时间：2023-09-01 16:56:11
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇数字化制造技术，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
信息技术不仅已经被广泛应用到人们日常生活、生产等各个领域，同时也在很大程度上促进了工业制造领域智能化的高速发展。我国数字化制造技术在工艺设计、制造数据管理以及生产过程控制等环节发挥了一定作用，但是有些技术在该领域中的应用水平相对较低，因此，在未来发展中必须构建以企业产品为背景的数字化制造技术应用研究。
1.数字化制造技术概念简介
数字化制造技术基于虚拟现实技术、计算机网络技术、快速原型技术、数据库技术以及多媒体技术等多种现代化科学技术，可以根据不同制造企业的需求，实现资源信息收集和整理，产品信息、工艺流程信息、资源信息自动整合分析、规划以及重组，实现对产品进行设计、功能仿真以及原型制造，并根据用户对产品的实际需求进行功能调整或整体优化设计。
2.数字化制造技术的应用现状
（1）产品数字化设计。产品数字化设计是指产品在设计阶段充分利用计算机，在图形设备（CAD）的辅助下可以将产品的图形设计出来，同时也要完成产品功能设计、结构分析等多个产品设计环节，在数字化设计过程中使用了软件绘图、编辑图形以及分析等技术，技术人员也可以利用数字化设计程序对产品结构设计进行优化与完善，运用计算机强大的计算功能、分析功能以及比较功能在各种设计方案中选出最佳方案。
（2）数字化分析。数字化产品分析功能也是基于计算机辅助技术而成，可以对结构复杂的产品进行优化设计，产品优化设计过程中主要利用了力学性能对其进行分析，并运用CAE软件对产品的综合性能及安全性、稳定性、可靠性等方面进行模拟分析，通过模拟不同产品在实际上的运行状态来确定其是否存在设计缺陷，如果发现设计缺陷可以立即对产品设计进行优化，以确保最终产品在实际运用中的综合性能等方面可以满足用户需求。
（3）数字化生产工艺。数字化生产工艺是指产品在生产过程中利用计算机对生产过程进行控制，技术人员可以将产品零件的形状、尺寸、材料以及处理过程等数据输入计算机，并将该产品在生产设备中的工艺参数输入到计算机中，这样计算机便可以对该产品的生产工艺进行数值计算、逻辑判断以及推理，并根据所输入的参数编制出最佳的工艺内容及路线。
（4）数字化制造。数字化制造主要是基于CAM软件而成，该软件可以根据技术人员设计出的模型进行自动编程，并可以利用计算机与其他辅助软件实现仿真制造生产过程，并可以自动判断出产品生产过程中会遇到的干涉及碰撞等问题，计算机软件自动编写的程序需要技术人员对其进行修改，以便计算机编写的程序可以满足产品的制造要求，在程序加以处理后便可以传输到数控机床上进行产品的实际加工，如果发现产品加工中存有缺陷，技术人员可以在数控机床的控制端对其进行微调。
（5）数字化管理。产品数据管理是工业制造领域数字化管理中的核心内容，企业一般都是通过CAD/CAM系统实现对产品数据的数字化管理，并可以对所产生的产品进行全生命周期数据管理，不仅可以根据企业信息的管理要求对图纸、工艺文件进行整理，更可以根据企业的运行管理需求进行市场调研、产品更新等一切与生产有关的数据管理，而这也是在信息时代有效提高制造企业市场核心竞争力的有效途径之一。PDM技术不仅在我国工业制造领域中占有重要的地位，同时也是计算机领域中的核心技术，而在我国只有一部分大型企业在发展中运用了PDM技术，这也为这些大型工业制造企业带来了可观的经济效益，因此，在新时期我国工业制造领域应充分利用PDM技术。
（6）逆向工程。传统的产品设计无法实现产品的“复制”过程，而数字化制造技术的应用有效打破了这一限制，逆向工程可以根据已有的产品通过分析研究来获取其设计过程，而逆向工程在工业制造领域中一般都应用到企业无法获取产品设计方法的情况下，利用产品实物可以在很大程度上推导出产品的设计方法及工艺流程，所以该项技术在新时期已被广泛运用到新产品的开发或旧产品的改进等，对我国工业制造领域在新时期的高速发展有着重要意义。
3.结语
现阶段我国数字化制造技术正在不断向着产品集成化、管理网络化方向发展，同时产品生产过程的智能化、虚拟化、绿色化以及柔性化等都是该项技术未来发展中的必然趋势，其不仅对提高我国工业制造领域的生产效率及质量有着重要意义，同时也可以更好地促进工业制造领域在新时期向着可持续发展方向迈进。
参考文献：
[1]李铁刚.车铣复合集成数字化制造[J].组合机床与自动化加工技术，2013（02）.
关键词：数控加工；加工参数；编程模板 航空发动机机匣
中图分类号：V261 文献标识码：A
1 引言
近年来，国内航空发动机制造企业由于面临国内外同行业的激烈竞争，对制造周期、加工质量、加工成本的要求越来越高。在数控加工领域，迫切需要通过发展CAD快速建模技术、CAM高效编程技术、数控加工仿真技术、数控加工防错技术等数字化制造技术来快速提升数控加工能力，来满足企业精益生产的要求。
2 项目概述
2.1 技术指标
2.1.1在某型号发动机中实现MBD项目的应用
2.1.2两类机匣实现基于设计模型的工序高效建模及模块化编程应用
2.1.3重新完成主要数控机床的仿真控制系统，刀具、优化数据库建设，实现仿真过程规范化。
2.1.4完成典型件刀具、切削数据库建设，实现仿真过程切削参数规范化。
2.1.5完成数控程序管理防错内容修改，完成数控机床防错功能和刀补防错程序开发，在程序中和工步中增加防错技术手段。
3 技术方案
3.1 总体技术方案及其实施过程与效果
3.1.1机匣典型零件基于设计模型的工序高效建模及模块化编程应用
机匣类零件UG编程模板的建立包括以下内容：
（1）定义加工模板类型。在UG样板文件中，针对不同机匣典型零件的加工特点，如材料、几何特征、加工阶段等内容制定不同的加工方式。
高温合金零件，在粗加工和精加工阶段，所考虑的加工方式是不同的，粗加工主要考虑高效去处余量，保证精加工余量的均化。精加工为了保证零件的加工质量，效率放在次要地位。针对不同的加工对象，应采用不同的加工模板，如上面零件的铣面、清根，就需要不同的加工模板，将整个工序内容按照加工顺序，完成所有编程内容设置。
（2）创建加工方法组、刀具组。建立加工方法组和刀具组，可以省去每次创建操作时必须进行的加工刀具、加工方法等参数的重复性设置工作，提高编程效率。创建刀具组就是将所需刀具的类型、名称、直径、长度、切削刃长度等信息按照要求，然后调用刀具库中已有刀具进行关联，完成加工刀具组工作。在加工过程中，为了保证加工的精度，需要对粗加工、精加工创建方法组，方法组就是为粗加工、精加工制定统一的加工公差、加工余量、进给量等参数。
（3）确定加工模板中的加工参数。将操作中的各种加工参数固化，在以后的编程工作中不再重复输入。这里主要有两个方面的内容：一是指加工切削参数，如进给量、主轴转速、走刀方式、步距、切削方向等；二是指UG产生程序所需的条件和控制选项，如驱动方式、投射方向、刀轴方向、机床控制、显示方式等。对这些参数和选项按规范的要求确定好后，在以后的编程工作中不再输入，既节省了时间，又减少了出错的机会。
（4）刀具库的建立。把常用的刀具参数按照规范的要求输入，所谓规范的要求，是指根据车间刀具命名规则和实际加工用的刀具尺寸，修正加工中的各种不利因素所带来的误差。进入UG加工环境后，将数控加工车间加工时所用的刀具建立到UG刀具库中，编程时就可以直接调用了。
（5）设置模板关联和继承关系。自定义好的模板只有设置好了关联性和继承性才能实现调用，在Template setting中，按照创建的目的，对Templat和load with Parent进行选择， 就完成了模板关联性和继承性关系的设置。
3.1.3机匣数控加工仿真环境数据库建设
3.1.4基于PDM系统的机匣高效切削数据库建设
数据库内容包括四个部分：
