计和生产周期，最大化地节约了产品开发的成本，保证产品的开发和设计可以适应市场的灵活性的变化。虚拟制造技术是现实技术和计算机仿真技术在机械制造中的综合应用。在现代化计算机虚拟设计技术的帮助下实现对众多产品的开发和设计，不仅不会造成实际物质的浪费，并且还能更直观地了解产品生产的具体情况，打开了机械制造和设计的全新局面。
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第2篇：虚拟制造技术论文范文
关键词：虚拟网络；虚拟企业；企业组织发展趋势；企业经营发展趋势
一、引言
以虚拟企业为主要模式，以虚拟网络产品或技术为平台，现代企业的组织结构呈现出网络化趋势。现代企业的网络化不仅体现在内部组织的网络化，在企业外部也呈现出网络化趋势。本文以虚拟企业为主要模式探讨企业外部网络化趋势，从企业组织发展史角度阐述企业内部网络化趋势。
企业经营是个系统工程，涉及研发、生产、销售等诸多方面。本文探讨企业经营在研发、生产、销售方面呈现出的虚拟化趋势。
二、企业组织发展趋势
（一）企业外部网络化
企业外部网络化主要是指企业间的契约性协作与联盟。企业间网络是企业外部网络化的最主要形式。与新经济相联系的企业网络主要有：虚拟企业、外包或下包的企业网络、供应链准一体化协调、企业集团、战略联盟和企业集群等。
互联网、信息网为企业外部网络化提供了平台。互联网使企业能够在全球范围进行经营活动。信息网是一个开放的、经过资格认证的潜在合作伙伴的集合，包括基础信息技术和加盟企业的完整信息资料库，是动态的伙伴关系网络。信息网的成员可以通过互联网进行E-mail、声音邮件、音频会议、视频会议等的通讯。互联网和信息网使得企业能够跨越地理边界，甚至国际边界,在不同的文化氛围、市场疆域中合作与交流。正是由于互联网、信息网等的存在，企业外部网络化成为可能。
功能虚拟化的虚拟企业是企业外部网络化的典型形式。功能虚拟化的虚拟企业，其机构所在地是存在的。企业在运作时也有完整的功能产生，如生产、营销、财务、设计等。但在本企业内仅保留核心或关键功能，而其他功能则根据业务需要，借助外部企业来实现。功能虚拟的企业，虽然在静态、孤立考察时，是很小或者较小的企业，但在运作时，相应于不同的市场机遇，它可以迅速演化成任意规模的、集中了各类核心能力的技术先进的企业。功能虚拟化的核心思想的通俗表达就是“去掉四肢，留下大脑”。企业拥有核心能力、执行关键功能（如设计开发产品和营销），将次要功能（如加工制作）交给有契约联系的其他企业去做。耐克公司是这种类型的典型代表。耐克公司本身仅保留了产品设计开发，加工制造外包给了全球各地的制造加工企业。把耐克公司看作功能虚拟化的虚拟企业时，是把耐克以及受耐克公司委托制造耐克产品的所有公司或工厂都看作虚拟企业的组成部分，而不是把耐克公司看作功能虚拟的“头脑型虚拟企业”。也就是说，把耐克看作虚拟企业时，应该将整个由外包形成的企业网络或企业集团看作一个虚拟企业，而不是仅仅将核心企业自身看作功能虚拟的虚拟企业。
（二）企业内部网络化
先从整体上探讨网络化在企业管理史上的地位，如表1所示：
从表1可知，现代企业的网络化是以知识为基础、以虚拟企业为主要模式，从传统金字塔式的等级管理体系（又称科层管理）向简化等级、强调相互联系与合作的管理体系转变。
内部庞大、体系复杂的组织结构越来越不适应变化无穷、竞争激烈的市场要求，促成了从金字塔等级企业组织结构向网络型企业组织结构的转变。金字塔结构包含许多层次，实施严格职能定位、纵向管理和逐级负责模式。在行业发展平衡、可预测性大时是有效的，但同时也产生了，大量例行程序消耗了企业的资源。企业规模越大，内部能耗、僵化性就越严重。而在企业外部，市场越来越多变，竞争越来越激烈，客观上要求变革传统的企业组织结构，使企业具备适应市场变化的能力。
计算机、互联网等网络技术为企业组织结构的变革提供了可能。企业网络化的技术基础是计算机网、互联网等高新技术工具和产品。网络工具使得人们能够超越组织内外的界限进行交流。如企业内部网（Intranet）使成千上万的员工可以同时分享信息，电子数据交换(EDI)技术使企业和顾客之间信息同步,企业外部网（Extranet）使企业和供应商之间随时交流信息。在网络化的企业中，人不在作为大机器上的一个被割裂的螺丝钉，而是作为网络中的一个节点，通过计算机系统来全面感知公司的运作，各种虚拟的以任务为中心的团队不断地与财务、人力资源、原材料及供应商进行交流，和分销网络及顾客交流，从而能够主动地对市场迅速做出反应。
组织结构虚拟化的虚拟企业是企业组织结构内部网络化的最典型、最极端的形式。组织虚拟化的虚拟企业中，找不到办公大楼，而是通过信息网络和契约关系把相关的、分布于不同地方的资源连接起来。高度知识化的企业可以是这类虚拟企业。例如，有的企业家组织人员开发软件时，只是在某个临时办事处的基础上成立“虚拟企业”，并不按照常规的模式租用办公大楼、购置设备、招聘人员、发展出科层制的组织关系，而是把软件开发工作包给若干个程序编制员（可能处在不同的省、市）。在办事处，可能最多只能找到一个程序员，该程序员既不是领导也不是总经理，只是负责整个项目的协调工作。
三、企业经营发展趋向
（一）虚拟研究开发
虚拟研究开发有两种含义：其一，企业的研究开发在以计算机网络、互联网为技术平台构筑的虚拟空间中进行，直到最后一刻才变成实体方案设计（狭义上的虚拟企业）；其二，企业将研究开发业务外包给其他企业，企业内部不进行研究开发（“业务外包”型虚拟企业）。本文主要探讨虚拟研究开发的第一种含义，即在以计算机网络、互联网为技术平台构筑的虚拟网络空间中进行的研究开发。
企业的研究开发主要包括三个阶段：发现、调查和用户测试。发现是指一种新观点的形成；调查是对发现的新观点加以证明，对发现过程中提出的所有问题作出可行的回答；用户测试是对用户进行观点的测试。
发现逐步从实体世界向虚拟世界转移。传统的发现方法是通过量的不断积累而形成。它要求研究人员在自己的研究领域掌握前沿的思想和观点，不断地出席会议、阅读报纸、与同事进行探讨，从而能够认识、鉴定、吸收新的发现并将其运用到规划和方案设计中。计算机和互联网的应用并不能改变信息加工和处理的过程。研究人员正在将大量的研究方法直接与互联网相结合。在以互联网为平台形成的虚拟世界中，研究人员能够在现有水平上吸收更多的经验。例如，IBM在互联网上公布从美国专利局获得的所有详细信息。研究人员要了解研究领域的最新动态，查询最新专利信息，可以上IBM的信息专利网patents.省略/ibm.html。如此，研究人员能够自几分钟内完成以前需要花几天、甚至几个星期才能完成的工作。
调查逐渐从实体世界向虚拟世界转移。传统的调查是在实体世界中进行，不断采用实体物质制造新模型，经常直接与有关部门人员或者目标顾客群面对面交流，从而改进产品和服务。传统的调查方式既耗时又耗钱。计算机和互联网的应用，使得企业能够在虚拟世界中完成调查的过程。只要将数据输入到计算机，通过有关软件程序，就能生成相应的模型，而不必实体制造。研究人员之间的讨论，与目标客户的交流可以在互联网形成的虚拟空间中进行。波音777式客机就是最典型的例子。设计师采用由法国的Dassault系统研制计算机辅助三维互动应用（CATIA）产品，将1700个波音飞机工作站和全世界范围内500个供应商联系在一起。虚拟空间能够有助于有关人员相互合作、交流。在还未研制生产实物飞机模型之前就能对一些观点和想法加以肯定和否决，缺点和错误在整个研发过程早期就被指出。
虚拟科研开发的极端是按照客户的需求设计产品，用户测试过程融入到虚拟发现和调查中。例如，滑雪工具的生产者正试图提供一套系统使得通过互联网可以为每个滑雪者设计个性化产品。滑雪者敲击键盘，说出想法，几天后，产品就会送到。
（二）虚拟生产
虚拟生产，又称虚拟制造，有两种含义：其一，企业的服务提供或产品生产在以计算机网、互联网为平台营造的虚拟空间中进行，直到最后一刻才变成实体服务或产品；其二，企业将生产制造业务外包给其他企业，企业内部不进行生产制造。我们将主要探讨第二种意义上的虚拟生产，即生产或制造业务外包。
生产业务外包是企业把业务链的中间制造环节部分或全部进行弱化，实行委托协作加工，而对业务链上游的产品开发设计，下游的市场营销(包括售后服务)等环节进行强化的一种虚拟制造管理模式。
