时间：2023-09-04 16:54:43
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篇数字化设计及制造技术，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。
关键词 材料成型及控制工程专业；卓越工程师；数字化设计与制造技术；教学体系
中图分类号 G642.0
文献标识码 A
文章编号 1005-4634（2012）05-0073-04
随着计算机技术的飞速发展，数字化设计与制造技术开始在模具制造业中发挥着越来越重要的作用，并且已经成功应用到模具设计、分析、仿真、模拟以及制造的全过程，数字化已经成为模具制造行业发展的必然趋势。因此众多模具企业需要大量的数字化设计制造高技能人才。长江三角洲地区是我国模具行业最集中和发达的地区之一，对模具高级工程人才的需求更加旺盛，培养符合企业需求的大批具有创新精神的模具卓越高级工程师，既是学校自身发展的需要，也是高校的职责所在。
目前，国内各院校成型专业技能人才的培养与企业要求不能达到“零对接”。这主要表现在：课程体系与企业需要的数字化设计制造能力要求脱节；课程内容陈旧，实践环节薄弱。其结果导致学生工程实践能力和设计创新能力不强。
为了适应设计制造领域快速发展的形势和满足社会对数字化设计与制造技术人才的需求，按照国家“卓越工程师培养计划”的基本要求，南京工程学院材料成型及控制工程专业正在探索和研究新的培养模式，改革传统的课程设置，对现有零散、重复交叉的数字化设计与制造课程进行整合、补充和优化，改革传统的课程体系和教学方法，构建卓越计划背景下数字化设计制造技术教学体系，对培养学生的创新能力和数字化设计制造技术工程的应用能力具有重要的意义。
1 材料成型及控制工程专业卓越工程师总体培养目标
在对众多模具企业进行广泛调研的基础上，参照其他高等院校本专业的培养计划，结合南京工程学院的实际情况，制订了新的成型专业卓越工程师培养目标。新确定的培养目标是使学生掌握金属塑性成形和高分子塑料成型以及现代模具设计与制造的基础理论和工艺技术，具有应用三维数字化技术进行产品的模具设计、成型过程模拟分析、数控自动编程等基本技能，具备一定的材料性能及产品质量检测分析的能力，擅长模具设计制造与材料成型生产的技术管理，能够在模具领域从事设计制造、技术开发及生产经营管理的卓越模具工程师。
卓越计划培养目标下数字化设计制造技术教学不能只满足于学生会使用造型软件工具，还要使学生掌握必要的软件开发原理、计算机与专业结合的切入点等必要的理论基础，即在教学内容灌输上不但要做到“知其然”而且要“知其所以然”；数字化设计制造技术教学重点在于培养学生的综合应用三维数字化设计能力，完成产品的三维模具设计、成型过程CAE分析、模具型腔模拟加工等，使学生对材料成型CAD/CAPP/CAE/CAM一体化有一个系统的训练，并结合在企业的一年生产实践，进一步强化和巩固课堂理论知识。
2 卓越计划背景下数字化设计制造教学体系构建
在卓越计划总体培养目标的指导下，结合本专业现有的软硬件教学条件，建立实用性、可操作性强的数字化设计与制造能力教学培养体系（如图1）。所构建的教学体系决不是简单地增加几门软件使用操作课程，也不是在原来的课程体系中再增加一系列独立的、自成体系的数字化设计技术类课程，而是必须明确在卓越计划背景下以三维数字化设计制造能力为培养目标，以CAD/CAPP/CAE/CAM一体化为理论教学主体，并与专业课程有一定的联系，创新实践环节上以模具数字化设计实训、课外创新活动为基础，同时辅以Pro/E、UG等三维应用软件资格培训、模具卓越工程师培训等。通过改革传统的教学体系和教学手段与方法，使得学生既拥有数字化设计制造技术的应用能力，又具有较强的创新意识和创新能力。
在理论教学中注重文理渗透，拓宽基础。夯实学生计算机应用能力，注重分析研究模具专业技术的新发展，并以数字化技术为主线指导教学内容，将有关的现代科学技术融于课程教学中，改革教学内容、教学方法和手段，给予学生基本的创新理论与方法，启迪学生的创新意识与思维，发掘学生的创新潜力。
3 卓越计划背景下数字化设计与制造技术课程体系配置
数字化设计与制造技术课程涉及成型专业领域的模具CAD设计方法、成型工艺计算机辅助自动决策（CAPP）、成型过程模拟、最新成型加工方法等。随着理论与信息化技术的快速发展和社会需求的不断变化，数字化设计与制造技术课程体系应当精选和改造传统课程，充实、反映当前科技成果的最新内容（如图2所示）。
模具工程基础课程主要为后续课程打下一个基础，如《CAPP概论》、《CAD/CAM技术》课程中会涉及到实用CAPP系统、模具CAD系统的开发，就需要学生掌握VB语言等计算机语言基础。
数字化设计系列课程培养学生现代模具设计理论与方法，应用数字化技术进行产品（实物模型）的三维CAD造型、三维模具型腔的设计、工艺分析、成型过程模拟等，使数字化设计技术贯穿设计全过程。
模具设计与制造相辅相承，先进的设计必须有先进的制造技术来实现，数字化制造技术是先进制造技术的核心。为此，在课程设置中，突出数字化制造技术，设置数字化制造系列课程，培养学生应用数字化制造技术与方法解决产品的制造问题。
专业素质拓展系列课程通过模具工程师理论基础、模具设计选材与失效分析、压铸工艺与模具设计等专业素质拓展课程的学习，进一步拓宽材料成型领域模具设计专业知识。
4 数字化设计与制造创新实践教学
创新实践教学是数字化设计与制造技术培养中极为重要的组成部分，只有通过实践才能更好地培养学生创新意识以及利用数字化技术进行创新设计的能力。创新实践教学主要包括数字化设计与制造系列课程实验、模具数字化设计制造实训、基于校企联合的综合型实践教学以及课外科技活动等。
4.1数字化设计与制造系列课程实验
数字化设计与制造系列课程实验以工程为背景，密切联系工程和围绕工程进行；针对传统的实验内容都被孤立地分散在各门专业课中、互不发生联系的状况，对实验内容进行筛选和整合，实现专业课程实验课的综合化。以逆向工程课程为例，本课程实验要求选取的实验对象与后续模具数字化设计制造实训选取的实验对象一致，以便实现CAD/CAPP/CAE/CAM一体化。
4.2模具数字化设计与制造实训
模具数字化设计与制造实训是以典型模具零件为工作任务进行模块化教学，主要流程为：用三维扫描仪（RE）对零件进行扫描获取零件的三维坐标信息，在此基础上完成对零件的三维CAD造型，并由零件的三维模型得到成型模具的三维型腔；根据模具结构对成型过程进行CAE模拟，模拟结果分析无问题后在计算机上使用软件进行模具型腔的模拟加工，生成相应的加工数控代码。利用数控机床所提供的通用标准接口将现代技术制造中心的多台数控机床通过计算机网络联接起来，组建成一个局域网；将该局域网与CAD/CAE/CAM试验中心的局域网连接起来，使设计信息、工艺信息、加工信息及后置处理数据能及时地传递到制造单元，学生在CAD/CAE/CAM试验中心进行数控编程和仿真的数据也可直接传送到机床上，这样就构成了网络化制造环境，减少了中间环节，增加了可靠性，并提高了工作效率，如表1所示。