（1）零件材料库：TC4、TC17、GH4169、GH907、|0Cr17Ni4Cu4Nb、M152
（2）加工方式库：平面铣、型铣铣、侧面铣、槽铣
（3）刀具材料库：端铣待涂层硬质合金刀 端铣不带涂层硬质合金刀、 端铣带涂层刀片，端铣不带涂层刀片，球形带涂层铣刀、球形不带涂层铣刀。
（4）加工数据库：部前面的刀具材料和零件材料、加工方式、相互组合形成的加工数据库。
3.1.5机匣零件数控加工防错方法技术
a）收集数控加工中出现的质量事故案例。
b）总结数控加工中质量事故的错误方式，并制定改进方案。
c）采用新的数控工步卡，为建立更完善的程序说明作准备。
d）建立数控加工程序编制规范并完善相应制度。
e）完善UG软件新版本后置软件。
f）开发机床可用于防错的功能，改进刀补防错程序，控制刀补值范围，并在新编程完全运行。并逐渐推广到批产零件。
对西门子840D控制系统数控机床刀具参数指令进行了开发应用，并进行了全面推广，并将规范的应用方式写入文件，整体提升刀补、刀长防错能力。开发了蓝天机床的区域限制功能，解决这类机床的刀补刀长防错问题，在所有新编程序中第1加工工步增加M00，结合MSG（）指令，防止坐标系错误。
3.2 达到的技术指标
3.2.1在某型号发动机中实现MBD项目的初步应用
3.2.2主要研制机匣零件实现基于设计模型的工序高效建模及模块化编程应用
编程效率提升30%。
3.2.3重新完成20多台数控机床的仿真控制系统，刀具、优化数据库建设，实现仿真过程规范化。
3.2.4完成四种材料所对应典型件刀具、切削数据库建设，实现仿真过程切削参数规范化。
3.2.5完成数控程序管理防错内容修改，完成数控机床防错功能和刀补防错程序开发，在程序中和工步中增加防错技术手段。
结语
通过MBD项目的推广，不仅可以减少精铣、精车的建模时间，还可提升机匣零件工序的建模速度，在CAM的编程技术上，通过实施模板式编程技术，可提升编程质量和效率。
参考文献
[关键词]汽车质量管理；数字化；制造技术
中图分类号：TV388 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）06-0148-01
数字化制造技术可以实现设计、生产和管理等一系列的模拟，对产品生产的各个环节进行数字化的监督和控制，并对其中出现的问题进行反馈，这样可以全面的对产品进行控制，保证产品按照科学的管理流程进行生产，从而提升产品生产的质量。汽车作为机械化水平要求较高的行业，通过数字化的管理流程，可以将各个环节进行更加规范化的处理，提升汽车的整体生产质量。
一、数字化制造技术在汽车质量控制中的流程
在进行汽车质量控制和管理的过程中，采用数字化技术首先从设计部门取得产品设计和生产的各种资料，包括汽车各个结构之间的连接、尺寸和进行组装的过程等，然后自动化系统会对生产的环境进行考察，模拟实际生产环境，做出适当的反映，一旦出现问题及时的进行反馈，防止出现较多的问题。在基本的审核结束之后，数字化系统通过生产车间活动各种组装设备的数据以及相应的工作流程，并通^计算机模拟建立相应的流水线，对实际的生产过程进行模拟，制造出样品报表，得出制造结果。在这项工作结束之后，自动化系统会对产品的质量进行检测，在虚拟的环境下对产品的实际使用情况以及后续的维修保养情况进行分析，形成模拟环境，这样可以更好的对产品的质量进行控制。最后，在这些步骤结束之后，数字化系统还可以对产品的实际使用方式进行培训，并将整体的数据信息输入到分析系统中，对数据进行更加详细的分析，从而制定更加精细化数据分析报告，提升汽车生产制造的质量。
二、汽车质量管理中数字化制造技术的运用
数字化制造技术的出现，使得汽车各个部件的质量得到有效的保障，质量也得到了更好的控制，并且降低了设计和生产的成本，提升了汽车研发的效率，因此数字化制造技术在汽车制造中的应用是非常广泛的，具体包括：
（一）在汽车设计中的应用汽车产品进行设计的过程中各个零件之间需要进行匹配，如果采用传统的管理方式，耗费了大量的时间，而采用数字化技术可以对模具进行仿真处理，这样就可以对冲床进行各种动态分析，并对运动矢量进行控制，将设计的科学性进行验证。工艺部门根据BOM建立各零件的制造工艺和装配件的装配工艺，以及加工制造过程中应使用的工装、模具，然后通过说数字化的制造技术，对据BOM建立各零件的制造工艺和装配件的装配工艺进行检验，发现其中的问题及时进行改进，从而提升汽车在设计中整体质量，将现代化的管理和汽车设计结合起来，促进汽车制造业的进步。
（二）在汽车焊接生产中的应用
汽车生产过程中，焊接车身的工艺是整个汽车生产的关键部分，需要工艺准确，通过数字化技术也可以将这方面的生产过程进行模拟，对整个生产线进行仿真，将所有的焊点、焊枪、机械手进行编号，并输入到系统中，这样就可以在计算机技术下对整体的流水线进行模拟，在计算机环境下对数据进行观察，发现问题及时进行优化，不断的解决流水线中可能出现的问题，从而将整个生产线进行科学的管理，保证生产质量，不会在焊接中出现突发的情况，保证整体的工艺质量水平。
（三）在汽车涂装中的应用
涂装是工艺是汽车加工过程中重要的环节，涂装对前处理、电泳、喷涂、面漆等工序的参数控制要求非常高。在进行涂装的过程中借助数字化技术可以将涂装的整体生产速度进行提升及过程工艺参数有效控制。传统的涂装工艺容易出现在因温度、时间等不足导致油漆质量问题以及油漆喷涂不均等问题发生。因此采用数字化的手段进行模拟可以对喷涂进行更加科学化的处理，提升涂装过程的工艺质量，并且在进行喷涂过程中可以针对不同的车型采用多种喷涂技术进行模拟，提升喷涂技术的科学质量，增加实际的使用效果。
（四）在汽车总装中的应用
汽车总装在编排过程中按照先后顺序，由内到外，进行逐层覆盖性装配。在过程中，对于每个工段装配覆盖件，必须要考虑过程装配质量，如同系统的零部件在同一组装配，对于整车物料传统上会归类为内饰件等，通过数字化技术进行零部件系统细化分组与ERP、MES系统结合。在下单生产任务单后，系统自动根据BOM配备物料清单，将系统零部件安排在同一地点装配，在装配过程中避免错漏装发生，同时对每个零部件进行编号管理，确保整车与零部件追溯性。通过数字化技术的运营可以实现对总装过程质量问题实时监控，对每个工序质量问题实现分类统计及自动形成质量报表，为现场质量改进提供第一手数据。从而全面的将汽车总装的质量进行提升，使得整体的管理更加的优化，保证整车出厂质量。
三、汽车质量管理中数字化制造技术发展前景
目前数字化技术在汽车质量控制中使用逐渐得到普及，并且贯穿到从生产、制造到销售的各个方面，但是具体的使用中还是存在一些技术不成熟的情况，例如虽然在生产过程中仅仅是对零件组成配比进行分析，但是元件组合之后的一些数据对比不清晰。在进行汽车装配的过程中虽然模拟了车门，但是对于前车灯以及挡风板没有进行模拟。因此今后的发展中应该对这方面的问题进行改进，采用数据化技术对汽车生产的各个步骤进行全面的分析。企业在进行数字化发展的过程中也应该充分的重视技术革新的重要性，积极的引进新的技术设备，将其作为企业发展战略，制定适宜的中长期计划和短期计划，将理论和实践紧密的结合起来，由点到面的对技术进行提升，并积极的进行技术创新，从投入人力最多工序最复杂的区域发展，让节省成本起到立竿见影效果，为企业发展数字化树立强心剂。
结束语
汽车质量控制中的数字化制造技术在实际使用中取得较好的成果，提升了汽车各个环节的质量，由此可见数字化技术应用到汽车质量管理中是必然趋势，也是目前应对汽车市场激烈竞争的必然选择。因此企业加快数字化工厂建设，不断的提升自身的科技能力，这样才能在激烈的环境下更好的生存。
参考文献
[1] 刘润雪.汽车质量管理中数字化制造技术的运用分析[J].经营管理者，2015，（12）：228-.
[2] 王燕萍.数字化制造技术在汽车质量管理中的应用[J].汽车工艺与材料，2012，（7）：12-16.
[3] 刘润雪，薛娅坤.汽车质量管理中数字化制造技术的运用分析[J].经营管理者，2015，12：228.