虚拟制造是产业链上各种要素定期、定向在全球范围内移动的外在表现形式。对优势企业而言，其移动趋向于产业链的中高端，最终达到对整个产业链的掌控；对一般中小企业、弱势企业而言，其移动趋向于产业链的中低端，成为产业链的一个环节或某个环节的若干部分，最终其“附生”于优势企业，从而形成一个有活力的产业生态系统。
虚拟制造主要有以下三种形式：一是定牌制造，又称OEM制造。指核心企业把设计好的产品交由专业制造承包商生产，并在最终产品上打上核心企业的知名品牌。二是定牌设计制造。指销售商购买制造商的设计资料让代工企业组织产品生产制造，打上自己品牌对外销售。三是工序外包制造，通常指核心企业把一些粗加工及技术含量低的工序扩散到周边人力成本低廉地区的企业代为加工，把关键工序如精加工、装配、检测等工序交由自己控制。
虚拟制造能够增进企业效率。其途径主要有以下几个方面：一是精简机构，减少冗员，降低人工成本和运营成本。二是减少固定资产和原材料投入，转嫁并分散风险，提高资金周转率及投资回报率。部分或全部加工业务实行外包后，核心企业用于生产设备、厂房等方面的固定资产投入可以削减甚至不用再投入，避免盲目铺摊子。同时，原材料采购、物流管理可以由承包商负责，使前期资金投入减到最小。企业也不必担心销售淡季工厂内人手及设备冗余，销售旺季时人员设备又嫌不足，从而提高企业的市场的应变能力。三是集中资源，促进研发和销售，或进行企业购并，实现低成本快速扩张。
虚拟制造模式正越来越多被欧美企业逐步采用。美国的IBM、耐克公司以及一些汽车厂商正在将制造业务转移或外包给发展中国家的企业，只保留研究开发、服务等核心业务，以增进企业效率。例如，IBM在2005年上半年将台式机、笔记本的生产制造业务出售给中国大陆的联想，IBM逐步向仅进行研发、服务等高增值业务转型。
（三）虚拟销售
虚拟销售有两种含义：其一，企业的服务或产品销售在以计算机网、互联网为平台营造的虚拟空间中进行，直到最后一刻才变成实体服务或产品；其二，企业将销售业务外包给其他企业，企业内部不进行销售。
先分析第一种意义上的虚拟销售。传统意义上的销售遵循标准的商品销售和配送模式。制造商通过地区分布广泛的中间商（批发商、零售商、分销商等）销售产品。保险、旅游等服务企业也采用相同的模式销售产品。计算机网、互联网的出现与应用使得企业可以缩减销售的中间环节，甚至实现零中间环节的直接销售。第三节中介绍的虚拟销售网络就属于该意义上的虚拟销售。虚拟销售在零售业中最为盛行。虚拟销售的网上零售商几乎没有库存，直接根据客户的需要向上游厂商订购产品，然后向顾客配送货物。
第二种意义上的虚拟销售是一种类型的业务外包。对该意义上虚拟销售的分析可以参照第三节对功能虚拟型虚拟企业的分析以及本节中对虚拟生产或制造的分析。
四、小结
互联网、信息网为企业外部网络化提供了平台。功能虚拟化的虚拟企业是企业外部网络化的典型形式。
虚拟研究开发、生产和销售不仅涉及狭义上的虚拟企业，而且“业务外包”型虚拟企业。
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第3篇：虚拟制造技术论文范文
论文摘要：在机械设计中引入CAD技术,可以解决机械企业中重复性设计多、信息资源利用率低的难题,缩短产品开发周期,具有巨大的经济效益和应用前景。
1CAD技术的发展
CAD(ComputerAidedDesign)是计算机辅助设计的英文缩写，是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力，辅助工程技术人员进行工程或产品的设计与分析，达到理想的目的，并取得创新成果的一种技术。自1950年计算机辅助设计（CAD）技术诞生以来，已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域，产品的设计效率飞速地提高。现已将计算机辅助制造技术（Com-puterAidedManufacturing，CAM）和产品数据管理技术（ProductDataManagement，PDM）及计算机集成制造系统（ComputerItegratedmanufacturingsystem，CIMS）集于一体。
产品设计是决定产品命运的研究，也是最重要的环节，产品的设计工作决定着产品75%的成本。目前，CAD系统已由最初的仅具数值计算和图形处理功能的CAD系统发展成为结合人工智能技术的智能CAD系统（ICAD）(IntelligentCAD)。21世纪，ICAD技术将具备新的特征和发展方向，以提高新时代制造业对市场变化和小批量、多品种要求的迅速响应能力。
以智能CAD（ICAD）为代表的现代设计技术、智能活动是由设计专家系统完成。这种系统能够模拟某一领域内专家设计的过程，采用单一知识领域的符号推理技术，解决单一领域内的特定问题。该系统把人工智能技术和优化、有限元、计算机绘图等技术结合起来，尽可能多地使计算机参与方案决策、性能分析等常规设计过程，借助计算机的支持，设计效率有了大大地提高。
2三维CAD技术在机械设计中的优点
通过实际应用三维CAD系统软件,笔者体会到三维CAD系统软件比二维CAD在机械设计过程中具有更大的优势,具体表现在以下几点:
2.1零件设计更加方便
使用三维CAD系统,可以装配环境中设计新零件,也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件,既方便又快捷,避免了单独设计零件导致装配的失败。资源查找器中的零件回放还可以把零件造型的过程通过动画演示出来,使人一目了然。
2.2装配零件更加直观
在装配过程中,资源查找器中的装配路径查找器记录了零件之间的装配关系,若装配不正确即予以显示,另外,零件还可以隐藏,在隐藏了外部零件的时候,可清楚地看到内部的装配结构。整个机器装配模型完成后还能进行运动演示,对于有一定运动行程要求的,可检验行程是否达到要求,及时对设计进行更改,避免了产品生产后才发现需要修改甚至报废。
2.3缩短了机械设计周期
采用三维CAD技术,机械设计时间缩短了近1/3,大幅度地提高了设计和生产效率。在用三维CAD系统进行新机械的开发设计时,只需对其中部分零部件进行重新设计和制造,而大部分零部件的设计都将继承以往的信息,使机械设计的效率提高了3~5倍。同时,三维CAD系统具有高度变型设计能力,能够通过快速重构,得到一种全新的机械产品。
2.4提高机械产品的技术含量和质量
由于机械产品与信息技术相融合,同时采用CADCIMS组织生产,机械产品设计有了新发展。三维CAD技术采用先进的设计方法,如优化、有限元受力分析、产品的虚拟设计、运动方针和优化设计等,保证了产品的设计质量。同时,大型企业数控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM进行机械零件加工,一致性很好,保证了产品的质量。
3CAD技术在机械设计中的应用
3.1零件与装配图的实体生成
3.1.1零件的实体建模。CAD的三维建模方法有三种,即线框模型、表面模型和实体模型。在许多具有实体建模功能的CAD软件中,都有一些基本体系。如在AutoCAD的三维实体造型模块中,系统提供了六种基本体系,即立方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体。对简单的零件,可通过对其进行结构分析,将其分解成若干基本体,对基本体进行三维实体造型,之后再对其进行交、并、差等布尔运算,便可得出零件的三维实体模型。
对于有些复杂的零件,往往难以分解成若干个基本体,使组合或分解后产生的基本体过多,导致成型困难。所以,仅有基本体系还不能完全满足机器零件三维实体造型的要求。为此,可在二维几何元素构造中先定义零件的截面轮廓,然后在三维实体造型中通过拉伸或旋转得到新的“基本体”,进而通过交、并、差等得到所需要零件的三维实体造型。
3.1.2实体装配图的生成。在零件实体构造完成后,利用机器运动分析过程中的资料,在运动的某一位置,按各零件所在的坐标进行“装配”,这一过程可用CAD软件的三维编辑功能实现。
3.2模具CAD/CAM的集成制造