4.3基于校企联合的综合型实践教学
为了从根本上解决工程人才培养中工程教育不足和校企脱节的严重现象，“卓越计划”建立了高校与企业优势互补、联合培养人才的新模式，将学生在校期间的学习分为校内学习（三年）和企业学习（一年）两个阶段。企业学习阶段主要安排学生到企业完成的教学环节有：认识实习、生产实习、毕业实习、毕业设计等。毕业设计要求结合企业实际项目进行。企业学习阶段重点强调学生数字化设计与制造能力的培养、训练和形成，以及工程创新意识的培养。
4.4课外科技活动
在模具卓越人才的培养过程中，理论学习是基础，思维是关键，实践是根本，三者必须紧密结合。在理论教学、实践教学、课外培训等环节中，不仅要注重创新理论和方法的培养，还应注重创新思维和创新能力的培养，开展丰富多彩的创新活动。通过开展学术讲座、课外科技活动等创新活动，可以极大地调动学生学习和实践的积极性。可选择的校内科技活动项目包括：大学生科技创新、模具创新设计大赛、AutoCAD创意设计大赛、数控技能大赛等。可选择的校外竞赛项目包括：挑战杯全国大学生科技作品设计大赛、中国大学生创意创业大赛、3D数字化创新设计大赛等。
5 教学体系实施的保障
5.1校企联手打造高素质的“双师型”师资队伍
师资队伍建设是实现培养目标和提高教学质量的关键因素。积极组织“卓越工程师培养计划”的专任教师到企业参加实践或参加项目研制开发，进而提高教师的工程实践能力。企业实习指导教师以生产一线的高级工程师为主；企业授课教师必须是在模具相关的企业工作三年以上，并具有一定的模具数字化设计与制造能力；企业毕业设计指导教师必须要求是具有较深的工程实践背景的企业高级工程师或中高层领导，且能全面、系统地掌握相应的工程实践环节。
5.2建立适应卓越人才培养需要的校内外实训基地
建立稳定的、满足教学需要的校内外实践教学基地，是培养学生数字化设计与制造能力的重要保证。南京工程学院购进了数控加工中心、线切割、电火花等一批先进设备，还引进了符合专业发展方向和相应行业背景的企业，在学校营造必要的工程教学环境，将工程专业要素融入到平常理论学习和实践教学当中。
近年来南京工程学院先后与企业共建了“江苏省模具工程技术研究中心”、南汽模具装备有限公司国家级“工程实践教育中心”、“江苏小节距工业链条工程技术研究中心”、“铸锻技术工程技术研究中心”等。同时，学院还与昆山模具工业城、无锡模具厂、永儒塑胶有限公司等企业建立了稳定的校外实习基地，营造了学生的实践教学环境。
关键词:新形势；工艺装备；数字化制造；技术分析
数字化制造技术的推出,是新形势下科学技术的发展对传统制造业的革命,同时,数字化制造技术的发达程度也是衡量国家和地区科技实力和综合国力的重要标准之一,它的发展与人们的生活质量和水平有密切的联系[1]。新形势下衡量一个国家的科技发展水平,不再仅仅以其拥有的发现发明专利为标准,更多的是以它的制造业和制作技术能够为世界提供多少有利于人类发展的产品为标准,在科学技术迅猛前进的今天,工装产业与数字化制造技术的结合提供了越来越多造福于人类的产品。
1工装数字化制造技术发展现状与趋势
1.1国内外工装数字化制造技术的发展现状
随着计算机技术的发展和普及,计算机在越来越多领域的运用得到了前所未有的重视,在制造业也不例外。制造业在信息技术与自身的制作技术相结合的环境下日益迈向了数字化的历程,工装数字化制造技术已经成为提高企业产品竞争力的重要技术手段,近三十年以来,数字化制造技术在加快发展的步伐,许多发达国家的工装产业实现了数字化设计和无图纸生产。同时,数字化制造技术也在纵深方向,在机器人化机床、多功能机床等整机方面和高速电主轴、直线电机等单元技术方面均有较为突破的发展。我国数字化制造技术的基础技术和数控技术都有很大的发展,基础技术的研发和应用使我国的制造业设计自动化水平产生了质的飞越,对数控技术的进一步研发促进了我国数字化制造技术的成熟。
1.2工装数字化制造技术的发展趋势
第三次科技革命催生了计算机的发明,凭借着自身的强大优势,计算机自诞生不就之后便被运用于控制机床加工。实现了由传统的依靠人工向依靠自动化控制机床的转变,为数字化制造技术的发展提供了可靠的条件[2]。无论是几十年以前还是科技发展越发成熟的今天,数控机床的拥有量以及年产量不可置疑的成为一个国家制造能力的重要标志。数字化制造技术是基于精密化、网络化、智能化的先进制造技术的基础和核心,随着计算机技术的不断成熟和网络技术的不断普及,工装数字化制造技术也将在更广阔的领域发挥造福于人类的重大作用。
2新形势下工装数字化制造技术的结构体系
2.1工装数据库
建立数据库是数字化设计中非常重要的基础性工作,是数字化设计和制作的必要内容,是也是数字化制造技术运行的动脉。工作数据库主要包括O型圆模具数据库、压型折弯零件及其模具数据库、加长镗杆钻杆数据库、配重汇总数据库等组成。O型圆模具数据库的主要任务命名工装名称、工装代号、制作标准和图号、对应产品信息以及进行模具设计、校对、审核等;压型折弯零件及其模具数据库汇总了工作室近几十年以来的压型折弯零件模具档案图纸,并将这些图纸制作成电子文档方便工装编制人员、设计人员以及管理人员搭建资源共享平台;加长镗杆钻杆数据库汇总了多套加长镗杆工装和加长钻杆工装,为后期的大规模生产提供必要的数据;配重汇总数据库主要收录了包括尺寸、重量、数量、等在内的多种配重。工装数据库是工装数字化制造的依据,它的建立对工装工艺设计、制造、监测具有不可忽视的作用。
2.2设计制造应用技术
应用系统可以将工装设计制造过程中各部分基于网络集成为一体化技术,使系统内设计、加工、监测等各项技术协调运行[3]。设计制作应用技术包括工装数字化设计、工装数字化工艺设计、工艺数模设计以及数字化工装制作。工装数字化设计是以三维设计为基础、采用并行工作方式的技术,它可以在设计的不同阶段将数模发送给工装设计数据库,并通过网络即时向有关部门反映问题;工装数字化工艺设计主要工作是制定工装制作工艺的总方案记忆各个协调方案,还需要设计出各个零件的制作工艺,将其刻录到工艺设计数据库之内;工艺数模设计是工装数字化制造过程的一个重要环节,也是工装制作过程的依据,它的主要任务是在工装数模基础上增加工艺余量和定位重构的数据库;数字化工装制作主要是依靠数字化加工设备来提高工作加工的精度,以便于缩短制作周期、提高制作速度和质量。
3结束语
数字化设计和制作技术是新形势下制作技术的变革,也是机械制造业发展的必然趋势。利用发展工装数字化制造技术是企业提高技术水平和业界竞争力的一个重要举措,同时也是提高我国现代化工装制作技术水平的必经途径,在国际舞台上,谁占据了工装数字化制造技术的制高点,谁就拥有更广阔的工装市场和发展前景。
参考文献：
[1]王江,文韬,李向新.基于CATIA的模拟仿真在飞机维修实训教学中的应用研究[J]. 长沙航空职业技术学院学报. 2014(02)
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；
关键词数字化设计与制造 课程体系 人才培养
1 数字化产品开发技术已成为现代制造业不可缺少的技术手段