关键词 数字化 检测 数据 管理 快速
中图分类号：TP873 文献标识码：A
随着世界飞机制造业的高速发展，客户对产品的需求也向多样化、多品种的方向发展，为满足客户要求，飞机制造企业必须具备快速研制和快速迭代的能力。传统的飞机制造模式已很难适应未来发展的需求，必须有一种新的制造技术来替代，这就是飞机数字化设计制造技术。
飞机数字化设计制造技术是以美国为首的西方发达国家在20世纪80年代后期采用的一项新技术。本技术将三维产品制造信息与三维设计信息共同定义到产品的三维数模型中，代替二维图样，直接作为制造依据，实现了产品设计、工装设计、零件加工、部件装配、零部件检测检验的高度集成、协同和融合，开创了飞机数字化设计制造的崭新模式，数字化设计制造技术已经成为了飞机的主要研制手段。
为适应数字化条件下产品快速高精度验收和数据有效传递的需求，我们必须对数字化检测技术进行专门的研究，近几年，我国在数字化检测技术研究方面有了较大发展，但与国际先进航空制造业的数字化检测技术水平相比，仍存在相当大的差距。我们只是热衷于购买一些先进的测量的设备，在局部的一些点上干出一定的成绩，而没有从全局角度来考虑如何发展数字化检测技术，没有考虑如何合理经济地配备并使用测量设备，没有考虑如何对测量数据进行有效的分析和利用，也就是缺乏数字化检测技术基础性工作的专题研究，我们只有从数字化检测技术的基础工作踏踏实实做起，循序渐进地发展，使数字化检测技术变成一种文化，变成一种习惯，最后才能发展到真正意义上的数字化检测。
一、在数字化检测方面应该做好哪些基础工作
（一）应把数字化检测的理念融入到产品设计、工装设计和工艺设计过程中。
设计模式往往可以决定制造体系的模式，要实现真正意义上的数字化检测，就必须把数字化检测的理念融入到产品的设计过程中。设计人员必须把设计基准、关键装配尺寸、辅助测量点、标注的注释、尺寸公差、容差分配、状态协调、测量点等关系到数字化产品检测的要素通过数字模型准确地表达出来。并做统一的规定和说明，形成一套专门的标准和手册，用于指导检验人员准确全面地识别检测要素，保证产品的正确验收。另外，工艺人员在进行工艺策划和工艺规程的编制时，要与设计人员进行充分地沟通，要把工艺文件中的一些制造信息如飞机分离面的确定等及时反馈给产品设计、工装设计人员，使产品设计和工装设计尽量与生产实际相符合等便于操作人员和检验人员能准确全面地识别出相关的设计信息，对一些在测量时很难确定基准的零件（如钣金件），工艺人员要及时与设计人员沟通，在设计时可在这部分产品上设计一些辅助测量基准。工艺人员在进行工艺规程编制时，要合理地设置检验工序，并选取合理的检测工具，把检测要素准确完整的表达出来，在考虑测量精度的同时，也要充分考虑生产效率和经济性因素。
（二）数字化检测技术应与生产实际与制造水平相适应。
数字化检测工作应与生产实际与制造水平相适应，对一些高精度复杂零组件，在制造精度可保证的前提下，我们尽量采用一些高精度的自动测量设备来进行检测，以满足其检测要求；对于一些制造水平无法满足设计精度要求的产品，如一些薄壁易变形的钣金件、复合材料零件，我们首先要做的是提高制造精度，而不是刻板地在其上面推行一些高精度测量技术；对一些数量少、结构简单、精度较低的零件，我们一般采用常规的测量手段即可；对于一些需求量特别大的简单零件如螺栓、铆钉类，建议在专用的检测设备上对多件零件同时进行测量；对于一些铸造和锻造毛坯件，在入厂验收时，也建议在这些件上选取一些特征点，采用简便的数字化测量设备进行检测，以快速判断是否可满足后续的加工要求，避免投产后造成不必要的损失。
（三）建立基于质量产品结构的集成质量管理系统。
应建立基于质量产品机构的集成质量管理系统，开发集成质量管理系统的共享平台，检验人员可在生产现场适时把采集飞机检测数据，并建立检测结果与质量产品结构的关联关系，纳入集成质量管理系统进行有效的管理，在此基础上形成飞机的质量档案，真正实现检验数据的高度共享和科学的管理。
（四）加强数字化检测技术的培训工作。
在传统的飞机设计和制造过程中，检验人员一般以二维图纸和工艺文件为检测依据，采用通用工具测量，这种工作方式在检验人员的头脑中已经根深蒂固，要他们在短时间内完全接受和适应以三维数模为依据并采用大量先进自动检测设备来进行检测的方式，难度很大，还需要一定的过度期。因此，我们必须对检验人员进行大量有关数字化检测理念与技术的培训工作，通过日积月累，让他们从根本上接受并适应数字化检测的这种工作模式，并具备一定的识别与操作能力，从中体会到这种改变所带来的乐趣。
二、结束语
我们只有从头做起，从数字化检测技术的基础工作做起，一步一个脚印，循序渐进进行发展，我国的数字化检测技术才能得到快速发展，才能适应数字化设计制造技术高速发展的需要。
（作者单位：沈阳飞机工业（集团）有限公司）
参考文献：
[1]苏春.数字化设计与制造.机械工业出版社，2009.
[2]吕琳，胡海明.浅谈数字化制造技术.机电产品开发与创新，2009.
西方发达国家在飞机研制过程中率先全面应用了数字化技术，取得了缩短飞机研制周期，提高研制质量，降低研制成本的显著成效。波音777是全球第一个采用全数字化定义的飞机，波音737-700飞机实现了研制过程的数字化管理和控制，2002年首飞成功的美国第四代战斗机F-35，在数字化管理和控制的基础上，采用了优势企业（中心）联合的研制模式。西方发达国家在飞机数字化研制道路上走过了“产品数字化定义”、“过程管理数字化”、“优势企业中心联合”三个主要发展历程，形成了比较完善的全新的飞机数字化研制体系，从根本上改变了飞机制造业传统的设计和制造模式，并取得了显著的应用效果。（见图1和表1），数字化技术及其应用已日益成熟，代表了飞机制造业的发展方向。
在上级机关的领导和支持下，中国航空工业通过实施飞机制造业数字化工程，以打通数字化生产线为主线，以并行产品数字化定义为核心，打通了飞机/直升机数字化设计制造主流程，从根本上变革了飞机设计、试验、制造和管理的模式、流程、方式、方法和手段，形成了数字化生产方式，初步建立了飞机数字化研制基本体系，大幅度地缩短了飞机型号研制周期，降低了生产成本，提高了产品质量。
飞机数字化研制基本体系
体系是由若干个相互关联、密不可分的要素组成的一个整体。飞机数字化研制基本体系由数字化设计等九大要素组成，各要素在飞机研制过程中的位置、作用及关联关系见图2。
数字化设计、试验仿真、制造、管理构成了飞机数字化研制体系的主线，而基础数据库、飞机设计/制造标准规范和政策法规构成了飞机数字化研制体系的基础；中间的数字化支撑环境和软件系统将各类要素联系在一起，集成各类应用系统和网络，为飞机数字化研制提供支持协同设计制造的协同工作平台，实现飞机数字化研制的信息沟通、单源数据管理和并行过程控制。
通过构建飞机数字化研制基本体系，中航工业主机厂、所形成了“一个平台，七个中心”的数字化建设成果，全面支撑了数字化设计、制造主流程和仿真试验辅流程等全新的飞机数字化并行协同研制模式。见图3所示。
一个平台
较大规模的厂、所数字化协同平台。厂、所数字化协同平台是以产品设计、工艺设计、产品数据管理、物流管理系统为核心，是航空企业从事产品设计、工艺设计、工装设计与制造、生产管理等各类数字化研制业务的协同工作环境和信息集成、平台。是数字化设计管理的基础设施，它通过建立强壮的网络连接和提供完善的网络服务，整合企业内外的各种信息资源，保证设计、制造、管理信息流的通畅流动，实现产品设计制造的数据集成、功能集成和过程集成，形成支持跨厂所的产品设计制造协同工作环境，是飞机数字化研制体系的重要组成部分。
平台主要由三维设计软件、产品数据管理软件，工作站、服务器，连接厂所千兆网络等组成。可供全体飞机数字化设计制造人员同时按并行协同的方式，完成全机产品数字化定义和制造生产数据的有效组织和传递。见图4所示。
七个中心：
功能/性能仿真中心，是基于功能/性能数字样机，通过数字化仿真试验手段，在产品设计阶段早期就替代、减少和简化部分物理试验（实物、半实物试验），通过仿真迭代使产品的功能和性能逼近设计指标，逐步走向成熟。
数字样机装配、仿真中心，用以部分取代实物样机设计协调。确保装配设计数字样机评审结果的真实有效。通过虚拟拆装、人机工效等先进的三维仿真手段对装配过程进行预演，检验产品的可装配性、可维护性和工艺性。使得在型号研制中采用全新的三维数字化手段和逼真的立体图像进行设计装配和协调，替代了过去飞机研制采用的木质或金属实物样机。为详细设计、发出飞机生产图样打下基础，见图5所示。
工艺仿真中心，主要通过虚拟制造环境，集中开展主要专业制造过程（如装配、机加、钣金、复材、焊接等）的模拟仿真，对产品制造过程中的技术关键进行分析和预测，提前发现可能存在的工艺问题并优化工艺设计，使工艺方案更科学、合理。如图6所示。
产品数据管理中心和制造数据管理中心（型号数据中心），由产品数据管理系统和支撑的服务器硬件组成，并通过二次开发和系统集成，将设计数据、分析数据、工艺数据、工装数据以及各类基础数据库等按不同需求物理异地存放，逻辑统一管理，支撑并行协同研制过程，解决型号研制过程对产品数据共享和流程控制的需求，实现单一产品数据源。