随着科学技术的不断发展,制造行业的生产技术不断提高,从普通机床到数控机床和加工中心,从人工设计和制图到CAD/CAM/CAE,制造业正向数字化和计算机化方向发展。同时,模具CAD/CAM技术、模具激光快速成型技术(RPM)等,几乎覆盖了整个现代制造技术。
一个完整的CAD/CAM软件系统是由多个功能模块组成的。如三维绘图、图形编辑、曲面造型、仿真模拟、数控加工、有限元分析、动态显示等。这些模块应以工程数据库为基础,进行统一管理,而实体造型是工程数据的主要来源之一。3.3机械CAE软件的应用
机械CAE系统的主要功能是:工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学/运动学仿真等。CAD技术在解决造型问题后,才能由CAE解决设计的合理性、强度、刚度、寿命、材料、结构合理性、运动特性、干涉、碰撞问题和动态特性等。
4CAD前沿技术与发展趋势
4.1图形交互技术
CAD软件是产品创新的工具,务求易学好用,得心应手。一个友好的、智能化的工作环境可以开拓设计师的思路，解放大脑，让他把精力集中到创造性的工作中。因此,智能化图标菜单、“拖放式”造型、动态导航器等一系列人性化的功能，为设计师提供了方便。此外，笔输入法草图识别、语言识别和特征手势建模等新技术也正在研究之中。
4.2智能CAD技术
CAD/CAM系统应用逐步深入,逐渐提出智能化需求.设计是一个含有高度智能的人类创造性活动。智能CAD/CAM是发展的必然方向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上，建立基于知识的设计仓库,及时准确地向设计师提品开发所需的知识和帮助,智能地支持设计人员，同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误，回答问题、提出建议方案等。并具有推理功能,使设计新手也能做出好的设计来,现代设计的核心是创新设计,人们正试图把创新技法和人工智能技术相结合应用到CAD技术中,用智能设计、智能制造系统去创造性指导解决新产品、新工程和新系统的设计制造,这样才能使我们的产品、工程和系统有创造性。
4.3虚拟现实技术
虚拟现实技术在CAD中已开始应用,设计人员在虚拟世界中创造新产品,可以从人机工程学角度检查设计效果,可直接操作模拟对象,检验操作是否舒适、方便,及早发现产品结构空间布局中的干涉和运动机构的碰撞等问题,及早看到新产品的外形,从多方面评价所设计的产品.虚拟产品建模就是指建立产品虚拟原理或虚拟样机的过程.虚拟制造用虚拟原型取代物理原型进行加工、测试、仿真和分析,以评价其性能,可制造性、可装配性、可维护性和成本、外观等,基于虚拟样机的试验仿真分析,可以在真实产品制造之前发现并解决问题,从而降低产品成本.虚拟制造、虚拟工厂、动态企业联盟将成为CAD技术在电子商务时代继续发展的一个重要方向.另外,随着协同技术、网络技术、概念设计面向产品的整个生命周期设计理论和技术的成熟和发展,利用基于网络的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技术,实现真正的全数字化设计和制造,已成为机械设计制造业的发展趋势。
参考文献
[1]黄森彬主编.机械设计基础.高等教育出版社.
[2]荣涵锐.新编机械设计CAD技术基础〔M〕.北京:机械工业出版社,2002.
[3]徐建平,盛和太.精通AutoCAD2005[M].北京:清华大学出版社,2004.
第4篇：虚拟制造技术论文范文
论文摘要:本文阐述了虚拟现实技术的基本特征，以及在各个领域的应用进展情况，并对虚拟现实技术的发展和应用前景做了展望。
0．引 言
虚拟现实技术是2O世纪末兴起的一门崭新的综合性信息技术，作为一项尖端科技．虚拟现实集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机生成的高技术模拟系统。它的实时三维空间表现能力、自然的人机交互式操作环境以及给人带来的身临其境感受，将从根本上改变人与计算机之间枯燥、生硬和被动的现状，为人机交互技术开创一个全新的研究领域。从虚拟现实技术诞生以来，已经在航空航天、船舶建造与设计、军事模拟、机械工程、先进制造、城市规划、地理信息系统、医学生物等领域中显示出巨大的经济、军事和社会效益，虚拟现实技术与网络、多媒体技术并称为2l世纪最具应用前景的三大技术。
1．虚拟现实技术特征
虚拟现实技术是一种先进的、数字化的人机接口技术，其特点在于计算机产生一种人为虚拟的环境，生成一个以视觉感受为主，包括听觉、触觉的综合感知的人工环境，系统可以直接观察、操作、触摸、检测周围环境及事物的内在变化 ．操作者能够真正进入一个由计算机生成的交互式三维虚拟环境中，并能与之发生“交互”作用，进行交流。通过参与者与仿真环境的相互作用，并借助人本身对所接触事物的感知和认知能力，帮助启发参与者的思维，以全方位地获取虚拟环境所蕴涵的各种空间信息和逻辑信息。
虚拟现实技术具有以下三个基本特征：
1．1沉浸性。虚拟现实技术是根据人类视觉、听觉的生理心理特点，由计算机产生逼真的三维立体图像．使用者戴上头盔显示器和数据手套交互设备，便可将自己置身于虚拟环境中，成为虚拟环境中的一员，有一种身临其境的感觉。
1．2交互性。虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互可通过键盘、鼠标、头盔、数据手套等设备进行交互。使用者通过自身的语言、身体运动或 动作等自然技能，对虚拟环境中的对象进行触摸或操作。
1．3多感知性。虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置，因此，使用者在虚拟环境中可获得多种感知，亲身体验交互操作的反应与感受。
2．虚拟现实技术的应用前景
虚拟现实技术在船舶建造与设计、企业产品的研发与设计、人力资源 网络培训、房产 开发与展示、城市规划、室内设计、工业仿真、文物古迹仿真、军事模拟等方面有广阔的应用前景。分析如下：
2．1企业产品的开发与设计．特别是一些劳动密集型产品的设计，采用虚拟现实技术进行设计与开发，在减少重复设计、开模损失、废品率等方面有着非常明显的效果。虚拟现实技术开发的产品能够在产品投入制造前先看到产品，在运行前先感受过程或亲历过程，在设计与开发过程无须代价可不断修改产品直到满意，这是一种完全的低投入、崭新的产品设计制造理念；可利用虚拟三维网络技术，对同一设计产品，在不同设计部门进行分布式设计，快速、方便地融合各方技术优势．减少产品的设计时间与设计周期：采用虚拟现实技术可以为许多科研项目、提供虚拟实验，减少真实实验的次数和付出，增加真实 实验的可靠性。总之，虚拟现实技术的开发与应用研究能为产品设计、加工、制造提供相当优秀的开发平台、实验与测试环境。减少产品的测试成本，缩短投放市场的时间，这对于促进高科技产业和制造业的快速发展有着极大的作用。
2．2通过虚拟现实技术构建的三维虚拟装置及没施．操纵者可以身临其境地融入到整个装置的运动环境与运动过程．可以对三维虚拟设备进行仿真操纵，可以查看生产过程、实验与测试过程 、施工过程、供应过程、物流生产过程等活动的过程中各种技术参数的动态值．从而确认现实的系统是否有能力完成预定的任务和如何去完成，也可从中发现运动过程的缺陷和问题，予以改进。在低成本的条件下，发现实际产品或设施的缺陷与不足，为产品投入生产提供时间和质量上的保证。
2.3随着物流的远程化和国际化，物流的流程跨越若干国家、若干种运输工具，客户根本不可能对这个系统进行实地考查，客户在进行业务外包时．又不能只听一些情况介绍或者录像演示的过程做 出最后的判断，在这种情况下，采用虚拟现实技术模拟现实环境，客户可以直接进入计算机系统虚拟的世界，对关键环节进行操纵、演示、观察和分析有关过程的动态数据，以判定此项业务是否可以外包给这个系统；另一方面，第三方物流公司，也需要借助于模拟现实系统，来分析物流时间、物流成本等，以对是否可以接受客户的要求做出决策。因此，虚拟现实技术在物流行业的应用将拓展该行业的国际合作空间，节约成本，做大做强物流业，促进海西经济的快速发展。