制造业是一个国家的支柱产业，制造业的发展水平直接反映出国家经济和科技的发展水平。以信息技术为主导的现代科学技术的迅速发展，推动了制造业和数字化产品开发技术的快速发展，使传统的制造业面临巨大挑战。
传统的产品开发过程采取串行设计模式，从产品设计、样机试制到经过改进再投产，导致新产品开发的周期较长，缺乏市场竞争力。而现代制造业则借助数字化产品开发技术实现了从设计、制造全过程的并行设计模式，尽可能采用数字化三维数据模型取代原来的物理原型，从而缩短新产品开发周期，加快上市速度。
2 传统教学模式与相关课程体系亟待改革
目前许多高校机械工程学科在数字化产品开发系列技术方面存在较多问题，主要表现在：原有的传统教学模式是以常规机械设计制造流程为主线，课程体系的设置重理论轻实践，各单元技术之间存在很大的脱节与重复现象，没有形成完整的课程体系。
数字化设计与制造环境下的现代制造业，正逐步普及以三维cad技术为核心的数字化产品开发模式，这便要求机械类专业的人才培养目标、课程体系设置与之相适应。在充分调研的基础上，提出将原有课程体系调整为：“以综合素质培养为核心、创新教育为主线、以数字化产品开发技术为手段、拓宽基础、加强工程实践能力培养”。
3 数字化产品开发技术涉及的主要内容
数字化产品开发技术集成了现代设计制造过程中的相关先进技术，可分为：数字化设计、数字化制造、数字化管理等三大模块，各模块涉及的单元技术如图1所示。
图1数字化设计技术相关单元技术
上述各项单元技术贯穿于产品设计、分析、制造、使用等全过程，是一项多学科的综合技术。以三维cad/cae/cam为核心的数字化产品开发技术已成为新产品开发不可缺少的现代技术手段。
4 数字化设计与制造环境下课程体系的设置
机械设计制造及其自动化专业属于工程应用型专业，人才类型分成应用研究型和技术应用型。技术应用型人才主要是应用知识而非科学发现，其知识结构应围绕现代制造业的实际需要进行设置，拓展基础、注重实践。在对重庆市众多制造类企业（国营、民营；大、中、小型）进行广泛调研的基础上（涉及汽车整车制造厂、汽车零部件公司、摩托车制造企业、装备制造业），并参照全国其他高等院校本专业的培养计划，结合我校的实际情况，本专业方向人才培养目标为高素质应用型高级专门人才。
4.1 机械设计制造及其自动化专业课程体系
机械设计制造及其自动化专业课程体系的设置，应该建立在“机械设计技术基础”、“机械制造技术基础”以及“机电系统集成技术”三大平台之上，并以数字化设计制造技术为特色、注重培养学生技术应用能力，强化综合实践与工程训练。机械设计制造及其自动化课程体系框图如图2所示。
图2机械设计制造及其自动化课程体系框图
整个课程体系由理论教学、实践环节以及课外社会活动实践等三大部分构成，其中理论教学按课程的性质可分为：公共基础课、学科基础课、专业主干课以及专业方向选修课等四大类（图2中只列出少部分课程）。
4.2 体现数字化设计与制造技术特色的实践性环节
从课程体系中可以看出，综合实践性环节在整个课程体系中占有十分重要的地位，图3为实践性环节所涉及的主要内容，从中可以看出，数字化设计与制造技术在整个实践环节中占有突出显要的位置，并且四年不间断。
在大一年级开设的“工程图学课程实践”、“计算机辅助绘图（二维）”实训中，要求学生用autocad软件完成减速器的测绘，使学生得到最基本的数字化设计基本训练；在“金工实习”环节，除进行车、铣、磨、钳工以及铸造、焊接等常规的加工方式外，重点强调数控机床、加工中心、线切割机床等设备所采用的数字化制造方式给传统制造业所带来的巨大变革。
在大二年级开设的“三维cad应用实训”综合实践是数字化设计与制造技术最核心、最基础的组成部分，通过高端三维cad\cae\cam一体化软件——ug nx5的学习，学生应掌握实体建模、曲面设计、钣金设计、装配、工程图等模块，为后续环节打下坚实基础；在“机械设计基础”课程设计环节中，除完成以齿轮减速器为主体的一般机械传动装置的设计过程外，同时要求学生必须完成该减速器的三维建模、虚拟装配及简单的机构运动分析；在“电子工艺实习”中，除完成收音机的装配调试以外，同时要求学生用“protel电路图绘制软件”完成收音机的整张电路图。
图3集中性专业实践环节
在大三年级开设的“机械制造技术基础课程设计”中，除常规内容以外，同时要求学生采用capp软件完成该零件的计算机辅助工艺规程编制，并且用三维cad软件采取自顶向下的装配建模方法完成整套夹具的三维设计；在“计算机辅助制造实训”综合实践环节中，要求学生掌握数控自动编程的原理、方法，并熟练运用ug nx5软件中的cam模块，完成一个中等复杂程度带异形曲面零件的数控铣削自动编程，并实际加工操作。在“计算机辅助工程分析”综合实训环节中，要求学生掌握有限元分析的基本原理、方法，并基本掌握利用adams软件对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。
在大四年级开设的“逆向工程综合实训”，与其它实践环节相比较，所涉及的范围及综合性则显得更加突出，从概念设计到效果图、油泥造型到三坐标扫描、点云数据处理到曲面设计及实体建模、快速原型制造，通过该实训环节，强化学生在数字化设计与制造环境下进行新产品快速开发的实施流程。在“产品数据管理综合实训”实践环节中，要求学生掌握数字化管理技术所涉及的领域，并熟练使用国产caxa v5 pdm软件的使用方法。在整个课程体系中，依据不同的专业方向特点设置了相应的“专业实训环节”。诸如在模具设计与制造方向，其专业实训环节则是“注塑模具cad/cae/cam”综合实训，主要学习ug nx5软件中的moldwizard注塑模具设计模块以及的moldflow流动分析模块的使用；在毕业设计环节，若毕业设计题目为工程设计类型，则要求学生必须完成一定工作量的三维设计。
5 近三年应用型人才培养的探索实践
近三年来，机械工程学院在重视理论教学的同时强化实践环节对学生能力的培养，学生的综合素质得到显著提高。并积极组织学生参加全国及重庆市的各种学科竞赛，如：在第二届全国机械创新设计大赛中获得三等奖一项、第三届全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛荣获四个单项二等奖、第一届全国大学生工程训练综合能力竞赛重庆赛区三等奖二项、2009年度全国三维数字化创新设计大赛（简称3d大赛）重庆赛区二等奖两项等较好成绩。与此同时，学院作为国家制造业信息化三维cad教育培训基地，近三年培训学生达五百人。
参考文献
[1]曹建树.应用型本科“cad/cam”课程的教学改革与实践.实验室研究与探索,2010.5.
[2]刘炎,罗学科.机械设计制造及其自动化专业本科教育多层次人才培养模式探索[j].煤炭高等教育,2008.1.
[3]熊志卿.机械制造专业应用型人才培养方案的改革与实践.南京工程学院学报（社会科学版）,2007.9.
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）.