物料配送中心，按照数字化的生产组织管理方式要求，对生产物料进行集中管理和配送供应，按照生产作业计划组织进行工装工具、毛料、零件和标准件的即时配送管理，实现主要生产过程的流程并行。不仅保证按计划进行生产，同时能够实现对物料的统一仓储规划、实现系统化作业管理和规范化库存管理生产管控中心，负责生产计划指定和设备有限能力的平衡，实现按照架次交付计划进行生产计划的优化排序，实现生产计划编制、下达、跟踪和反馈全过程的动态管理和控制。从而促使飞机制造企业由传统的按完成项目百分比考核进度、手工对账方式统计缺件等粗放的管理方式，向准确、具体、信息反馈及时的生产计划与管理模式转变。
在飞机数字化研制基本体系建设过程中，突破了九项重大关键技术：
1） 飞机数字化研制模式及并行协同流程关联技术；
2） 成熟度控制下的并行产品数字化定义技术；
3） 用于并行产品数字化定义的组织模式和管理技术；
4） 数字样机与虚拟现实融合技术；
5） 面向制造的全机产品数字化定义技术；
6） 跨厂所并行协同工作平台和产品数据单源管理技术；
7） 飞机总体方案多专业关联设计技术；
8） 统一模型关联和参数化模块化快速设计集成技术；
9） 基于模型定义的全三维设计制造技术（MBD技术）
结合型号研制应用，初步实现了方式、方法和手段的七大变革，显著缩短了新机研制周期、提高了生产效率和质量、降低了成本。
1）并行产品数字化定义取代了传统设计/制造串行；
2） 数字样机取代了实物样机设计协调；
3） 开展了部分飞机系统的数字试验仿真，简化或减少部分物理试验，加速产品设计迭代过程；
4） 数字量协调传递为主的制造技术体系取代标准样件-模线样板工作法，取消大量模拟量工装；
5） 打通了机加、钣金、焊接、直升机装配等部分数字化生产线，实现数字化制造取代模拟量制造；
6） 部分工艺数字模拟和仿真试验取代工艺试切和试验；
[关键词]数字制造；离散化；数字化；建模
中图分类号：P231.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）40-0359-02
1 数字制造的概念
1.1 数字制造的内涵与定义
数字制造被认为是一种可以减少生产时间、成本，而且可以照顾用户的个性化需求、提高产品质量、加快对市场的反应速度的技术。大的汽车和飞机生产商在探索利用先进的三维虚拟软件、虚拟现实技术以及产品生命周期管理系统（PLM）的数字制造，它不仅帮助制造过程的实施，也有利于在产品开发阶段了解产品是否能在可承受的成本内制造。数字制造是在计算机和网络技术与制造技术的不断融合、发展和广泛应用的基础上诞生的，其内涵是：（1）以CAD/CAM/CAE为主体的技术；（2）以MRP Ⅱ（Manufacturing Resources Planning，制造资源计划）、MIS（Management Information System，管理信息系统）、PDM（Product Data Management，产品数据管理）为主体的制造信息支持系统；（3）数字控制制造技术。数字制造技术是数字化技术和制造技术融合形成的，且以制造工程科学为理论基础的制造技术的重大革新，是先进制造技术的核心。数字制造的定义，指的是在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下，根据用户的需求，迅速收集资源信息，对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组，实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造，进而快速生产出达到用户要求性能的产品的整个制造过程。也就是说，数字制造实际上就是在对制造过程进行数字化的描述而建立起的数字空间中完成产品的制造过程。
1.2 几种数字制造观
1.2.1 以控制为中心的数字制造观
数字制造的概念，首先来源于数字控制技术（NC或CNC）与数控机床，这是数字制造的重要的基础。随着数控技术的发展，先后出现了对多台机床用一台（或几台）计算机数控装置进行集中控制的直接数字控制（DNC） ，可以加工一组或几组结构形状和工艺特征相似的零件的柔性制造单元（FMC），以及将若干柔性制造单元或工作站连接起来实现更大规模的加工自动化就构成了柔性制造系统。以数字量实现加工过程的物料流、加工流和控制流的表征、存储与控制，这就形成了以控制为中心的数字制造观。
1.2.2 基于产品设计的数字制造观
正如数控技术与数控机床一样，CAD的产生和发展，为制造业产品的设计过程数字化和自动化打下了基础。将CAD的产品设计信息转换为产品的制造、工艺规则等信息，使加工机械按照预定的工序和工步的组合和排序，选择刀具、夹具、量具，确定切削用量，并计算每个工序的机动时间和辅助时间，这就是计算机辅助工艺规划（CAPP）。指出数字制造近年来还融入了CAPE（Computer Aided Production Engineering），这是一种新的计算机辅助工程环境，制造过程的环境信息可以被工程师应用到今后的制造系统及其子系统的设计和实施。
1.2.3 基于管理的数字制造观
从数字制造的概念出发，可以清楚地看到，数字制造是计算机数字技术、网络信息技术与制造技术不断融合、发展和应用的结果，也是制造企业、制造系统和生产系统不断实现数字化的必然。在数字制造环境下，用户和企业在广域内形成了一个由数字织成的网，个人、企业、车间、设备、经销商和市场成为网上的一个个结点，由产品在设计、制造、销售过程中所赋予的数字信息成为主宰制造业的最活跃的驱动因素。
另一方面，数字制造包含了以控制为中心的数字制造、以设计为中心的数字制造和以管理为中心的数字制造。当前，网络制造是数字制造的全球化实现，虚拟制造是数字工厂和数字产品的一种具体体现，而电子商务制造是数字制造的一种动态联盟。
2 数字制造的本质和核心问题
数字制造的本质是制造信息的数字化，而数字化的核心则是离散化。其本质是如何将制造的连续物理现象、模糊的不确定现象、制造过程的物理量和伴随制造过程而出现和产生的几何量、企业环境、个人的知识、经验和能力离散化，进而实现数字化，即是将它们表示为计算机可以识别的模式。
离散化和数字化的过程，将涉及一系列理论基础问题，计算制造学是最核心的理论基础。这里，计算制造学就是建立各种制造计算模型，对产品进行数字化表征与传递、建模与仿真，这是计算制造学的关键技术，也是数字制造的基础和核心科学问题。
3 数字制造的建模方法
数字制造系统的建模对象涉及到广义的制造过程，包括制造环境、制造行为和制造信息。数字制造系统的目标，就是要在数字化的环境中完成产品的设计、仿真和加工。即接到定单后，首先进行概念设计和总体设计，然后是计算机模拟或快速原型过程，直至工艺规划过程、CAM（computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造）和CAQ（Computer Aided Quality，计算机辅助质量管理）过程，最终形成产品。
下面重点介绍这一过程中的基于物理的建模与仿真这一环节。
建模与仿真可广泛用于产品开发过程，包括方案论证、设计、分析等各个阶段[9]。在这个过程中，常常需要把现有的对象融入虚拟环境中。例如，机器人是一种综合了机、电、液的复杂动态系统，通过计算机仿真可以模拟系统的整体状态、性能和行为。揭示机构的合理运动方案及有效的控制算法，从而避免或减少机器人设计划造以及运行过程中的问题。目前新产品的设计和制造规划越来越多地借助于计算机仿真来实现。
近年来，数字样机（Digital Mock-up）技术成为产品开发中的一个研究热点。数字样机就是把CAD基于物理的建模、仿真和产品全生命周期管理系统综合起来，形成一个虚拟产品开发环境，使产品开发人员能够在这种环境下策划产品、设计产品、预测产品的运行性能特征以及真实工况下可能具有的响应，从而减少设计迭代的次数，减少甚至取消制作物理原型样机，以改善设计，有效地缩短产品的开发周期。支持产品开发的建模与仿真是一个十分复杂的系统，需要许多单项技术的支持。但同时也存在许多共性问题如三维建模、约束运动学相动力学分析、计算算法相求解等。在建模仿真系统研究与开发中，可以采用基于商品化软件平台二次开发的策略，把研究集中在可制造性分析和产品物理性能建模等方面。在产品的设计过程中，数字样机可根据需要随时改变，以满足测试与评估的需要。数字样机为面向技术要求、制造性能、可维护性的设计提供了集成可视化、虚拟环境和虚拟原型技术的计算平台。
4 数字制造应用实例
4.1 需求分析
平面二次包络环面蜗杆副（简称平面二包蜗杆副）有着优良的传动性能，但这些优良性能必须以较高的制造精度、安装精度来保证。长期以来，平面二包蜗杆副都采用对偶范成法加工，这种加工方法由于工艺复杂，难以解决精度差的痼疾，且制造成本高、使用寿命短，这限制了平面二包蜗杆副的推广普及。在数字化时代，必须应用全新的数字制造模式来解决平面二包蜗杆副制造的瓶颈。在此模式下，只有在保证最优设计指标的基础上，采用先进的制造技术才有可能完成最优的实体型面加工。
4.2 数字制造方案
制造信息是贯穿制造全过程的精髓，制造信息的产生、处理、传递和应用是决定产品制造敏捷性、精确性、经济性的关键因素。在信息驱动型制造业中，制造信息的数字化是数字制造的前提条件。平面二包蜗杆副的制造信息数字化应包括两方面内容：①蜗杆副实体的三维数字化建模；②数字化制造工艺规划。数控加工是数字制造的最终目标。在传统生产模式下，平面二包蜗杆副必须使用专用机床加工，这是制造成本高的根本原因。在数字制造模式下，只要获得蜗杆副型面的精确数学模型，就可使用通用数控机床对不同模数、不同中心距的蜗杆副进行统一加工。具体的实施方案如下。