2．4在数字化城市建设与研究方面，利用虚拟现实技术，结合传感器技术、多媒体技术，综合应用全数字摄影测量技术、GIS技术、仿真技术等，在提供相关城市数据的基础上可构建虚拟数字化城市。在此基础上建立虚拟城 市的仿真环境，实现城市 的真实环境的再现 以及对规划环境的预见，从而建立可交互操作、集成化和人机和谐的虚拟城市系统。
2．5制造业方面，从制造技术及制造业的发展过程来看，我国在21世纪将长期把信息技术、计算机技术、网络技术融人 AMT的理念中，大规模地采用集成制造、并行工程、计算机仿真、虚拟制造、动态联盟和电子商务等举措，用虚拟现实的方法，将产品的设计阶段和制造阶段融为一体，在设计中就能发现制造中的问题。此外，这一阶段的另一个特点就是可聚集全世界的制造资源来进行全世界范围的合作生产．缩短上市时间，提高产品质量。
2．6人力资源培训方面，随着劳务市场规模不断扩大．大量的人员需要进行培训方能上岗工作，由于培训地点、培训设备的限制，加之培训人员的爆满，培训质量受到很大的影响。推动和加强人力资源的培训，可提升各工种人员的个人素质．保证企业的稳定发展，促进地方经济的又好又快的发展。采用三维虚拟仿真平台，可实现各种人员取得上岗资格必须的培训，同时，也可对企事业单位在职人员进行本专业模拟真实环境的知识更新培训，也方便对新聘人员进行岗前培训，这些培训的最大特色是模拟真实培训环境，实现无需场地、无限次数、无限时问的培训，在提高人员素质的同时，最大化地节约成本。具有非常高的性价比。虚拟 现实技术作为多媒体技术发展的高级阶段，在组织学习中的应用将促使目前组织管理过程中的领导者、员工、媒体之间的关系与地位发生重大变化。在对组织成员进行知识传播、技能训练等方面会得到显著的教学效果。特别是随着计算机网络化的进程．虚拟网络的建设，这一新的学习媒体将在个别化教学、企业教学、学校教学、远距离教学及终身教育中展示巨大的应用前景。
虚拟现实技术与多媒体技术、网络技术并称为三大前景最好的计算机技术，其应用场合非常广泛．特别在工程和人员培训领域中的应用所产生的经济效益和社会效益、所节约资源是非常大的。
3．虚拟现实技术发展及应用展望
近年来，虚拟现实技术有了很大的发展，如增强现实(AugmentedReality1，将真实环境和虚拟现实的景象结合起来，既便于生成复杂环境，又便于对实际物体的操作；大型网络分布式虚拟现实环境，将分布于多个地点的 VR系统或仿真器通过 局域 网或广域网联结起来．采用协调一致的结构、标准、协议和数据库形成一个在时间和空间上互相耦合的虚拟合成环境，参与者可自由地进行交互作用；多通道人机交互技术，即采用人体多种自然交互手段向系统输入．如手势、语音、头部或身体动作等。
虚拟现实技术潜力巨大，应用前景十分广阔，人类在许多领域面临着越来 越多前所未有 或前所难为而 又必 须解决 和突破 的问题，例如，载人航天、核试验、核反应堆维护，包括新武器系统在内的大型产品的设计研究、气象及自然灾害预报、医疗手术的模拟与训练以及多兵种军事联合训练与演练等。将 vR技术应用于教育可以使学生能够游览海底、遨游太空、观摩历史城馒，甚至深入原予内部观察电子的运动轨迹和体验爱 因斯坦的相对论世界，从而更形象地获取知识，激发思维。虚拟现实设备的价格还过于昂贵，虚拟现实的应用主要处在科学研究和某些商业领域。随着虚拟现实技 术的进一步发展，成本的降低，虚拟技术必定会走向实用化、平民化。
参考文献
[1]徐艳，虚拟现实技术在教育教学中的应用研究[J]，中国科技信息 ，2008．7
[2]石教英，虚拟现实基础及实用方法[M]，科学出版社，2000．
第5篇：虚拟制造技术论文范文
论文摘要：本文首先介绍了机床数控化改造的必要性，而重点在于介绍如何进行机床数控化改造，包括数控系统的选择、数控改造中对主要机械部件改装探讨和机床数控改造主要步骤，并列举了几个数控改造的实例，最后说明了数控改造中的问题并提出了建议。
1机床进行数控化改造的必要性
微观上看，数控机床比传统机床有以下突出的优越性，而且 些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。
由于计算机有高超的运算能力，可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面。
可以实现加工的自动化，而且 柔性自动化，从而效率可比传统机床提高3～7倍。
由于计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记住和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。数控机床只要更换一个程序，就可实现另一工件加工的自动化，从而使单件和小批生产得以自动化，故被称为实现了“柔性自动化”。
加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要“修配”。
可实现多工序的集中，减少零件 在机床间的频繁搬运。拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可实现 时间无 看管加工。由以上五条派生的好处。如：降低了工人的劳动强度，节省了劳动力（一个人可以看管多台机床），减少了工装，缩短了新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应等等。
以上这些优越性是前人想象不到的，是一个极为重大的突破。此外，机床数控化还是推行FMC（柔性制造单元）、FMS（柔性制造系统）以及CIMS（计算机集成制造系统）等企业信息化改造的基础。数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。
宏观上看，工业发达 家的军、民机械工业，在70年代末、80年代初已开始大规模应用数控机床。其本质是，采用信息技术对传统产业（包括军、民机械工业）进行技术改造。除在制造过程中采用数控机床、FMC、FMS外，还包括在产品开发中推行CAD、CAE、CAM、虚拟制造以及在生产管理中推行MIS（管理信息系统）、CIMS等等。以及在其生产的产品中增加信息技术，包括人工智能等的含量。由于采用信息技术对国外军、民机械工业进行深入改造（称之为信息化），最终使得他们的产品在国际军品和民品的市场上竞争力大为增强。而我们在信息技术改造传统产业方面比发达国家约落后20年。如我国机床拥有量中，数控机床的比重（数控化率）到1995年只有1.9％，而日本在1994年已达20.8％，因此每年都有大量机电产品进口。这也就从宏观上说明了机床数控化改造的必要性。
2如何进行机床数控化改造
2．1 数控化改造的内容。机床与生产线的数控化改造主要内容有以下几点：其一是恢复原功能，对机床、生产线存在的故障部分进行诊断并恢复；其二是NC化，在普通机床上加数显装置，或加数控系统，改造成NC机床、CNC机床；其三是翻新，为提高精度、效率和自动化程度，对机械、电气部分进行翻新，对机械部分重新装配加工，恢复原精度；对其不满足生产要求的CNC系统以最新CNC进行更新；其四是技术更新或技术创新，为提高性能或档次，或为了使用新工艺、新技术，在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新，较大幅度地提高水平和档次的更新改造。
2．2数控系统的选择
数控系统主要有三种类型，改造时，应根据具体情况进行选择。
步进电机拖动的开环系统。该系统的伺服驱动装置主要是步进电机、功率步进电机、电液脉冲马达等。由数控系统送出的进给指令脉冲，经驱动电路控制和功率放大后，使步进电机转动，通过齿轮副与滚珠丝杠副驱动执行部件。只要控制指令脉冲的数量、频率以及通电顺序，便可控制执行部件运动的位移量、速度和运动方向。这种系统不需要将所测得的实际位置和速度反馈到输入端，故称之为开环系统，该系统的位移精度主要决定于步进电机的角位移精度，齿轮丝杠等传动元件的节距精度，所以系统的位移精度较低。该系统结构简单，调试维修方便，工作可靠，成本低，易改装成功。