我国机床发展整体大而不强，低端产品多、价值低，高端产品少，很多企业还停留在“模仿”“仿造”阶段，就像当年日本发展的初期。很多关键部件不过关，数控系统主要依赖于进口，提升产品质量的难度很大。企业创新能力差，信息化程度低，产品成熟度偏低，制造成本高，更无理论性、战略性、方向性研究，是我们制造业的通病。把信息技术融于机床产品和企业管理的水平很有限，尤其是把现代信息技术融于数控产品，而研发并制造出高精尖产品就更差，所以我国机床的产品自动化、智能化、信息化、集成化程度都偏低。
此外关键零部件及核心运行部件的技术水平、运行速度、产品精度、可靠性、稳定性差，整体机床制造工艺水平与质量比较低。
影响国产数控机床质量的关键性指标一可靠性与国外产品相比明显偏低，直接影响了国产数控机床的竞争力。例如，国产数控机床的平均无故障工作时间小于300小时，远低于国外高档数机床平均无故障工作时间2000小时，而国际标准为800小时。
因生产制造工艺、过程控制等因素，国产数控机床的几何精度和工作精度单机生产质量远高于批量生产质量，很难实现数控机床的大批量高精度生产，从而不能有效占领市场。
无论从产品功能、制造过程控制，还是知识管理与创新、整体企业管理与服务水平来讲，我国机床产业的信息化水平都还很低，难以设计和制造出高端产品，实现“高、精、尖”数控机床的技术突破，无法有效提升企业升品牌内涵和企业核心竞争力。利用信息技术在设计、制造、管理、服务、运作等方面不断实现创新与突破，向一体化、服务化、集成化综合方案供应商型企业发展，是制造业长期发展适应市场的重要手段。
注重基础理论研究，加强创新能力建设，全面融入信息技术，用高端制造业代替简单制造业、技术密集型代替劳动密集型，发展高端数控机床产品，是企业在本轮产业结构调整与升级时的必经之路。
企业转型从产品与服务入手
首先，提高产品的可靠性和稳定性（增加可靠性、破坏性实验），融入信息技术（信息塔、智能化、网络化、集成化等技术），深入研究用户需求，从而设计和制造出更符合国家重点扶持行业及特殊用户需求的高端产品、高附加值产品。
第二，提升对用户及产品的服务化水平，建立企业内外一体化、数字化、集成化运作与服务支持系统，形成从单一供应产品的生产商，到包括研发设计、生产制造、管理资讯、企业运作环境与系统建设、两化融合及软件服务在内的制造业综合解决方案供应商。
企业转型升级面临的急迫问题是创新和人的问题，即确立企业发展战略与理念后，怎样培养和管理高素质的人来利用最重要的信息技术，实现产品、管理和运作的不断创新问题。
信息化技术是解决产业转型升级最重要的手段和方法。无论是产品研究与创新，还是制造与工艺，管理与服务，无处不在。企业只有通过两化融合才能实现真正的转型与升级。
信息化建设的管理与技术难点
从管理方面来看：首先是实现管理创新难，信息化建设是一个在管理与技术上不断实现创新并前进的过程，是管理与技术交融统一的集合体，只有管理创新跟上数字化运行环境发展要求，才能更好地开展信息化的各项工作。
其次，是数据管理难，由于装配制造业企业普遍存在标准化、基础化、个人信息化水平低等因素，尤其是国营企业、老企业，这一矛盾更为突出。
再者，知识更新难，由于信息化对每一位员工综合素质要求较高，无论是在技术操作层面，或管理操作层面，都要跟上并适应数字化企业运作模式的具体要求，并要不断学习新的信息技术和新的管理思想，而固守原有旧观念、旧习惯、旧知识，又是每一员工难以接受和使用新系统、适应新环境的主要障碍。
从技术方面来看：首先是系统集成难，由于现有国内外数字化软件产品，是依据不同业务分为孤立的系统来设计和实施的，数据不能共享，事后集成统一，事倍功半，投资大、失败多，尤其是财务管理软件，直接与企业静态制造数据脱节，无法形成信息流与资金流的集成和统一，不能适应数字化的产品开发及管理对快速设计和创新设计的要求，更不能满足未来企业数字化对信息技术及产品的需求。
其次，从软件实施方法来看，所有信息化项目，都是在软件实施后，再来消除信息孤岛，解决数据唯一共享。再者，信息化项目实施边界不清，需求多变，也是信息化项目实施周期长、成本高，不易成功见效的主要原因。
实现两化融合的关键点
企业信息化就是要解决市场经济条件下的T（时间）、Q（质量）、C（成本）、S（服务）问题，从某种意义上说，企业信息化就是对企业数据集合进行数字化设计、实施、应用及管理。只有解决好带有制造成本数据的工艺数据和产品数据，使之在设计和生产经营中成为唯一共享数据，并在设计、生产、销售、管理等活动中成为唯一数据源和唯一标准，才能在企业进行生产经营活动时发挥出信息化的具大作用。
所以，建立集研发、制造、管理及过程控制为一体的数字化企业运作模式，利用信息技术来不断实现企业管理创新，提升企业核心竞争力，是企业信息化发展战略面临的首要问题。而解决带有成本数据的产品数据与工艺数据的集成，和它在整个企业内外数据中的唯一共享问题，又是现代装配制造业信息化的核心问题。
但是，目前各类工科院校的教学工作与学生就业需求普遍存在结构性矛盾。一方面，学生的专业知识与企业就业需求技能不匹配，学生毕业后不能快速适应企业实际工作的要求。另一方面，传统教育的内容与先进的现代化设计制造模式脱节，学校缺乏符合现代先进制造业需求的数字化教学和实训环境。因此，在高新技术条件下，如何运用现代化技术提高实训设备的技术含量；如何运用信息技术进行教学和管理；如何使教学更贴近高科技企业的实际，更适应迅猛发展的高新技术对人才的要求，是摆在高等院校面前亟待解决的课题。
随着新技术的应用，压缩了传统课程的教学课时（机械制图），而大量增加近年来流行的先进机械设计和制造技术的教学课时 , 结合现代教学理念，我们提出建设数字化现代设计制造教学管理平台，能够完全模拟企业的工作流程，培养出符合现代制造技术要求的高级人才。
1 建设数字化现代设计制造教学平台的意义
1.1 反映现代网络制造技术的全貌及前沿，提升训练层次
数字化现代设计制造教学平台与传统的金工、电子、数控实习基地，从其任务与功能、教学手段到人员构成均有了极大的改变。不应是传统制造工艺的训练，还应包括现代制造工艺的训练；不应只是工艺方法及工艺过程的训练，还应包括对信息、材料、通信、控制、环保等其它生产要素的了解，及对整个生产过程的全面掌握，并且能不断跟踪新技术、新工艺，及时向学生进行宣传，使学生能了解制造领域的前沿动向。