4.2.1 平面二包蜗杆副的数字化造型
平面二包蜗杆副蜗轮齿面形状复杂，用虚拟加工的造型方法虽然可以获得蜗轮齿面，但往往精度不高。NURBS方法具有表示与设计自由型曲线曲面的强大功能，是形状数学描述的主流方法之一。由于蜗杆副啮合型面理论接触线方程已获得严格数学推导，因而啮合型面的造型可以认为是已知数学模型的自由曲面造型。在进行蜗轮真实齿面的造型时，可基于经典的齿面啮合理论，针对真实齿面啮合分析的特点，由NURBS齿面上的拓扑离散数据点构造齿面曲线，再由齿面曲线构造插值曲面，实现参数化NURBS自由曲线曲面理论与经典啮合理论的有机结合，在此基础上建立面向几何又有严格数学支持的蜗轮齿面数学模型。
在完成啮合型面造型之后，整个型面可以用统一的参数方程加以描述。利用这个参数方程可以计算齿面上任意点处的型值，并以此构成啮合型面关系数据库，这就为数控加工提供了数据基础。
4.2.2 平面二包蜗杆副数字化工艺规划
平面二包蜗杆副在数控加工环境下的工艺过程包括毛坯的选择、各表面最终加工方法的确定、制订工艺路线、工序设计等步骤。针对平面二包蜗杆副这种目标明确的产品，使用基于成组技术（GT）的派生式工艺生成系统。
接下来是对平面二包蜗杆副的数控加工，采用数控车床、磨床加工蜗杆，蜗轮齿面直接采用多坐标联动数控机床直接控制球头铣刀加工出近似蜗轮齿面。在平面二包蜗杆副的误差检测阶段可采用全数字检测：用三坐标测量仪扫描蜗杆副实际齿面，将测量数据输入计算机；然后，基于测量数据进行蜗杆副实体的计算机重构；最后，将重构型面与计算机仿真理论型面进行比较，可获得实际加工误差。
5 结语
制造信息的数字化是数字制造的本质和前提。本文以在传统模式下设计、加工复杂，难以适应市场快速多变要求的平面二包蜗杆副为例，将平面二包蜗杆副的制造信息数字化――包括建立其实体啮合型面关系数据库和基于成组技术（GT）派生数字化工艺规划。采用数字制造技术可以提高对市场反应的速度，满足个性化的需求。
参考文献
关键词：数字化电视节目制造
随着信息技术网络的一日千里和我国社会主义市场经济的不时开展，我国有线电视面临着绝后的压力和应战，传统的模仿电视传输管理形式曾经成为有线电视开展的瓶颈，完成有线电视数字化是有线电视开展的必然趋向。
1、数字化电视节目制造的开展
1.1全面数字化。数字化技术不只是运用到电视制造的单一环节中，更重要的是，它参与了从节目的前期准备到完成节目制造的全过程。这不只呈现了数字摄像机、录像机二特技机、切换台等大批运用数字技术的设备，而且大范围的、整体性的数字电视节目系统也日趋完善，呈现了全数字电视演播室、全数字电视转播车、数字紧缩的卫星新闻采集转播车(DSNG)、数字空中播送(DVB)、数字卫星直播(DTH)等。
1.2虚拟化。计算机、多媒体技术与数字电视技术相分离，产生了非线性编辑系统和虚拟演播室系统。虚拟演播室技术，将计算机与电视技术分离起来，能提供逼真的虚拟空间，将计算机制造出来的背景图像与演播室拍摄的人物圆满地分离在一同，从而制造出传统设备无法表现的节目，将人物置于千变万化的虚拟三维空间之中，丰厚了电视屏幕。
1.3网络化。多媒体网络技术的呈现，为数字教育电视节目制造、播出网络化提供了条件。为了进步工作效率，到达资源共享，能够将多台非线性编辑系统、虚拟演播室系统、动画工作站、音频工作站等各类以计算机为操作平台的系统组成网络，成为一个小局域网的子系统。完成计算机设备、多媒体设备的互联和信息交流共享，并支持虚拟网络之间的信息交流。
1.4信息化。数字化和网络化只是工具，信息化才是目的。信息业务的三大媒体通讯、播送和计算机正因播送电视数字化而最终交融，使多种业务能在各种通道中传送。而电视通道有可能成为一切信息业务抵达家庭的最佳途径。信息业务将会发作很大变化，不再是简，单的声音、图形、图像，而是多种格式和媒体的组合。增强信息源建立，发挥播送电视在节目方面的优势，树立播送影视音像数据库和视频点播节目库，普遍开辟交通、金融、气候、教育、培训、电子商务等多个范畴的信息源。
2、数字化电视节目制造环境
数字电视技术的开展，计算机技术的开展，大容量磁盘存储媒体的呈现，数字视频紧缩技术的普遍应用，对电视节目的制造产生了宏大的影响。以数字系统为根底的制造环境是图像、声音及有关信息统一作为数字数据处置，同时一些根本工作如选材、合成和编辑都是以综合方式来完成的。宽带互联网的呈现将能够经过互联网采集节目内容。数字信号的记载媒体也由单一的磁带记载转化为磁带、磁盘、光盘存储的多元化的媒体存储方式。图像、声音直接作为数字数据记载在效劳器上；外景素材存储在磁盘存储器中，然后传送到效劳器上。计算机工作站的介入，突破了由切换台、特技机、编辑控制器一统天下的节目制造形式，特别是以PC为中心的多媒体非线性制造方式的逐渐成熟，使得电视节目后期制造变得愈加多样。电视节目后期制造系统逐渐由模仿制造系统转化为数字重量制造系统。电视的制造的虚拟技术将得到普遍的应用，高明晰度电视更需求虚拟背景。
数字化电视节目制造环境对目前的电视节目制造人员提出了更高的请求。数字化技术的开展加深了影视艺术和技术两者之间的依存关系，如电脑图像技术和数字音频技术的普遍应用和开展，带来的不只是单纯的技术制造办法上的革新，还有艺术创作范畴的创新。对艺术创作人员请求不只需求具有极高艺术的创作灵感，同时还需求熟知制造的技术手腕，具备丰厚的经历和技艺，参与到节目制造技术中去。专业技术人员应该是具备一定的工程才能、具备数字技术方面的专业才能、控制最新的技术意向、具有足够的技术程度，能见机行事地把技术新成果应用到系统上去的系统工程师。节目制造技术方面的主要担任人应该对节目的内容有比拟深化的理解和投入，将各种不同专业学问融会贯穿、能停止各种节目制造的复合型人才。
3、数字化电视制造系统——非线性编辑系统
关键词 数字化协同设计；PDM；应用
中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2015）09-0036-01
随着计算机和网络技术的发展，在设计领域，数字化协同设计将是发展趋势，也是互联网+的一种实现。PDM则是数字化协同设计的重要实现方法。PDM发展较早，它与现代互联网技术结合，可以作为数字化协同设计的重要实现手段，为数字化协同设计提供有力的技术支持，保证数字化协同设计取得积极效果。基于这一认识，我们应认真分析PDM与数字化协同设计的概念和内容，并深入探讨PDM在数字化协同设计中的应用，重点从构建PDM数据库和构建新的产品开发平台两个方面入手，分析PDM在数字化协同设计中的应用效果，为数字化协同设计提供有力支持。
1 数字化协同设计和PDM的主要概念和内容
数字化协同设计DCD（Digital Cooperative Design）是由计算机图形学、远程会议系统、并行工程、多媒体技术、互联网技术、图形与图形通信和协作信息管理系统等多学科知识集成的系统技术。协同设计从根本上改变了传统单机作业的设计方式，在分布式协同设计环境下，设计人员可以在产品开发的过程中寻找合作，借助于系统提供的功能共同完成设计。
PDM（Product Data Management，产品数据管理）技术出现于八十年代初期，大多是由各CAD供应商推出的配合CAD产品的系统，主要局限在工程图纸的管理，解决了大量工程图纸、技术文档以及CAD文件的计算机管理问题。这是第一代PDM产品。随着PDM技术的发展，目前PDM产品已经发展到了第三代，无论是技术成熟度还是对数字化协同设计的支持，都比第一代产品有明显的优势。因此，正确分析PDM技术，并掌握PDM技术，对推动数字化协同设计发展和提高设计质量具有重要作用。由此可见，正确分析数字化协同设计和PDM技术的概念和内容，对推动PDM在数字化协同设计中的应用具有重要作用。
2 PDM在数字化协同设计中的应用，应构建PDM数据库
PDM作为所有产品知识的唯一数据源，提供了丰富的知识查询手段，特别是对部件和文档的分类管理，使PDM 真正成为了一个能够读解数据含义的业务知识系统，使得PDM远远超出了普通的文档服务器（File Server or FTP）以及VSS这样的协同控制领域，成为最接近知识管理的应用系统。具体应从以下几个方面
入手。
1）将PDM作为搭建数据库的主要技术。考虑到PDM技术的优越性，以及PDM技术对数字化协同设计的作用，在数字化协同设计过程中，积极构建PDM数据库是十分重要的。结合当前数字化协同设计实际，将PDM作为搭建数据库的主要技术，对提高数据库构建质量和满足数字化协同设计需要，具有重要作用。因此，应掌握PDM技术特点，并根据数字化协同设计的实际需要，利用PDM技术，构建数字化协同设计所需的数据库。
2）根据数字化协同设计的现实需要，构建PDM数据库。在了解了PDM技术之后，我们应认真分析数字化协同设计的需求，并根据数字化协同设计的现实特点，利用PDM技术构建数据库，将该数据库作为数字化协同设计过程中的重要数据支撑手段，提高PDM的应用性，为数字化协同设计提供更加完善的数据支撑，最大程度的满足数字化协同设计需要，为数字化协同设计提供有力的支持。
3）把握正确的构建原则，提高数据库的实用性。鉴于PDM技术的优点，以及PDM技术在构建数据库中的作用，在构建数据库过程中，我们应把握正确的构建原则，即把握准确性原则，做好技术选择，把握全面性原则，保证数据库能够起到积极作用，把握有效性原则，保证数据库在实际使用中能够达到预期目的，提高数字化协同设计的整体质量。因此，把握正确的构建原则，并提高数据库的实用性，对PDM技术应用具有重要作用。