异步电动机或直流电机拖动，光栅测量反馈的闭环数控系统。该系统与开环系统的区别是：由光栅、感应同步器等位置检测装置测得的实际位置反馈信号，随时与给定值进行比较，将两者的差值放大和变换，驱动执行机构，以给定的速度向着消除偏差的方向运动，直到给定位置与反馈的实际位置的差值等于零为止。闭环进给系统在结构上比开环进给系统复杂，成本也高，对环境室温要求严。设计和调试都比开环系统难。但是可以获得比开环进给系统更高的精度，更快的速度，驱动功率更大的特性指标。可根据产品技术要求，决定是否采用这种系统。
交/直流伺服电机拖动，编码器反馈的半闭环数控系统。半闭环系统检测元件安装在中间传动件上，间接测量执行部件的位置。它只能补偿系统环路内部部分元件的误差，因此，它的精度比闭环系统的精度低，但是它的结构与调试都较闭环系统简单。在将角位移检测元件与速度检测元件和伺服电机作成一个整体时则无需考虑位置检测装置的安装问题。当前生产数控系统的公司厂家比较多，国外著名公司的如德国SIEMENS公司、日本FANUC公司；国内公司如中国珠峰公司、北京航天机床数控系统集团公司、华中数控公司和沈阳高档数控国家工程研究中心。选择数控系统时主要是根据数控改造后机床要达到的各种精度、驱动电机的功率和用户的要求。
3数控改造中主要机械部件改装探讨。
一台新的数控机床，在设计上要达到：有高的静动态刚度；运动副之间的摩擦系数小，传动无间隙；功率大；便于操作和维修。机床数控改造时应尽量达到上述要求。不能认为将数控装置与普通机床连接在一起就达到了数控机床的要求，还应对主要部件进行相应的改造使其达到一定的设计要求，才能获得预期的改造目的。
滑动导轨副。对数控车床来说，导轨除应具有普通车床导向精度和工艺性外，还要有良好的耐摩擦、磨损特性，并减少因摩擦阻力而致死区。同时要有足够的刚度，以减少导轨变形对加工精度的影响，要有合理的导轨防护和。
齿轮副。一般机床的齿轮主要集中在主轴箱和变速箱中。为了保证传动精度，数控机床上使用的齿轮精度等级都比普通机床高。在结构上要能达到无间隙传动，因而改造时，机床主要齿轮必须满足数控机床的要求，以保证机床加工精度。
滑动丝杠与滚珠丝杠。丝杠传动直接关系到传动链精度。丝杠的选用主要取决于加工件的精度要求和拖动扭矩要求。被加工件精度要求不高时可采用滑动丝杠，但应检查原丝杠磨损情况，如螺距误差及螺距累计误差以及相配螺母间隙。一般情况滑动丝杠应不低于6级，螺母间隙过大则更换螺母。采用滑动丝杠相对滚珠丝杠价格较低，但难以满足精度较高的零件加工。
第6篇：虚拟制造技术论文范文
论文摘要：机电一体化是现代科学技术发展的必然结果，本文简述了机电一体化技术的基本应用，并对机电一体化专业就业前景及就业方向进行了分析。
0 引言
作为全国发展较为落后的省份，到贵州主政不到一年的省委书记、省长赵克志指出，工业强省战略是贵州更好更快发展的必然选择，因此，“十二五”时期贵州将重点实施工业强省战略和城镇化带动战略。在这样的时代背景下，作为职业院校的一名教师，深感机电一体化专业又迎来了发展的春天。随着现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。但机电一体化专业就业前景如何，机电一体化专业就业方向有哪些？这些问题成了很多家长和同学们想要了解的问题。
1 机电一体化技术的基本应用
机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。
1.1 在现代机械制造业中的应用
传统机械制造业是建立在规模经济的基础上，靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的，它强调资源的有效利用，以低成本获得高质量和高效率，其生产盈利是靠机器取代人力，靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。先进的机械制造业是以信息为主导，采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业，其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展，充分利用电子计算机技术，使制造技术提高到新的高度。近年来，制造工程领域的新技术相继诞生，如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。
1.2 在饮料行业中的应用
机电一体化技术是当今发展最快、应用前景最为广泛的技术之一。机电一体化技术在食品、饮料包装机械的开发、设计和制造过程中的应用。不仅使单机的自动化程度大大提高，而且使整条包装生产线的自动化控制水平、生产能力得到很大提高，使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。可以大大改善食品饮料包装生产设备产品的质量，提高其国内、国际竞争能力。
1.3 在钢铁企业中的应用
在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。
2 机电一体化专业就业前景
有关研究报告显示“机电一体化”一词最早是日本提出的，在上世纪80年代初，日本名古屋大学最早设置了“机电一体化”专业。我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列入“863计划”中。机电一体化专业是精密机械——电子技术(含电力电子)——计算机技术等多门学科交叉融合的产物，属高新技术，也是当前发展最快的技术之一，它是先进制造技术的主要组成部分。它的发展推动了当前制造技术的迅速更新换代，是产品向高、精、快迅速迈进，使劳动生产率迅速提高。由于我国逐渐成为世界制造业基地加上传统企业面临大规模的技术改造与设备更新，国内急需大量先进制造技术专业人才。而“十二五”时期贵州将重点实施工业强省战略，因此我校机电一体化专业的毕业生可以立足贵州，放眼全国，就业前景很好，而且往届毕业生普遍反应待遇较好。毕业生主要在各行政、企业、事业单位从事机械、电气工程、常用电器的维修、安装与调试以及技术管理等工作。具体就业方向有：
2.1 机电一体化专业
从事机电一体化液体灌装生产线及商品包装自动化机械运行、维护、管理、技术改造等工作的机电一体化高等技术应用性专门人才。可在大型啤酒、饮料、食品及商品包装生产企业从事现代化自动机与生产线的维护和管理工作，也可在相关的自动机与生产线的生产厂家或设计部门、营销单位从事技术工作。
2.2 机电一体化专业（计算机辅助设计与制造方向）
从事机电产品的计算机辅助设计（CAD）与计算机辅助制造（CAM），并熟练使用和维修数控加工设备的机电一体化高等技术应用性专门人才。
可在模具设计及制造、机械加工、塑料、五金、电子产品、计算机生产等企业从事数控机床的加工工艺设计编程，数控机床的调试、维护及加工操作，从事生产和技术管理工作，也可以从事国内外数控设备的营销工作。
2.3 机电一体化专业(模具CAD/CAM方向）
从事利用计算机技术和数控加工技术对模具进行设计和制造等工作的机电一体化高等技术应用性专门人才。
可在模具、机械、五金、塑料、家电等生产企业从事模具计算机辅助设计与制造等方面的技术工作，也可在企事业单位从事与本专业有关的经营、管理工作。
2.4 机电一体化专业（机电CAD技术方向）
在机电一体化产品、设备的设计、制造、维修、管理、技术改造与服务过程中专门从事用电脑绘图设计、信息处理和资料管理的高等技术应用性专门人才。
可在机械设计、制造与装备行业、模具制造业，轻工、家用电器、电子制造业从事设计、制造、技术改造、产品营销、设备管理与维护等工作。
市场调研发现机电一体化专业是一个宽口径专业，适应范围很广。我校该专业学生在校期间除学习各种机械、电工电子、计算机技术、控制技术、检测传感等理论知识外，还将参加各种技能培训和国家职业资格证书考试，如维修电工，PLC程序设计师，CAD制图员等国家级职业技能鉴定考试，学生必须考取相应的技能证书后才能取得毕业证，充分体现重视技能培养的特点。历届学生毕业后主要面向珠江三角洲各企业、公司，从事加工制造业，家电生产和售后服务，数控加工机床设备使用维护，物业自动化管理系统，机电产品设计、生产、改造、技术支持，以及机电设备的安装、调试、维护、销售、经营管理等等。
参考文献：
[1]李建勇.机电一体化技术[M].北京.科学出版社.2004.
[2]高钟毓.机电控制工程[M].北京.清华大学出版社.2002.