1.2 打造真实企业环境，让学生在学校就了解并掌握企业的生产流程
数字化现代设计制造教学平台不仅是理论联系实际，吃苦耐劳的思想作风的训练，也应该是团队精神、创新意识的训练；它不仅有操作技能、实践能力的训练，也应该有经济、质量、市场意识培养的训练。因此按照企业的工作流程，把企业的工作模式抽象成为教学平台，用这种方式来培养我们的学生，从设计环节，工艺环节、加工环节体会和了解企业的生产管理和产品加工已是当务之急。
1.3 提升先进实训设备之间的有机联系，匹配现代工厂的管理模式
在数字化现代设计制造教学平台上，学生可以在机房进行产品的设计、建模、生成工艺路线及仿真的过程。保证每个学生一台计算机，也就是说每个学生都可以进行产品的制造周期的训练，学生仿真完毕，经老师检查合格后，可以生成代码，通过数字化设计制造实训教学平台的网络传输功能，传到机床设备或是从设备上直接从服务器上读取传输数据，达到远程制造或是在线制造，真正把现代设计制造落到了实处。
2 数字化现代设计制造教学平台的建设思路
第一步，模拟典型制造企业数字化设计制造过程，建立真实的教学环境
实际上今天企业的工作流程，从二维CAD，三维CAD及分析，到工艺的编制，到制造，及数控车间网络DNC管理，都是逐步采用信息化管理。
数字化教学管理平台就是按照企业的工作流程，把企业的工作模式抽象成为数字化的网络制造教学平台，用这种方式从设计环节，工艺环节、加工、管理等各个环节来培养学生。同时在实训教学过程中把设计工作，制造工作，生产几个环节所有信息都记录下来，串行流程改成并行流程，形成数字化设计制造教学的信息流，并在教学过程中贯彻。
第二步，数字化现代设计制造教学平台信息库的建设
作为教学的信息化，实际上就是将教学各个环节的信息流管理起来，把教学经验，实操经验记录保留下来。数字化设计制造教学平台信息库（图1）的建设就是关联学校的教学重点和企业工作流程，全面连接各个课程知识点，学生就业可以对自己有一个比较全面认识，清楚自己特长和不足，以便能清楚工作定位，增强工作面试时信心，敢于接受挑战。
在数字化现代设计制造教学平台信息库的建设过程中，其中可以开发具有本校特色的：
1）教案（教学计划、教学课件、课时日志、教学大纲）——帮助学校进行专业/课程/教学规划；2）教材——组织院校老师开展教材编写，找到合适学校发展、适合学生的教材；3）课件——协助老师制作课件，帮助学校降低教学难度，便于教学成果的积累和交流；4）题库——统一出题、标准答案、统一评分标准；5）科研——打造国家精品课程；总结教学经验，创造条件，完成在专业学报/期刊论文的发表；与企业/研究院所进行项目合作，承接外协任务；6）创新大赛——建立创新设计平台，支持创新设计大赛；7）学术活动——参加在全国各地定期、不定期组织的相关学术研讨活动，传递最新行业动态和技术发展状况信息；
在信息库的建设中它可以随时扩充、随时度量、随时替代、随时共享并具有时效性、可扩散性等特点。
第三步，数字化现代设计制造教学平台的实施。
数字化教学平台涵盖了企业研发设计、工装设计、工艺编制、数控编程、技术管理、生产制造、生产管理、设备维护、质量检验等岗位所使用的信息化工具，通过模拟企业生产环境，可以让学生在设计、制造的学习中将理论知识和工程实践相结合，体验企业中的从订单、设计、工艺、加工生产及管理全过程，理解各部门之间的相互关系，理解部门间如何协同工作，增强学生的感性认识，培养企业急需的团队合作精神，使学生能够快速胜任就业后的工作环境，适应企业岗位调动。
通过数字化现代设计制造教学平台的实施，可以达到以下效果：
1）模拟了企业的设计、工艺、制造、管理，让学生在学校教学中就能够了解到企业的工作流程；2）学生教学过程中，按照企业的流程给学生分配了角色权限，让学生在学校就按照企业的工作模式得到实训；3）学生在教学过程中，对企业的设计软件及设计内容、工艺软件及内容、编程软件等都得到了良好的应用，并且了解其相互间的数据传递关系；4）老师把每届学生编制的作业有效管理起来，有序的共享和管理。应用的时候直接调出，成熟的经验可以直接继承和利用；5）不同班级的学生实训后，大量重要的数据需要进行备份处理，例如：机床参数、数控代码等系统自动备份，可以方便教学资源的积累。利于评估；6）安全方面：作业统一存放在教学平台服务器上，数据安全，利于数据集成和再利用。另外，给学生按人员、角色、产品、机床、格式等设置不同的权限；7）实现监控及信息采集，可以适时了解机床的工作状态，提高数控设备的机床利用率并拥有应付设备故障的能力。采集信息包括：人员信息、代码信息、刀具信息、机床信息；8）学生加工的零件的变形设计及作业的更改，能够有效而安全的控制由此产生的同一加工文档和代码的不同版本。目前老师依靠各班级来区分不同版本的加工文档；9）应用先进系统能够将教学效率提高，将原有的课件、教案教学资源管理起来，有效利用，有效管理。提高教学效率；10）先进的企业已应用了PLM系统，数字化实训基地教学平台的应用使学生在学校就掌握了企业的数控车间信息化系统应用场景，拓展了人材培养方向，增加了学生就业率；11）通过管理软件为学校的信息化建设搭建一个信息共享的平台（权限、流程、统计汇总、下游集成等）；12）便于教材的规范化标准化统一管理。
3结论
数字化现代设计制造教学平台使学生在学校就能够体会到企业的工作环境；该平台提供的软件为机械课程的教学提供帮助，降低教学难度，提高学生的学习兴趣，帮助学生更深刻的掌握专业知识和原理；能够使学生掌握企业常用的工具软件，就业后能迅速上手工作；能够提供相应的权威考试认证，增加学生就业砝码；该平台还具有良好的创新特性，启迪学生的创造性思维，提高综合素质。数字化设计制造教学平台在学校的应用，将改变教学管理，教学工具，教学手段，解决教学难点，缩短课程安排时间，增强实践教学，提升教学效率，促进师资建设和教学理念的变革，帮助和促进学校实现以先进制造企业就业需求为目的学生培养目标。
参考文献
[1]胡青.以实习教学构建创新人才成长平台——实习教学改革的实践与探索[J].黑龙江高教研究，2003(4)：149-150.