3 PDM在数字化协同设计中的应用，应构建新的产品开发平台
PDM建立了一个产品开发的平台，使企业能够运用并行工程（Concurrent Engineering）的原理，使产品在设计阶段就包含产品相关的各个部门，如设计、工艺、制造、采购等，能够让各个部门协同工作。设计人员在初期就可以选用满足要求并且成本低的零部件，产品设计的缺陷（无论是影响产品性能，还是影响产品的可制造性）也可以被及早发现，从而减少了工程变更的次数，缩短厂产品的研发时间。基于PDM的这一优势，PDM在数字化协同设计中的应用，应构建新的产品开发平台。具体应从以下几个方面入手。
1）根据实际需要，构建新的产品开发平台。在PDM技术应用过程中，考虑到PDM对数字化协同设计的促进，构建新的产品开发平台，是解决数字化协同设计现存问题的重要手段。因此，PDM技术在具体应用过程中，应根据实际需要，构建全面新颖的产品开发平台，提高其针对性。
2）在产品开发平台的构建中，以满足数字化协同设计需求为准。为了保证产品开发平台的构建取得实效，在利用PDM技术构建产品开发平台过程中，应正确分析数字化协同设计的需求，并以满足实际需求为准，做好产品开发平台的构建，提供数字化协同设计的整体质量，提高PDM的应用效果。
3）优化设计流程，提高产品设计的合理性。构建新的产品开发平台之后，应将主要精力放在设计流程的优化上，通过对设计流程的优化，使产品设计的合理性得到全面提高，进而满足数字化协同设计的需要，最终达到提高数字化协同设计效果的目的，为数字化协同设计提供有力支持。
4 结论
通过本文的分析可知，PDM技术可以作为数字化协同设计的重要手段，为数字化协同设计提供有力的技术支持，保证数字化协同设计取得积极效果。基于这一认识，我们应认真分析PDM与数字化协同设计的概念和内容，并深入探讨PDM在数字化协同设计中的应用，重点从构建PDM数据库和构建新的产品开发平台两个方面入手，分析PDM在数字化协同设计中的应用效果，为数字化协同设计提供有力支持。
参考文献
[1]张新访.工程数据库系统的版本管理模型[J].华中理工大学学报，2014（2）.
[2]曹健，吴瑞珉，张友良.CSCW环境下协同设计的多版本问题及其管理策略[J].计算机工程与应用，2014（11）.
[3]于源，卢军敏，王小椿.基于多色图理论的PDM版本管理模型的研究[J].计算机辅助设计与图形学学报，2013（12）.
[4]于戈，宋宝燕，田文虎，等.现代集成制造中的工作流管理技术研究[J].计算机集成制造系统-CIMS，2014（6）.
关键词:逆向工程 模具数字技术
中图分类号:文献标识码:A文章编号:1007-9416(2010)05-0000-00
目前,模具的设计与制造与逆向工程技术结合的非常紧密,这正是模具设计与制造技术的发展方向。
1逆向工程技术
逆向工程技术是近几年迅速发展起来的一门新兴学科,也称反求工程。它包括形状反求、工艺反求和材料反求。但目前逆向工程技术研究较多的是基于零件实物样件的几何模型的反求,即从已有的物理模型或实物零件产生相应的CAD模型,进而对其进行改进设计和制造。在市场竞争更加激烈、产品技术含量不断提高、制造周期不断缩短的今天,逆向工程技术已越来越受到人们的重视。
2逆向工程及其实现过程
逆向工程常用于仿制过程。即必须对实物进行三维数字化处理,数字化手段包括传统测绘和各种先进的测量方法,将获得的三维离散数据作为初始素材,借助专用的曲面处理软件和CAD/ CAM系统构造实物的CAD模型,输出NC加工指令或用STL文件驱动快速成型机制造出产品或原型。
3三维数据的采集
在逆向工程中,准确、快速、全面地获取实物的三维几何数据,即对物体的三维几何形面进行三维离散数字化处理,是实现逆向工程的基础。数据的采集是指采用某种测量方法和设备测出实物各表面的若干组点的几何坐标,可以有多种方式进行数据采集。在表面数字化技术中,根据测量方式的不同可以将数据采集方法分为接触式和非接触式两大类。传统方法就是以三坐标测量机(CMM)为代表的接触式,也是实际工程中常用的方式,精度相对精确,但易于损伤测头和划伤被测零件的表面。
4逆向工程技术的应用
不同类型的数字化点,不管是人工测出的低密度数字化点,还是自动测出的数以百万计的数字化点,一旦这些数字化点在屏幕上显示出,设计人员可直观地交互建立起模型的特征线,这些特征线由设计人员选取一定顺滑精度的数字化点生成。由这些网络曲线作为曲面片的边界,软件自动生成与数字化点非常接近的顺滑曲面。最后,由专门的检测功能模块把所生成的曲面与所采集的数字化点进行比较。曲面自动重建的操作步骤:
(1)数字化点显示。多角度显示模型能使设计人员及时发现测量工作的精确程度。以数字化点为基础直接生成的模型能显示遗漏区域,以及不准确的数字化点,以便确定是否要重新测量数字化点。
(2)数字化点编辑。所有数字化点须经筛选或自由顺滑处理,以去除杂散点。从而提高数字化点精度。也可手工操作去除或加入数字化点。
(3)建立线框模型。以交互方式定义模型的特征线,使设计人员直接由设计的一组数字化点来完成,而没有必要一点一点地选取。
(4)曲面的生成。由线框模型生成一组曲面,面与面之间过渡约束(如曲线的相切、连续性等)由设计人员定义。这些曲面片被自动覆盖互数字化型面上,以尽可能与测出的数字化点相吻合。
(5)校核。CAD模型建好后,必须与实物模型进行比较,校核时自动件计算数字化点与生成曲面间的距离,结果以颜色级度偏差的形式显示,颜色的变化以距离的大小而变化。
(6)集成一体化。曲面自动重建模块可与曲面造型功能模块结合起来,随时为设计人员提供模型的设计、修改和曲面重建的强大设计功能。在现代工业生产中,大多数的工业产品需要使用模具,模具工业已经成为工业发展的基础。根据国际生产技术协会的预测,21世纪机械制造工业零件粗加工的75%,精加工的50%都需要通过模具来完成。 模具作为一种高附加值的技术密集产品,它的技术水平已经成为衡量一个国家制造业水平的重要评价指标。
5模具CAD/CAM系统专用化程度不断提高
随着模具工业的飞速发展以及CAD/CAM技术的重要性被模具界的广泛认可,近年来CAD/CAM开发商投入了很大的人力和物力,将通用CAD/CAM系统改造为模具行业专用的CAD/CAM系统,针对各类模具的特点,推出了宜人化、集成化和智能化的专用系统,受到了广大模具工作者的好评。
可在统一的系列环境下,使用统一的数据库,完成产品设计,生成三维实体模型,在此基础上进行自动分类,生成凸、凹模并完成模具的完整结构设计,能方便地对凸、凹模进行自动NC加工。
面向模具制造的模具总装设计专家系统,可自动为复杂注塑模、吹塑模创建模具结构及抽芯机构、自动产生分模面,加工信息被自动封装,并可直接输出到PowerMILL模块,自动产生加工程序。
6面向模具企业的CAD/CAE/CAM技术的系统集成方案
随着模具工业的科技进步和国际竞争的日益激烈,模具业对CAD/CAM系统的要求也从单纯的建模工具变为要求支持从设计、分析、管理和加工全过程的产品信息管理集成化系统。近几年来,有不少研究单位和公司都开发了面向模具企业的CAD/CAE/CAM系统集成方案,表现出较高的实用水平。
如上海交通大学国家模具工程中心在数字化制造、系统集成、反向工程、快速原型/模具以及计算机辅助应用技术等方面已形成了全方位解决方案的能力,能够提供模具开发与工程服务的业务,全面地提高模具企业的水平和产品质量。又如浙江大学旭日科技开发公司,能为企业提品设计、三维造型与NC编程、逆向工程、三坐标测量、模具设计与分析、技术培训以及模具CAD/CAE/CAM技术开发的全方位技术支持。北航海尔软件有限公司推出的CAXA品牌系列CAD/CAE/CAM软件也能够为用户提供有关模具工程的全方位解决方案。值得注意的是,国际著名的CAD/CAM技术集团正在努力把数字化分析产品集成到CAD/CAM平台中。由于数字化分析产品广泛应用于航空航天、汽车、电子、医疗设备和重型机械等领域。
制造商要求通过减少物理样机,提高产品质量来降低成本并加速产品上市,这种需求在模具制造业中尤为突出。因此在设计过程中加强前期的分析仿真,将有助于缩减对物理样机的需求量,并提高数字化设计的灵活性。有助于用户不断开发新产品,同时降低成本,缩短将产品推向市场的时间。因此,在模具CAD/CAM技术中集成数字化分析技术,获得完善的CAD/CAE/CAM解决方案,是目前的一个重要发展方向。
数字化产品开发应用技术它已经能覆盖从概念设计、详细设计、工程分析、数控加工、虚拟制造模拟到产品维护等各个产品开发和生产的流程。数字化产品开发应用技术的核心为三维计算机软件辅助设计。再配合产品数据管理系统 ( PDM ) ,制造业开始实施基于数字化技术的,完全优化的产品开发和制造流程。
近十年来,数字化技术在机械工程领域的应用技术不断推陈出新,新的技术的应用,推动企业以更快的速度推出更创新的产品,同行的回应又兴起新一轮的市场竞争。数字化和网 络技术正把这种循环的速度加快到人们想象不到的节奏。从使用图板到计算机二维绘图,从三维设计到电子样机,由数字化工艺流程设计到数字化制造,整个数字化产品开发技术逐步发展而成为数字化企业的核心。
参考文献:
[1]刘伟军.逆向工程―原理方法及应用.机械工业出版社,2008年10月.