第7篇：虚拟制造技术论文范文
关键字：新问题；先进制造技术；前沿科学；应用前景
论文
制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中，制造技术的功能一般占60%左右。专家认为，世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化，这种竞争日趋激烈，因而各国政府都非常重视对先进制造技术的探究。
1当前制造科学要解决的新问题
当前制造科学要解决的新问题主要集中在以下几方面摘要：
（1）制造系统是一个复杂的大系统，为满足制造系统灵敏性、快速响应和快速重组的能力，必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的探究成果，探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的灵敏性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义，而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统，以满足制造系统新的要求。
（2）为支持快速灵敏制造，几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关键新问题。例如在计算机辅助设计和制造(CAD／CAM)集成、坐标测量(CMM)和机器人学等方面，在三维现实空间(3-RealSpace)中，都存在大量的几何算法设计和分析等新问题，非凡是其中的几何表示、几何计算和几何推理新问题；在测量和机器人路径规划及零件的寻位(如Localization)等方面，存在C-空间
(配置空间ConfigurationSpace)的几何计算和几何推理新问题；在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划方面则需要在旋量空间(ScrewSpace)进行几何推理。制造过程中物理和力学现象的几何化探究形成了制造科学中几何计算和几何推理等多方面的探究课题，其理论有待进一步突破，当前一门新学科--计算机几何正在受到日益广泛和深入的探究。
（3）在现代制造过程中，信息不仅已成为主宰制造产业的决定性因素，而且还是最活跃的驱动因素。提高制造系统的信息处理能力已成为现代制造科学发展的一个重点。由于制造系统信息组织和结构的多层次性，制造信息的获取、集成和融合呈现出立体性、信息度量的多维性、以及信息组织的多层次性。在制造信息的结构模型、制造信息的一致性约束、传播处理和海量数据的制造知识库管理等方面，都还有待进一步突破。
（4）各种人工智能工具和计算智能方法在制造中的广泛应用促进了制造智能的发展。一类基于生物进化算法的计算智能工具，在包括调度新问题在内的组合优化求解技术领域中，受到越来越普遍的关注，有望在制造中完成组合优化新问题时的求解速度和求解精度方面双双突破新问题规模的制约。制造智能还表现在摘要：智能调度、智能设计、智能加工、机器人学、智能控制、智能工艺规划、智能诊断等多方面。
这些新问题是当前产品创新的关键理论新问题，也是制造由一门技艺上升为一门科学的重要基础性新问题。这些新问题的重点突破，可以形成产品创新的基础探究体系。
2现代机械工程的前沿科学
不同科学之间的交叉融合将产生新的科学聚集，经济的发展和社会的进步对科学技术产生了新的要求和期望，从而形成前沿科学。前沿科学也就是已解决的和未解决的科学新问题之间的界域。前沿科学具有明显的时域、领域和动态特性。工程前沿科学区别于一般基础科学的重要特征是它涵盖了工程实际中出现的关键科学技术新问题。
超声电机、超高速切削、绿色设计和制造等领域，国内外已经做了大量的探究工作，但创新的关键是机械科学新问题还不明朗。大型复杂机械系统的性能优化设计和产品创新设计、智能结构和系统、智能机器人及其动力学、纳米摩擦学、制造过程的三维数值模拟和物理模拟、超精度和微细加工关键工艺基础、大型和超大型精密仪器装备的设计和制造基础、虚拟制造和虚拟仪器、纳米测量及仪器、并联轴机床、微型机电系统等领域国内外虽然已做了不少探究，但仍有许多关键科学技术新问题有待解决。
信息科学、纳米科学、材料科学、生命科学、管理科学和制造科学将是改变21世纪的主流科学，由此产生的高新技术及其产业将改变世界的面貌。因此，和以上领域相交叉发展的制造系统和制造信息学、纳米机械和纳米制造科学、仿生气械和仿生制造学、制造管理科学和可重构制造系统等会是21世纪机械工程科学的重要前沿科学。
2．1制造科学和信息科学的交叉--制造信息科学
机电产品是信息在原材料上的物化。许多现代产品的价值增值主要体现在信息上。因此制造过程中信息的获取和应用十分重要。信息化是制造科学技术走向全球化和现代化的重要标志。人们一方面对制造技术开始探索产品设计和制造过程中的信息本质，另一方面对制造技术本身加以改造，以使得其适应新的信息化制造环境。随着对制造过程和制造系统熟悉的加深，探究者们正试图以全新的概念和方式对其加以描述和表达，以进一步达到实现控制和优化的目的。
和制造有关的信息主要有产品信息、工艺信息和管理信息，这一领域有如下主要探究方向和内容摘要：
(1)制造信息的获取、处理、存储、传递和应用，大量制造信息向知识和决策转化。
(2)非符号信息的表达、制造信息的保真传递、制造信息的管理、非完整制造信息状态下的生产决策、虚拟管理制造、基于网络环境下的设计和制造、制造过程和制造系统中的控制科学新问题。
这些内容是制造科学和信息科学基础融合的产物，构成了制造科学中的新分支--制造信息学。
2．2微机械及其制造技术探究
微型电子机械系统(MEMS)，是指集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。MEMS的发展将极大地促进各类产品的袖珍化、微型化，成数量级的提高器件和系统的功能密度、信息密度和互联密度，大幅度地节能、节材。它不仅可以降低机电系统的成本，而且还可以完成许多大尺寸机电系统无法完成的任务。例如用尖端直径为5μm的微型镊子可以夹起一个红细胞；制造出3mm大小能够开动的小汽车；可以在磁场中飞行的像蝴蝶大小的飞机等。MEMS技术的发展开辟了技术全新的领域和产业，具有许多传统传感器无法比拟的优点，因此在制造业、航空、航天、交通、通信、农业、生物医学、环境监控、军事、家庭以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。
微机械是机械技术和电子技术在纳米尺度上相融合的产物。早在1959年就有科学家提出微型机械的设想，1962年第一个硅微型压力传感器问世。1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60~120μm的硅微型静电电动机，显示出利用硅微加工工艺制作微小可动结构并和集成电路兼容制造微小系统的潜力。微机械技术有可能像20世纪的微电子技术那样，在21世纪对世界科技、经济发展和国防建设产生巨大的影响。近10年来，微机械的发展令人瞩目。其特征如下摘要：相当数量的微型元器件(微型结构、微型传感器和微型执行器等)和微系统探究成功，体现了其现实的和潜在的应用价值；多种微型制造技术的发展，非凡是半导体微细加工等技术已成为微系统的支撑技术；微型机电系统的探究需要多学科交叉的探究队伍，微型机电系统技术是在微电子工艺的基础上发展的多学科交叉的前沿探究领域，涉及电子工程、机械工程、材料工程、物理学、化学以及生物医学等多种工程技术和科学。
目前对微观条件下的机械系统的运动规律，微小构件的物理特性和载荷功能下的力学行为等尚缺乏充分的熟悉，还没有形成基于一定理论基础之上的微系统设计理论和方法，因此只能凭经验和试探的方法进行探究。微型机械系统探究中存在的关键科学新问题有微系统的尺度效应、物理特性和生化特性等。微系统的探究正处于突破的前夜，是亟待深入探究的领域。
2．3材料制备／零件制造一体化和加工新技术基础
材料是人类进步的里程碑，是制造业和高技术发展的基础。每一种重要新材料的成功制备和应用，都会推进物质文明，促进国家经济实力和军事实力的增强。21世纪中，世界将由资源消耗型的工业经济向知识经济转变，要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性；要求材料和零件的设计实现定量化、数字化；要求材料和零件的制备快速、高效并实现二者一体化、集成化。材料和零件的数字化设计和拟实仿真优化是实现材料和零件的高效优质制备／制造及二者一体化、集成化制造的关键。一方面，通过计算机完成拟实仿真优化后可以减少材料制备和零件制造过程中的实验性环节，获得最佳的工艺方案，实现材料和零件的高效优质制备／制造；另一方面，根据不同材料性能的要求，如弹性模量、热膨胀系数、电磁性能等，探究材料和零件的设计形式。进而结合传统的去除材料式制造技术、增加材料式覆层技术等，探究多种材料组分的复合成形工艺技术。形成材料和零件的数字化制造理论、技术和方法，如快速成形技术采用材料逐渐增长的原理，突破了传统的去材法和变形法机械加工的许多限制，加工过程不需要工具或模具，能迅速制造出任意复杂外形又具有一定功能的三维实体模型或零件。