【关键词】飞机；数字化；装配；技术
我国飞机设计制造业的飞速发展逐渐与国际航空接轨形成国际化的航空产业链，相应的飞机零部件制造技术和水平也在不断的提升。飞机产品不同于其它普通产品，其本身结构具有明显的特殊性和复杂性，装配的零部件不仅数量众多，尺寸较大，而且种类多样，形状复杂，装配难度高，对装配的准确度要求也很高。我国航空企业积极学习国外先进经验并加强自主研发，在金属结构件的制造方面取得了可喜的成绩，数控加工制造飞机零件的技术水平得到大幅度的提升。飞机装配是将各种零部件根据设计的要求和技术规范连接整合成一个飞机整体。从飞机制造的全程来看，飞机装配劳动量很大，几乎占全部飞机制造劳动总量的一半以上。自应用数字化装配技术依赖，我国飞机制造装配无论是从装配质量还是装配效率上都有了明显的改观，但是因为数字化装配技术应用时间不长，技术体系还不够成熟，因此我国的飞机装配技术还有待进一步的发展和提高。
1、飞机数字化装配主要基础技术
1.1飞机结构设计技术
基于数字化装配的飞机结构设计时飞机真正实现数字化装配的重要基础，针对数字化装配的基本要求和标准直接在机构设计中体现出来。在对飞机结构进行研究与设计的过程中，需要注意以下几点：第一，既然采用数字化装配技术，就必须在设计上遵循数字化装配的基本原则；第二，对数字化装配的基本要求予以充分的考虑，如装配定位、装配检测以及装配的支撑要求等；第三，在飞机的结构件上面向数字化装配建立起必要的自定位特征，在工艺上考虑到必要的光学测量设备的安放接头；第四，在结构设计中充分考虑到数字化装配中的误差补偿；第五，基于数字化装配技术，对整个状态过程进行模拟仿真。
1.2数字量协调与容差分配技术
要保证装配准确度，有效的提高飞机装配质量，数字量装配协调与容差分配技术是数字化装配基础技术体系中的关键技术。从现今我国飞机装配的现状来看，大多仍然采用传统的以模拟量的形式进行零部件基本信息传递的方法，装配方法上也大多延用传统刚性手工装配方法，无论在装配精度还是装配效率上都存在很大问题。在飞机的工艺规划和设计阶段，在数字化装配数据设计和计算的基础之上合理准确的规划数字量协调与容差分配方案，可进一步提高装配精度和质量。在此过程中需要注意以下几点：第一，基于工装模型，建立装配协调基准，以满足数字化装配的基本要求；第二，基于协调基准，创设满足数字化装配的协调路线；第三，装配对象的不同，各自具有的特点也不同，要根据不同的特性制定相应的补偿方案；第四，根据装配准确度的要求、装配误差和变形的传递过程，对装配容差进行详细的分析并加以优化。
1.3工艺规划与仿真技术
飞机零部件数量大，种类多，需要使用到大量的工装、工具和夹具，装配操作量非常大。对装配过程和细节进行规划和仿真，可及早的发现装配过程中存在的不准确、不协调等多种问题，从而对装配方案进行进一步的调整，保证装配的快速和精准。在数字化装配工艺规划与仿真阶段，要注意以下几点：第一，基于数字化装配的工艺要求建立仿真模型进行装配系统工艺仿真；第二，在离线仿真的基础上，结合实时测量的结果，生成数控代码；第三，在飞机数字样机的基础上，根据飞机装配的基本要求和性能要求，进行三维仿真。
2、飞机数字化装配主要应用技术
2.1数控柔性定位装配技术
柔性工作设计的关键点在于定位与夹持。飞机装配过程中，定位和夹紧件的配合受多方面因素的限制，零部件在装配过程中也极易发生变形。数控柔性定位装配技术的应用，有效的解决了这一问题，大大提高了定位精度，降低零件变形的概率。根据飞机结构的特点和定位、夹持需求，进行数字化定位器的结构设计。在误差测量的基础上，设计柔性定位方案，再进行姿态调整，使多个定位器的运动实现协同控制及构建位置姿态精确调整。
2.2自动化精密制孔技术
飞机装配有很多的螺接和铆接点，存在大量的制孔工作。自动化精密制孔技术的应用代替了传统人工制孔，既提高了制孔效率，又保证了制孔质量，大大提高了飞机装配的稳定性和可靠性。自动化精密制孔技术要点主要有：第一，根据不同材料的特性对制孔过程中的各项参数进行试验并在试验结果的基础上进行优化设计；第二，能够在狭小的空间条件下完成制孔操作；第三，根据装配特点和要求进行自动化精密制孔单元的开发。
2.3高效长寿命连接技术
长寿面连接技术大大提高了飞机结构件的抗疲劳能力，有效延长使用寿命，使飞机的可靠性和耐久性都得到有效的提高。高效长寿命连接技术解决了传统液压和捶打连接方法所具有的一系列问题，减少了装配连接损伤，其技术要点有：第一，对密封连接予以支持，复合材料1‘涉铆接、千涉螺接技术；第二，钛合金材质的铆钉、高锁螺栓的连接技术；根据装配特点和要求进行长寿命连接单元的开发
2.4大尺寸精密测量技术
精密准确的测量时精准装配的基础和保障，是数字化装配实现的必要条件。飞机装配对测量技术的要求很高。精密测量技术要点有在于针对飞机产品装配的激光跟踪测量方法和iGPS测量方法，根据飞机产品特点进行大尺度精密测量单元的开发。
3、结语
飞机数字化装配技术体系融合了多领域多学科的先进技术，随着技术的不断更新和发展，我国的飞机数字化装配技术体系必将不断提高和完善。数字化装配技术和装配的应用，彻底改变我国人工装配的现状，有效提高装配效率和装配质量，降低维修率，使我国的飞机产品稳定性和可靠性更高。
参考文献
[1]郭恩明.国外飞机柔性装配技术航空制造技术[J].航空制造技术，2012（09）.
摘要：本文针对某起重船的设计与制造，阐述计算机辅助船舶制造技术在现代造船业中，应用广泛，深刻影响造船工业转换造船模式。
关键词：起重船；计算机辅助制造；详细设计
船舶作为水上建筑物，系统复杂、技术含量高且使用周期长。如何利用计算机辅助船舶制造技术，完成船舶稳性、结构强度及刚度等校核，并在总体设计基础上，即总布置设计、型线设计、各项性能计算，逐步细化模型，完成生产设计以及船舶制造，是由计算机辅助船舶制造技术融合了现代造船模式的先进理念所决定的，即用信息化手段支持“协同创新、精益制造”。其内涵包括两个方面。首先，利用数字化建模技术搭建计算机辅助船舶制造方案的基础，实现精益制造。其次，针对产品生产、加工工艺以及船舶生命周期管理而构建的数字化造船管理系统，实现协同创新。现以某起重船的制造为例，充分说明计算机辅助船舶制造技术对促进造船工业转换造船模式，提高企业整体素质和竞争力，赢得竞争优势具有重大意义。该起重船主尺度如下：型长：89.8m型宽：31.0m设计吃水：3.2m垂线间长：88m型深：6.6m排水体积：7408.2米3。
首先，利用计算机辅助船舶制造工具之一——Maxsurf软件，针对该起重船的基本设计方案，进行数字化建模并完成稳性校核。数字化建模主要负责建立各种制造资源的数字化模型。其基础数据模型包括：产品数据、工艺数据、标准代码、资源数据、计划数据、其他基础数据。由于Maxsurf软件，利用B样条曲面和非均匀有理B样条曲面，基于数学公式形式，进行型线描述及设计；在保持很好的计算稳定性的前提下，来设计复杂的船体外形，通过反复迭代，逐步得到最终可靠的结果，即采用优秀的船体型线提高船舶的快速性，所以采用该软件进行型线设计，完成数字化建模，并进行稳性校核。为表达船舶在正浮状态下的浮态和稳性要素随吃水的变化，完成了完整稳性许用重心高度计算等，按照水线面、纵倾的定义，插值计算船舶静水力数据，求得不同排水体积或不同吃水及不同横倾角时浮力作用线至假定重心的距离，即横交曲线数据，并对指定进水点计算其进水角及甲板入水角。再利用该软件，根据《船舶与海上设施法定检验规则》国际航行船舶法定检验规则（1999）中IMOA749（18）号决议和非国际航行海船法定检验技术规则（1999）两部份进行稳性计算，数据如图2。