[2]张荣清.模具设计与制造.高等教育出版社,2003年8月.
关键词：数字化技术；建筑；比利时安特卫普闸门项目
1 焊缝信息统计
比利时闸门业主需要对焊缝信息进行统计，要求项目部制作整个项目的焊缝信息清单。若人工方式完成此项工作，耗时较长，费用较高，为此项目部与研发人员共同探讨采用焊缝信息管理系统完成的可行性，经讨论，焊缝信息管理系统仅需做很小的改动即可满足比利时闸门焊缝信息清单生成的要求。最终通过焊缝信息管理系统协助比利时闸门项目部完成5万多条焊缝的清单生成和模型中焊缝信息的集成，圆满完成了业主的需求，增强了业主对业务能力的认可度。
2 数字化制造技术研究
（1）通过完全自主开发实现基于tekla软件的二次开发，能够实现焊缝的设计、制造、检验等信息在三维数字化模型中的高度集成。（2）通过焊缝坡口库的创建，能够按照制定规则自动生成焊缝编号，生成焊缝信息数据库。（3）实现焊缝按类型筛选、修改和统计的功能，便于对焊缝进行精细化管理。（4）通过焊缝地图的自动生成功能，实现焊缝检验申请单自动生成，焊缝检验结果的便捷录入。（5）采用有限元分析技术对比利时闸门和钢桥的结构进行重要的转运和吊装计算，保证结构自身及施工的安全。
而这项工作为其带来的技术经济指标如下：（1）焊缝信息管理
具有全面化、集成化、可视化和自动化；（2）通过对模型中所有焊缝的长度，面积，重量等信息的分类统计，与原合同数据进行对比可快速计算焊缝变更量；（3）改变以往统计焊缝的方式，采用电算化处理，准确、快速；（4）满足业主提出的焊缝信息统计的要求，预计为项目争取合同外变更合同额170万美元。
3 数字化制造技术在比利时闸门项目中的应用
建筑行业的BIM技术应用已经很成熟和广泛，钢结构制造中也越来越多要求进行BIM技术的应用，BIM技术的基础就是数字化模型的建立，数字化制造技术的应用可以实现工艺制造信息、焊缝设计信息、计划进度信息等制造信息在数字化模型中的集成，是BIM技术的应用的基础核心技术。数字化制造技术的研究为公司后续推行BIM技术奠定坚实的基础。
钢结构详图设计软件逐渐从二维转向三维，目前钢结构行业中比较常用的三维软件有Tekla， revit，Solidworks， Pro/E等，但是无论哪个软件，在建模阶段都很难对焊缝信息进行有效管理，特别是在焊缝编号、焊缝信息统计方面都或多或少存在缺陷。这对后续的焊材采购、车间生产、质检控制方面都带来了不少麻烦。目前国内外钢结构企业较为常见的做法为：
（1）焊材采购方面。根据类似项目按钢结构吨位对焊材进行预估。焊材实行分批采购，后续不断进行修正。这种方式对订货人员提出了较高的要求，而且采购量到最后往往都偏大。（2）焊缝追踪方面。通过手工在模型外编制焊缝地图，然后将图纸和编号传递给质检部门使用。这种方式费时费力、信息传递性差、逆向查询性差。（3）车间生产方面。根据施工图纸中标注的信息和焊接工艺评定来完成坡口准备、装配、焊接、探伤工作。最后将这些信息与焊缝编号对应，填入表格。这种方式在实际车间使用时质检员需要参照图纸、焊缝地图、焊接工艺评定等多份文件，工作量大、效率低、出错率高。（4）施工队结算方面。目前主要根据项目类型、按吨位进行结算。这种方式较为粗放，对工作量的计算不够精准。
焊缝信息管理在钢结构项目中是一个工程量较大，耗费人工时较大的工作。采用二维绘图的项目进行焊缝信息的整理和统计更是难上加难的事情，数万条焊缝需要进行编号、坡口类型、计算焊缝长度、标识连接零件、注明检测要求等工作，几乎要花费数月时间投入多人才能完成。
在Tekla三维建模软件的基础上，通过API接口采用C#编程技术，结合SQL Server数据库，开发焊缝信息管理系统。通过基于数字化技术的焊缝定义和编号技术开发，实现对Tekla模型中每一条焊缝进行编号，编号具有唯一性和可追溯性，并且能在模型中进行相应的定位。通过自定义坡口数据库模块的开发，实现焊缝的坡口型式、焊缝类型、焊接方法和检验要求等信息在三维数字模型中的创建。通过焊缝信息管理模块的开发，实现对焊缝长度、焊缝种类、耗材量和焊接工时等的统一管理。将工作量大、效率低、出错率高的统计工作，采用计算机来实现自动化，提高效率、保证准确性。通过自动绘图模块的应用，自动生成焊接检验用的焊缝地图。
该技术预期产生的效果如下：（1）焊材采购方面。通过统计模块将定义好的焊缝进行分类统计，实现焊材的消耗量精确统计，以此作为焊材采购的参考数据，提高焊材采购量的准确性，降低采购人员强度。（2）焊缝追踪方面。通过焊缝信息管理系统自动生成焊接检验所需的焊缝地图，既节省大量人工，又提高了焊缝地图的准确性，也容易进行焊缝的逆向查询。（3）车间生产方面。通过焊缝信息管理系统的精确统计，可以根据NDT探伤要求，生成探伤所需的指导性文件，文件中焊缝的所需信息一目了然，降低工作量，提高效率。（4）施工队结算方面。焊缝信息管理系统可以统计出每条焊缝的焊材消耗、焊缝长度和焊接工时等信息，为施工结算提供准确的数据参考。
主要创新点有三个：（1）实现焊缝的设计、制造、检验等信息在三维数字化模型中的高度集成。（2）在模型中直接生成焊缝地图和各类焊缝信息统计报告，改变以往焊接地图、坡口通图采用人工编制的方式。（3）实现焊材采购量、焊接工作量、探伤工作量的精确统计，改变以往根据经验估算的方式。（4）采用有限元分析技术模拟大重型性结构的转运和吊装过程，指导工艺方案和安全措施的实施。
目前焊缝信息管理技术已在港珠澳大桥CB05项目和比利时闸门项目上进行应用，在三维模型中生成所有焊缝并统一管理，自动生成焊缝地图和各类焊缝信息统计报告，计算焊材采购量、焊接工作量及探伤工作量。经过在项目上的应用，结果较为理想，达到了预期的效果。后续会将焊缝信息管理技术与BIM技术向结合构建数字化信息管理平台，逐步用在所有类型钢结构项目中。
参考文献
[1]董晶.数字化技术在建筑设计中的应用研究[J].煤炭技术，2011，08：147-148.