2．4机械仿生制造
21世纪将是生命科学的世纪，机械科学和生命科学的深度融合将产生全新概念的产品(如智能仿生结构)，开发出新工艺(如生长成形工艺)和开辟一系列的新产业，并为解决产品设计、制造过程和系统中一系列难题提供新的解决方法。这是一个极富创新和挑战的前沿领域。
地球上的生物在漫长的进化中所积累的优良品性为解决人类制造活动中的各种难题提供了范例和指南。从生命现象中学习组织和运行复杂系统的方法和技巧，是今后解决目前制造业所面临许多难题的一条有效出路。仿生制造指的是模拟生物器官的自组织、自愈合、自增长和自进化等功能结构和运行模式的一种制造系统和制造过程。假如说制造过程的机械化、自动化延伸了人类的体力，智能化延伸了人类的智力，那么，"仿生制造"则可以说延伸了人类自身的组织结构和进化过程。
仿生制造所涉及的科学新问题是生物的"自组织"机制及其在制造系统中的应用新问题。所谓"自组织"是指一个系统在其内在机制的驱动下，在组织结构和运行模式上不断自我完善、从而提高对于环境适应能力的过程。仿生制造的"自组织"机制为自下而上的产品并行设计、制造工艺规程的自动生成、生产系统的动态重组以及产品和制造系统的自动趋优提供了理论基础和实现条件。
仿生制造属于制造科学和生命科学的"远缘杂交"，它将对21世纪的制造业产生巨大的影响。
仿生制造的探究内容目前有两个方面摘要：
2．4．1面向生命的仿生制造
探究生命现象的一般规律和模型，例如人工生命、细胞自动机、生物的信息处理技巧、生物智能、生物型的组织结构和运行模式以及生物的进化和趋优机制等；
2．4．2面向制造的仿生制造
探究仿生制造系统的自组织机制和方法，例如摘要：基于充分信息共享的仿生设计原理，基于多自律单元协同的分布式控制和基于进化机制的寻优策略；探究仿生制造的概念体系及其基础，例如摘要：仿生空间的形式化描述及其信息映射关系，仿生系统及其演化过程的复杂度计量方法。
机械仿生和仿生制造是机械科学和生命科学、信息科学、材料科学等学科的高度融合，其探究内容包括生长成形工艺、仿生设计和制造系统、智能仿生气械和生物成形制造等。目前所做的探究工作大多属前沿探索性的工作，具有鲜明的基础探究的特征，假如抓住机遇探究下去，将可能产生革命性的突破。今后应关注的探究领域有生物加工技术、仿生制造系统、基于快速原型制造技术的组织工程学，以及和生物工程相关的关键技术基础等。3现代制造技术的发展趋向
20世纪90年代以来，世界各国都把制造技术的探究和开发作为国家的关键技术进行优先发展，如美国的先进制造技术计划AMTP、日本的智能制造技术（IMS）国际合作计划、韩国的高级现代技术国家计划(G--7)、德国的制造2000计划和欧共体的ESPRIT和BRITE-EURAM计划。
随着电子、信息等高新技术的不断发展，市场需求个性化和多样化，未来现代制造技术发展的总趋向是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、绿色集成化、全球化的方向发展。
当前现代制造技术的发展趋向大致有以下九个方面摘要：
(1)信息技术、管理技术和工艺技术紧密结合，现代制造生产模式会获得不断发展。
(2)设计技术和手段更现代化。
(3)成型及制造技术精密化、制造过程实现低能耗。
(4)新型特种加工方法的形成。
(5)开发新一代超精密、超高速制造装备。
(6)加工工艺由技艺发展为工程科学。
(7)实施无污染绿色制造。
第8篇：虚拟制造技术论文范文
关键词：产业升级；四维理念；探索
当前工业发展已经到了技术创新、管理创新、产业创新的发展时期。在新的形势下，要形成区域发展的竞争优势，仅靠以产品为中心的技术创新、以经营为中心的管理创新还不够，必须通过产业整合实现产业创新。发挥产业聚合效应，以低成本的配套、高端的技术群、强辐射的影响力，创造群体发展的优势。这也是发展工业经济从着眼产品、企业，转向着眼产品和服务并重、企业与产业并重的重要转变。实践证明，可以用四维理念提升产业的规模、结构和经营素质，打造有持久竞争力产业高地。
1、从产业技术水平来讲，推进纵向提升
所有产业都存在自身如何发展提升问题。金融危机过后，我们通过制定产业调整振兴方案，基本上理出了路子。
1.1 鼓励发展新兴产业。所谓新兴产业，主要是针对传统产业而言的，如新材料、新一代信息技术、新医药、新能源、节能环保、海洋开发和高端装备制造等高新技术产业。新兴产业是未来的产业发展重点，是推动产业升级的重要载体。要瞄准今后十年二十年甚至更长时期的国内外市场需求，把握新兴产业发展的阶段性特征和基本规律，制订科学的发展规划，搞好可行性研究，统筹产业布局，加强对地方和企业的引导，紧密结合现实的产业基础和已具备的技术条件，做到有所为有所不为，防止不顾条件的一哄而上。应立足本地优势和条件，认真筛选有市场、有基础、有优势，彰显本地优势和特色的产业加以重点培育，争取在少数领域形成自己的主导产业优势，增强国内外竞争力。要立足于现有的企业基础，立足于产学研紧密结合，加大技术研发力度，通过开展技术攻关，掌握核心技术，占领产业的制高点。
1.2 壮大特色优势产业。发展特色优势产业，可以有效发挥区域比较优势，避免产业同构，有利于提高区域整体的竞争力。要立足我省产业发展现状，加快提升汽车、船舶、成套装备、家电、食品、造纸、服装纺织、石化、盐化等特色优势产业，大力发展高科技含量、高现代化水准、高市场欢迎度的特色产业链和特色工业品，鼓励企业从最终产品抓起，发展人民群众生活用品，发展重大成套设备，加快产业链的拉长延伸，围绕做强产业关联配套体系，做强产业链终端，加快采用高新技术改造传统工艺装备、生产方式、管理方法。
1.3 加快提升传统产业。传统产业不是夕阳产业，也不能等同于落后产业，其发展轨迹往往与一个国家和地区的工业化发展水平紧密相关。特别是像山东这样一个人口大省、物质消费大省，传统产业无论在就业、税收、出口等方面都具有重要战略意义。我省要围绕轻工、纺织、机械、化工、冶金、建材六大传统行业和电子信息、汽车、船舶、石化、家电、食品、服装纺织七个产业链，积极运用高新技术和先进适用技术改造提升传统产业，促进传统产业高新化，不断提高产业核心竞争能力，提高在市场分工中的地位。
1.4 主动淘汰落后产能。在经济发展过程中，随着产业自身技术的进步以及资源环境承载压力加大，一些落后的工艺已成为提高工业整体水平、完成节能减排、实现经济可持续发展的严重制约，加快淘汰这些落后生产能力才能为先进产能腾出市场空间、缓解产能过剩矛盾，才能提高产品质量、优化产业结构、提升核心竞争力。我省一些技术工艺落后的产业一般集中在传统产业和基础能源、原材料领域，如冶金、有色、电石、铁合金、烧碱、水泥、造纸、印染、皮革、焦化等产业。要统筹产业升级、整合重组、持续发展和社会稳定的关系，强化上大压小、等量或超量淘汰、区域限批、土地调控、环保安全准入、节能预警、差别电价等措施，严格落实淘汰落后产能计划，重点加快钢铁、焦炭、水泥、印染等行业淘汰落后生产能力，为优势企业腾出资源和市场空间，提高资源能源利用效率，促进产业升级。
2、从产业布局优化来讲，推进横向转移
产业转移是一个区域在经济发展中，由市场调节推进的生产要素的空间优化过程，也是转方式、调结构优化产业结构的重要途径。
2.1 鼓励承接先进产业。我省产业布局上存在着同构、同质、低水平重复的问题，急需引入国内外先进产业，打造产业品质优良、竞争力明显的特色经济区，形成引领全省经济发展的产业高地。因此，新时期在国际分工格局变化多端和竞争日益激烈的复杂环境下，我省承接产业转移，需以促进产业升级和实现经济可持续发展为目标，抓住国际产业转移的新特点和新趋势，把自身产业调整的需求与国际产业调整的需要联系起来，将产业接纳从以量的扩张为主向以质的提高为主转变，承接好世界先进制造业、高新技术产业、战略性新兴产业和现代服务业的转移。建立不同的产业承接方式与区域发展战略，引导外资投向高端制造业、高技术产业，大力发展高端产业和总部经济，进一步提升研发水平和自主创新能力，提升产业结构层次和在全球价值链中的分工地位，增强产业国际竞争力。承接产业转移应注重区域特色，实现优良要素的强势聚集，创建产业升级的机制和内生动力。