其次，利用计算机辅助船舶制造工具之一的Nupas，进行结构数字化建模及生产设计。该起重船选用Nupas软件完成该项工作。生产设计是在详细设计的基础上，按建造单位的技术、设备、施工工艺及流程、生产管理等情况，设计和绘制施工图纸以及施工工艺和规程等。其中还包括组装和管理的要求。生产设计的详细、完整和深入的程度，直接影响到造船质量、建造周期。计算机辅助船舶制造非常适应现代造船产业的发展。由于Nupas软件能导入基于表面的船体线型数据，如Iges,Rhi-no,Napa,Acis等，内置智能的船体结构拓扑原理及管道规范，统一的逻辑数据，友好地用户界面及三维环境等，所以将Maxsurf的数字化型线模型的iges文件导入Nupas软件中，进行数字化船体三维建模。最终,输出各种二维、三维格式的图纸，例如AutoCad,dwg,dxf,pdf等。其中,生产设计，从广义上讲，是对生产计划的制定、执行、反馈与持续改进起到良好的辅助作用，使整个生产形成闭环管理。包括三大系统和二大数字化共享平台：造船生产计划管理系统、造船物流管理系统、造船MES；造船生产管理门户平台、造船数字化管理建模平台。本文从工艺生产设计的角度出发，介绍相关技术应用。起重船项目的数字建模及生产加工，通过船体结构、舾装、轮机、电气等四大专业分工协作，结合结构与舾装放样、管系放样、电缆放样、船体型线放样、外板和曲型板材展开、型材逆弯、线型光顺、线型处理、胎架制造、型材切口形式等生产工艺来完成。首先，创建三维图纸剖面，建立起重船项目的三维空间主尺度；其次，进入各个图纸剖面进行结构件模型的创建。
整个起重船项目被分割成小分段来细化，各个零件根据位置、轮廓、实体尺寸进行创建。例如，骨材根据板厚方向、球头朝向、端部特征、位置等进行创建，并进行安装方向、焊接收缩量的定义。零件定义之后，组装成部件，部件组装成分段，完成组装策略。其中，套料给出零件在钢板上的排列，切割信息等。一起套料的零件越多，钢材的利用率越高，据此对角钢、球扁钢等进行套料，计算其长度和弯曲的偏移量。再例如胎架设计，首先定义胎架高度，支撑分布及根数，以生成胎架。或者打开一块或几块外板板，在板缝上生成支撑，布置支撑的位置和数量，最终生成胎架。整体自定义的规则选取型材的末端形式和坡口、凹槽类型，利用开孔管理程序进行船体结构上穿管。从三维模型中生成的零件表、材料统计表、重量重心报告、焊接报告和坡口报告、板材零件的几何结构和型材加工信息，方便快捷地进行套料和切割。通过工作分解管理程序，自动地给大组件、小组件、板架零件编号，规划总装策略，自动完成分段建造工作结构的分解计划，生成二维和三维的组装等生产图纸（如各种送审图、结构图、分段图、生产图纸）或草图。除了图纸和零件表以外，相关的数字化生产信息，如切割加工单、表面处理、焊缝、总重和重心等直接提供给切割机、弯机和焊机等数控生产设备。设备直接从三维模型中计算得出相应数据，供设备使用。如图3。总之，在起重船的制造过程中，计算机辅助船舶制造技术，融合了静水力计算程序、稳性计算程序、型线生成程序、船体强度计算等“流水线”式的程序系统，以数据库为核心，良好的人机交互技术，较好地发挥了高速发展的计算机的性能，如速度快、容量高、精度高等，又充分发挥船舶设计者的主观决断。最终，运用计算机辅助船舶制造技术不仅加快了船舶设计速度，而且保证了计算的精度，减少人工重复劳动，从而大大提高了工作效率。船舶工程的技术日趋复杂，船舶设计与制造的难度也越来越大，只有更好的使用计算机辅助船舶制造技术，才能在尽可能短的时间内，完成大量复杂计算和设计，建造出优秀的船舶。计算机辅助船舶设计对促进造船工业转换制造模式，提高整体自动化水平，增强企业核心竞争力，具有重要意义。
作者：宋褔高 苏琳芳 单位：大连船舶重工船研所 大连海事大学
MBD技术将设计、制造各个环节所需要的信息都放在模型上。依据三维模型进行二维工艺设计、用二维图样完成现场生产指导的现象，是一种技术倒退的现象，违背MBD技术的先进设计和制造理念，未达到三维工艺“无纸化生产”的要求。查询不方便。生产现场提供的纸质文档具有笨重、携带不便等缺点，在获取生产过程所需要资料时，从厚重的纸质文档中找到相关文档的过程显得尤为困难，同时纸质文件在生产现场，增加了保管量和保管难度。交互性差。对于新产品或新员工，复杂图样不易看懂，产品的加工过程掌握比较慢，易出现加工操作失误导致的产品缺陷，严重影响产品质量和生产进度。一致性难以保证。设计的工艺规程在生产现场，根据实际的生产情况，部分内容需要进行微调，若采用纸质文档，可能存在修改后的纸质文档未能及时反馈至PDM系统的情况，造成数据的不一致；即使进行了图样修改，其可追溯性也很差。
1.MBD技术应用的前提
要基于MBD技术的设计数据进行工艺设计和制造，首先应该按照结构化方式组织和管理工艺数据及关联产品，还要有效支持系统集成3D可视化表述，直观简洁。
2.MBD技术的应用
在制造企业应用MBD技术，主要是基于三维模型进行工艺的编制。工艺编制工作将在三维数字化环境下，直接依据三维实体模型展开，完成工艺方案制定及详细工艺设计，并将产生的三维数字化工艺，作为生产现场的操作依据。三维数字化工艺的显著特点是在三维数字化环境下，工艺人员利用各类三维数字化实体模型建立起数字化工艺模型，通过模拟仿真，确定出合理的、可行的制造工艺。同时生成工艺图解和操作动画等多媒体工艺数据，编制成三维数字化制造工艺。同时，基于三维模型进行数控编程：针对具体工程特征，包含有装配信息、工艺信息和制造信息，在产品加工模式下，可以将这些信息直接抽取出来，实现该工程特征的数控编程。三维数字化产品、工装和工艺数据可以完全替代二维工程图样和纸质工艺规程，成为对工人进行技术培训的多媒体资料，以及在生产现场指导工人工作的技术依据。因此，需要建立面向三维产品数据的生产现场可视化应用系统，以工艺为中心，将三维产品工程数据、三维工装资源数据、操作过程工艺图解和操作动画组织起来，通过网络将三维数据传递到生产现场的数字化应用终端，实现无纸化生产现场的目标。在三维工艺到达现场后，可创建一个制造现场数据中心，对工艺规程的归档审批完成时，自动（或手动）将该工艺信息及附带的设计模型、工装设备和工艺资源等传送至该中心，并进行结构化存储。制造现场开发制造工艺浏览工具，可全面查看工艺规程、设计数据和生产资源等信息。基于应用资源层数据对工艺结构树进行展示，对选定工序的工艺规程信息进行查看。利用与JT浏览器的集成，查看该JT模型，并可对该模型进行旋转、缩放和PMI浏览等操作。目前，我公司收到的设计数据已为三维模型，因此只需在加工制造时采用MBD技术进行工艺规程的编制。首先，通过在NX软件中开发客户化的菜单，将设计的三维模型复制后与工艺规程相关联。然后，创建结构化工艺，通过复制的功能，可以创建每道工序的工序间模型。由于利用三维模型在制造现场指导生产还属于试验阶段，因此，在创建工序间三维模型的同时，我们还生成了便于打印、用于现场的二维工艺规程。在三维和二维工艺规程编制完毕后，通过PDM系统二次开发，将用户选定的临时工艺规程（未审批归档）发送至现场工艺资源库。对进入审批流程的工艺规程，通过ITK开发，添加流程的处理程序。在审批完成后，自动将流程包含的工艺等所有信息发送至工艺资源库。最后，提取工艺所属车间信息，与车间使用权限关联。创建工艺规程与JT模型浏览程序。根据用户权限，提取所属工艺规程信息，对产品结构树、工艺规程和JT模型进行有效浏览。