摘要：21世纪，以信息技术为特征的汽车制造业正在全球范围内展开。我国制造业的进步可以拉动国际制造业的发展，依据我国制定的“以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，走新型工业化道路”的重大战略方针。数字化工厂是按照虚拟制造的原理开发的软件，它为企业的数字化产品提供了从设计、工艺、制造、装配、分析、检测以及维护的全过程的仿真，是企业实现虚拟制造的强有力的工具。通过运用虚拟制造技术，能够降低成本，缩短产品走向市场的周期，提高产品质量，使企业更具有竞争力。
关键词：数字化工厂 总装车间 工艺规划 工艺流程 EM-POWER
1前言
21世纪，以信息技术为特征的汽车制造业正在全球范围内展开。我国制造业的进步可以拉动国际制造业的发展，依据我国制定的“以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，走新型工业化道路”的重大战略方针。在现阶段，我国汽车制造业主要的任务是依靠科技创新，提高企业信息化水平，促进汽车行业自主创新能力。
2汽车总装工艺技术
2.1 汽车总装车间概述
按照厂房内区域分布：总装配区、加注调整区、检测区、返修补漆区、分装区、物流库、内部通道等。总装车间有四条生产线：内饰线、底盘线、最终装配线、门线。要想规划这么大规模的生产线用传统的生产线规划方法，注重理论计算的结果，依据生产线实际运算后的数据进行分析和判断，其缺点为准确性差、不直观、易浪费资源。各过程的人员，各自进行设计，再经过协调综合形成最后方案，各个过程极易造成联系疏散孤立，特别是相关工艺信息的查询，传输上，基本上以纸样为媒介，没有统一的数据平台。
数字化工厂目前已经成为现代化制造领域中一个新的研究应用领域。从而提高系统的成功率和可靠性，缩短从设计到生产的转化时间。因此，数字化工厂技术很好地弥补了传统生产线规划方法的不足，在制造领域有着广阔的前景。
2.2汽车数字化装配工艺规划
2.2.1 汽车数字化装配工艺规划过程
汽车数字化装配工艺规划是指在汽车数字化制造信息化平台上，对汽车装配的工艺进行规划，即以数字化装配工艺方法为基础，通过厂房、设备信息，为汽车装配制定工艺路线。采用生产线仿真技术来验证工艺规划和生产线设计的效果，实现工艺规划、装配生产线布局设计、调度和生产线仿真各个部分数据的有效集成，即建立数字化生产线集成仿真平台。
3数字化工厂软件eM-Power
3.1“数字化工厂”―eM-Power
eM-Power是Tecnomatix公司的计算机辅助生产工程（CAPE）软件，是对一个完整的工厂从生产线、加工单元到工序操作的所有层次进行设计、仿真和优化的集成计算机环境。
eM-Power软件包中主要包含制造工艺规划（Process Planner）工具eM-Planner，工厂和生产线仿真和优化工具eM-Plant，机器人生产工程仿真工具eM-Workplace（ROBCAD），机械加工工艺规划工具eM-Machining，动态装配和验证工具eM-Assembler等模块。
3.2工艺流程规划模块― Process Designer
Process Designer可以评估生产的替代品，协调各种资源，优化吞吐量，计划的多个变种，实施变革，并估计成本和周期时间-都在非常初期阶段的概念规划。
Process Designer工具具有如下特点：（1）确定产品的装配顺序，建立一个模拟和验证制造的产品和服务；（2）计划工作场所和设施的布局和分配其资源的二维sketcher环境。图纸制造领域提供各种格式；（3）界定和管理的周期时间的一个单一的操作或一组行动。时间价值是指使用行动图书馆，其中包括预定时间值或使用母语教学的整合时间表；（4）分析性能，吞吐量，瓶颈和周期使用离散事件仿真。结果可以存储在数据库的进程，以供将来使用；（5）线平衡使用甘特图显示的工作量分配给每个资源。图表可以识别的关键路径的生产线，考虑到产品的变化组合，过程制约因素，如方向和顺序组装，并提供资源；（6）估计费用按照成本的基础上的资源和消耗品。
3.3工艺仿真模块― Process Simulate
Process Simulate是数字化制造解决方案，3D环境中的生产过程。Process Simulate是一个重要的市场推动者。能够利用三维数据的产品和资源促进虚拟验证，优化和调试复杂的制造工艺，从而更快地启动和更高的生产质量。
Process Simulate允许用户验证的可行性，装配的进程。它使制造工程师，以确定最有效的装配顺序，并确定最短的周期时间。Process Simulate提供的功能，选择最适合的工具，该进程通过搜索分类工具库，演示虚拟达到测试和碰撞模拟分析和装配过程的全面的产品和工具。
Process Simulate工具具有如下特点：（1）降低成本的变化，及早发现和通信产品的设计问题（2）减少物理原型数量与前期虚拟验证（3）通过仿真优化周期（4）确保符合人体工程学的安全进程（5）降低成本，重新使用标准工具和设施（6）减少生产风险的几个生产情景模拟（7）早期审定机电一体化生产过程（ PLC和机器人）（8）在虚拟环境早期验证生产调试（9） 提高过程质量通过模仿现实的过程生命周期的全过程。
4应用实例
某总装车间的底盘生产线，其组成包括油箱举升机、底盘合装车、轮胎拧紧机、轮胎抓手等设备。现要求对其生产线进行建模仿真，找出瓶颈，为优化生产线、配置生产线参数提供理论依据。
在Process Designer环境中导入工艺库和资源库，根据规划调整资源布局，定义工时。根据车型进行变量配置，适用于在混线多车型配置规划。之后进行线平衡分析，在Process Simulate环境中加载设备并设置机构，装配干涉验证，并设置最优路径。最后进行人机仿真，输出视频。
5结语
数字化工厂是按照虚拟制造的原理开发的软件，它为企业的数字化产品提供了从设计、工艺、制造、装配、分析、检测以及维护的全过程的仿真，是企业实现虚拟制造的强有力的工具。通过运用虚拟制造技术，能够降低成本，缩短产品走向市场的周期，提高产品质量，使企业更具有竞争力，因此，虚拟制造技术是先进制造技术的发展方向。
参考文献：
关键词：350km高速动车组；工装设计制造；技术
前言
近年来，高度动车覆盖率不断增大，意味着动车制造工作量也不断在增加，350km高速动车组是技术要求十分高的产品，在制作过程中，必须要严格要求制造工艺才能产生出合格的产品，在工装设计制造中，不但要保证质量，而且要控制工作设计制作成本。
1 350km高速动车组工装设计制作技术改进
1.1设计方法上的改变
在工装设计上一直以来都在二维计算机的辅助下进行设计，360km高速动车组制造技术引入之后，工装设计工作进行了改进，采用了工装三维数字化技术进行设计。在工装设计上还采用三维软件，在原始数据模型的基础上进行数据修改时，只需要进行工装设计的更新工作即可，与此同时工装设计也随之得到改变[1]。例如，司机室总成工装设计中，司机室外形数据的大小与工装侧面弧度定位板弧度的大小一致，并且建立以参数关系，此时，需要更变司机室外形，采取的改变方式是对工装进行更新，更新时，工装上两侧的弧度定位板会自动根据命令进行更变，此设计大大提高了设计的效率。
1.2结构上的改变
我国机车车辆工装技术起步比较晚，与国外相比还存在很大的差距，我国在机车车辆的工装结构上，采用的前苏联的技术，而发达国家在机车车辆工装上已经采用更为先进的技术。我国所采用的机车工装结构零件交换性差，并且体积大，需要很长一段时间进行制造，此缺点大大降低了工作效率。350km高度动车组技术的提高，在工装结构上进行了改进，解决了原有的一系列问题[2]。例如，原有的车顶组焊夹具，其结构是两个长度为25米长的铸铁平台构建而成，体积巨大，开展工装调整工作必然十分不方便，经过改进之后，其结构仅由10组模块化紧压机构、10组模块化定位机构以及2个基础座构成，此结构简单、体积小，使用方面，工装的重量不超过12t，和原来的工装结构体重相比，重量足足减少的1/3，更重要的是模块与模块之间进行调整时十分方便快捷。
1.3通用设计上的改进
随着350km高速动车组制造技术的不断提高，工装设计通过设计上的理念已完全改变，采用的是新的通用设计技术。例如，350km高速动车组的侧墙组焊夹具就是工装实现通用化工装的表现，特点就是可对3中形状各不相同的侧墙开展焊接工作，此工作取代了传统的6种不同类型的组焊工装，使工装成本得到有效控制，此工装的构成为16个定位卡紧模块，其模块看，而已进行侧墙定位等多项工作。位于定位卡紧模块中心部位的是圆辊，可以进行360度的旋转。圆辊在使用的过程中，旋转的控制由电气自动化系统进行控制，这样的控制方式使每一组的圆辊旋转角度都可保持一致。在旋转的过程中，圆辊旋转的角度为60度时，16组定位卡紧模块的圆辊定位机构在此时就会自动形成一个定位机构，工装整体就形成了一个相互联通的整体。
2 350km高速动车组工装设计制造技术未来的发展趋势
现如今，我国在350km高速动车组工装研制模式上，还停留在串行工程的模式上，无法提高工作效率，尤其是在工作的设计、制造这两项工作上，周期较长。国外采用的是并行工程的模式，350km高速动车组司机室操作台工程设计上采用此模式之后，操纵台制作所花费的时间大大减少 [3]。另外，工装设计制造中还未实现数字化，为此，工装数字化将会成为工装设计制造微未来的发展趋势，所谓的数字化就是处在三维数字化的情况下开展工装结构设计等工作，工装制造实现数字化是将数字化设计工装模型运用其中，进行数字化的加工，尤其是关键特征面进行加工制作，而工程数字化检测指的是对数字化设计制造工程采用的检测设备为数字化检测设备。
3结束语
我国在350km高速动车组工装设计制造中采用的技术与发达国家相比，较为落后，在高速动车组快速发展的今天，若是不对工装设计制造技术进行改进，则难以满足时代的需求，为此，要对工工装设计方法、结构等多方面进行改进，提高我国的制造效率。
参考文献：
[1]李碧钰,刘长清,石东山,熊煜宇,辛本雨.350km/h高速动车组换气装置国产化研制[J]. 机车电传动,2014,21(01):37-40.