2.2 适度控制基础原材料产能。考虑到对资源环境的依赖性，在适度生产规模下发展，引导企业从追求实物量增加转到追求价值量增长上来，即在保持一定的实物量消耗的基础上，依靠高技术、高附加值和现代服务增值，形成可持续发展的产业格局。因此，对于依托于本地资源和市场，长期发展起来的具有成熟的生产技术、一定规模和市场优势、有效益、环境资源能承受的，通过技术创新改造提升，提高技术含量，实现产品的升级换代。对于资源能源类产业，包括石油、煤炭、钢铁、水泥、电力、铜铝、黄金、玻璃、造纸、盐业、非金属矿等行业，在省区内适度控制生产能力和产出总量，发展深加工产业。对日常生活用品，按照市场需求去自发调节，不作为政府主导发展的产业。
2.3 提倡转出发展的产业。随着我省能源、劳动力、土地、运输等生产要素成本持续上升，资源、环境、市场、节能减排政策约束压力加大，限制了劳动密集型产业和资源类产业的发展，一批急需扩张的企业，需要适度向外发展，获得进一步发展的空间。向省外转出的产业，一是资源导向型产业，主要包括煤炭采掘业、造纸、食品及农产品加工业、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业。二是劳动力导向型产业，主要包括纺织业、服装及其他纤维制品制造业和皮革、羽绒及其制品业。三是市场导向型产业，主要是化学原料及化学制品制造业。四是产业基础导向型产业，主要包括通用设备制造业和专用设备制造业。其中有的是单一导向型，有的是复合导向型。
2.4 退出资源环境无保障产业。退出市场的原因不是技术装备问题，而是产业经营成本过高，企业无利可图，如不退出将连累其他企业和当地经济发展。主要是省内资源枯竭的矿业，绝对依赖外来大量资源的加工业，能源高消耗产业，治理排放成本高的产业，重金属冶炼加工业，逐渐失去市场的传统产品。
3、从产业区域形态来讲，推进轴向聚集
产业聚集是各种优势生产要素的集合。在产业聚集中，随着产业集中度的提高，积累和共享中往往伴生新的经营形态和竞争优势。
3.1 以大带小配套的产业聚集。积极构建以大企业为龙头、产业产品为链条、中小企业紧密配套、大中小企业合作共赢的现代产业组织体系。这既是龙头企业自身提升整体竞争能力、促进健康、可持续发展的内在需要，也是现阶段我省发展工业的要求。一方面，积极培育关联度大、带动性强的大企业，推动企业加快技术改造，提升产品质量，扩大产业规模，发挥其产品辐射、技术示范、信息扩散和销售网络的带动作用，增强骨干企业的凝聚力和辐射力，同时引导大企业采用多种方式，剥离专业化强的零部件和生产工艺，发展专业化配套企业，提高企业间专业化协作水平。另一方面，按照专业化分工、社会化协作的模式，围绕大企业龙头产品配套，发挥大企业技术和产业溢出效应，积极发展“专、精、特、新”中小企业，引导他们走“嵌入式”、差异化发展路子，形成以大带小、以小促大、优势互补、协调发展的产业格局。
3.2 簇群分布的产业聚集。产业簇群是指在特定领域内，众多有交叉关联性的企业、专业化供应商、服务供应商以及相关机构，同时具有竞争与合作关系，并以彼此的共通性和互补性相联结。产业簇群可以获得专业化市场的效率、专业化信息的途径、网络增值效益和更有效的竞争，不仅有利于产业链的重组和延伸，而且能有效带动产业的整体升级，大幅度降低物流成本，从而全面提高产业竞争力。产业族群是中小企业聚集发展有效模式。要立足自身的资源优势和现有产业基础，大力发展优势产业，实施错位竞争发展战略，构筑起布局分工合理的特色产业簇群。加速产业分工，推进专业化协作，形成成本、价格、信息、市场优势，打造区域品牌。
3.3 园区发展的产业聚集。园区是现代制造业集中、产业聚集效应突出的重要载体，是带动区域经济快速发展的有效途径，也是推动工业转型升级的强力支撑。我省应发挥集中配套的优势，明确园区产业定位和发展方向，选准主导产业，推动关联产业和要素集聚，打造园区品牌，着力培育一批特色鲜明的专业化园区。以现有产业园区为重点，突出特色，提升水平，加快推动工业布局向集约高效、协调优化转变，引导重点产业园区进一步明确发展特色和发展重点，强化配套，发挥优势，形成区域经济核心竞争力。
3.4 集群创新引领的产业聚集。集群式创新是指以专业化分工和协作为基础，以集群为依托或载体，通过集群内企业相互竞争与合作，实现创新要素的集聚与整合，激活集群内部持续创新活力，以层出不穷的创新成果引领产业发展。集群式创新是提升产业创新能力的有效路径，是产业组织形式创新和技术创新的统一体。一是建立产业园区与基地，加强区域内产业的科学布局与合理引导，提高产业集群的集聚程度，壮大集群的规模，增强集群的竞争优势；二是完善和拓展产业链，通过关联分析和有效组织管理，形成产业技术创新协同攻关的组织管理模式，提高技术创新效率；三是构建产学研合作体系，通过建立合作网络，形成互动合作的创新机制；四是开展产业关键共性技术攻关，解决制约产业发展的关键共性技术问题；五是大力引进和培育创新型企业和人才，从国内外引进创新型企业，使创新融入各产业集群，并建立良性的引才、育才、用才机制。
4、从产业现代化来讲，着重推进信息化
信息化是推进产业发展的触媒。产业一旦植入信息化，将催生新的发展形态，新的经营方式，新的创新契机。
4.1 技术工艺管理信息化。主要是生产活动的现代化、自动化。突出抓好信息技术与工业的融合，着力推动企业信息技术的集成应用，推动信息技术在重点产品的渗透融合，推动产品数字化、智能化、网络化，提高产品信息技术含量和附加值，推动工业产品向价值链高端跨越，全面提升工业信息化水平。重点推进轻工、纺织、石化、机械、建材、冶金、煤炭、电力、医药和现代物流等10大行业的两化融合，巩固和发展行业优势地位。在产品研发设计环节，推广应用三维计算机辅助设计（CAD）和虚拟制造等技术，实现设计研发的数字化；在生产过程环节，推广制造执行系统（MES）和智能传感等技术，实现生产过程的自动化；在企业技术改造环节，推广清洁生产、新信息与先进制造集成技术，实现技术的现代化；在企业管理环节，推广基于商业智能的新型企业资源规划（ERP）和供应链管理（SCM）等系统，实现企业运营管理的系统化。
3.2 企业市场与物流信息化。主要是通过平台建设，聚合社会资源，在信息服务共享中发展。建立和完善不同行业、区域的信息化综合服务平台，为企业提供市场需求信息，提供政策、技术、人才等方面的信息化支持。建立并完善一批面向产业集群的技术推广、管理咨询、融资担保、人才培训、市场拓展等信息化综合服务平台，加强资源共享。整合我省院所、高校、园区和企业等的信息化基础设施资源，建设山东省云计算公共服务平台，积极发展面向服务、支持制造资源按需使用、制造能力动态协同的云制造服务平台，为工业领域提供新型信息化支撑服务。
3.3 产业风险防范信息化。重点是经济金融等方面的预警，防备产业损失。随着金融一体化和经济全球化的发展，经济金融风险日趋复杂化和多样化，经济金融风险管理的重要性愈加突出。在国际上，许多大企业、金融机构以及各国政府都在积极寻求经济金融风险管理的技术和方法，以对经济金融风险进行有效识别、精确度量和严格控制。国内企业也是一样，必须从全局经济战略的高度，运用信息技术评估外部环境对企业可能产生的影响，建立企业决策风险评估机制，提高企业外部风险预警、预告和快速反应能力，及早发现并规避产业风险。
3.4 商业模式创新信息化。商业模式即企业市场价值的实现模式。商业模式创新是继企业技术创新、产品创新、市场创新、组织创新之后的又一创新，是新经济的显著特点。信息化管理手段和IT技术的运用，成为当前企业构建创新商业模式必不可少的工具。应通过信息化理念和技术创新，建立新的产业运作模式，寻求新的发展机遇。传统产业通过信息化理念和技术创新，建立新的产业运作模式，能够开发出新的市场空间，创造新的优势。戴尔公司充分利用互联网，整合计算机零部件厂商和计算机组装厂商，形成了著名的戴尔网上直销商业模式。苹果公司推出ipod、iphone等系列产品及其商业模式创新，使苹果公司走出困境，正在改写美国硅谷的市场规则。
参考文献：
[1]《山东省制造业“十二五”发展规划》（鲁经信改字〔2011〕237号），2011年5月10日.
[2]陈冬梅.长三角产业转移的趋势分析及对策研究.哈尔滨工业大学硕士论文，2007.7.
[3]李晓鹏.山东优势产业境外转移的对策研究.山东省农业管理干部学院学报，2010（02）.
A Research on Enhancement of Industrial
Development by Four-Dimension (4D) Conception
WANG Zhao-chun ZHAO Qing
(Shan Dong Economic and Information Technology Committee, Jinan, 250011)