3.结语
作为制造过程中的唯一依据，不用生成和维护二维工程图样，减少了设计工作量，简化了管理过程。同时，通过三维数字化工艺开发，生成操作过程动画、工艺图解及工艺规程等工艺数据。在MBD制造模式下，产品工艺数据的形式与类型发生了很大的变化，需要通过以零部件对象为中心把所有的产品设计数据（如几何模型、原材料等）、工艺数据（如工艺规程、工艺操作动画、工艺图解等）和生产数据（如执行参数、供应商等）组织在BOM结构树上。同时，在MBD数据组织模式中，某工艺相关的操作动画、工艺图解和工艺参数与其工艺规程数据具有关联关系，它们归属于该工艺规程数据，并保持版本等信息的整体一致。
作者：刘巍 单位：中航工业哈尔滨东安发动机（集团）有限公司信息档案中心
制造业在宁夏自治区产业中占有主导地位。在经济全球化和信息化趋势下，依靠强有力的科技支撑和引领，改造提升传统制造业，加快宁夏自治区制造业信息化建设，以信息化带动制造业发展。提升广大制造业企业的核心竞争力，在新一轮竞争中抢占先机，对宁夏建设创新型宁夏和实现经济社会跨越式发展，具有重要意义。
“十一五”制造业信息化集成应用
自宁夏制造业信息化工程实施以来，紧扣制造业先进设计制造主题，以三维技术应用为突破口，引导示范企业全面开展了三维CAD应用，建立了三维CAD、CAM、NC代码管理系统，建立了“甩图纸”工程的基础PDM系统、建立了快速设计、快速工艺、敏捷制造、数字化样机体系。企业紧密结合机械行业的产品制造特点，研发应用适合机械行业的总体设计、概念设计、三维结构设计、工程仿真分析的全数字化应用技术，从数字化设计、工艺到加工、装配的信息共享技术，基本实现了企业信息网络化和设计，工艺，生产等各环节的信息集成，初步形成了基于Intranet／Internet环境下的设计制造一体化系统，使企业资源配置更加合理。引导企业利用有限元分析计算的零部件干涉检查技术，实现了整机动静态刚度分析计算，并应用整机优化设计，大幅度提高了整机设计水平和质量。引导企业应用典型零件的工艺和工装数据库，应用于CAM系统，可以生成不同加工设备都能识别的数控加工代码，传到加工中心完成零件加工。
以业务协同－系统集成－信息融合为主线，自主研发数字化企业关键技术。全力支持了宁夏共享集团有限责任公司等多家先进制造企业，提出了以数字化管理、数字化设计、数字化制造和数字化商务为全面数字化管理的目标。技术上以ERP、PDM软件产品为主要基础平台，坚持自主开发，并自主实施了软件移植性和异构系统数据共享性方面的技术改进。支持企业以战略管理为指导，以一体化体系为核心，以物流、资金流、信息流为媒介，涵盖发展战略、采购、生产、技术质量、销售、人力资源、财务、创新及基础资源、各项基础管理等完整的管理数字化方案。支持集成IT资源，用一套软硬件系统、一个信息中心管控集团下属的12家子公司各项业务，公司员工在同一个平台上进行数字化设计、数字化制造、数字化管理、数字化商务和数字化办公，摆脱了繁重的纸张签字模式，由大量的纸张存档变为电子存档，计算机系统数据与信息是公司日常运作的依据。
“十二五”推动制造业信息化的深入发展
“十一五”以来，通过宁夏制造业信息化工程规划的实施，宁夏自治区制造业信息化在“两甩”示范、改造提升示范、平台建设、服务体系建设，促进宁夏制造业企业的管理模式与企业间协作模式的创新，推进现代集成制造和绿色制造的普及等方面都有了很大的提高和突破，显著提升了宁夏制造业企业的信息化水平和核心竞争能力，对建设创新型宁夏和宁夏自治区经济社会跨越式发展作出了重要贡献。但由于宁夏制造业信息化工作起步比较晚，基础较薄弱，目前还存在一些问题，一是技术咨询服务体系与企业信息化建设的融合度还不够。二是由于企业制造设备老化，车间生产制造信息化进展缓慢，促进信息化有一定难度。三是对制造业信息化的支持力度与制造业信息化需求还不完全相适应。国家在立项支持方面对西部地区倾斜的力度还比较小。
2012年是实施“十二五”规划的关键一年，宁夏科技厅将围绕自治区党委政府的战略部署，以规划纲要为指引，以科技支撑经济发展方式转变为主线，坚持“培育实力、凝聚力量、围绕重点，强化支撑”的原则，不断发挥创新对经济社会发展的引领作用，推动经济由要素驱动向创新驱动转变。
在“十二五”期间，一是深化组件研发应用，增效软件服务。继续加大研制具有自主知识产权的个性化组件的力度，充实和完善信息服务平台，以软件服务增效为目标，以信息融合为核心，提供更好更有利的服务方式和服务平台，推动制造业信息化的深入发展。
二是推进生产车间制造信息化，完善信息流程。着力推进生产车间制造信息化，将产品设计、制造和装配信息流程延伸到底层车间，完善信息流程，提升终端产品的质量，降低生产现场的产品成本，全面提高企业管理水平，提升企业竞争能力。
三是研发重点行业、特色企业的制造服务技术，深化信息化科技工程。开展基于Web的产品制造相关资料及其内容的数字化技术研究；引导企业瘦身，建立企业制造服务体制、整合社会资源，逐步实施企业服务外包和非核心业务部分的外包，使企业更专注于做强核心业务。
四是引导重点企业开展协同制造。利用网络化制造资源及其应用平台，引导重点企业开展协同管理，协同设计、协同商务、协同制造业务，通过改变业务经营模式与方式，达到网络制造资源最充分利用的目的，提高“跨部门、跨地域、动态团队”工作效率。
五是进一步加大制造业信息化支持力度，争取更多国家立项支持。针对技术咨询服务体系与企业信息化建设的融合度还不够，通过充分的调查论证，进一步加大在资金，技术和服务体系等方面对制造业信息化的支持力度，同时积极争取更多国家立项支持，努力使宁夏制造业信息化水平再上一个新台阶。
典型案例：
1、吴忠仪表有限责任公司
吴忠仪表公司自主研发的ERP系统，打通产品选型产品报价合同评审合同管理生产计划采购（库存）制造成本管理应收帐款这条主线，围绕生产经营实现信息贯穿。有效地支持企业供应链、价值链和信息流的数据处理自动化，实现企业管理的程序化、标准化、规范化。产品交货期由以前的3个月缩短至1个月，30个库房全部甩帐，库存资金占用由原来的2000万元降低到1200万元，降低了产品成本，年节约原材料费用约100万元。
2、宁夏共享集团有限责任公司
共享集团以ERP、PDM为核心、挂接自编组件，形成独具特色的由一套IT班子管理维护的一套软硬件的信息化集成系统。公司实现了数字化管理、数字化设计、数字化制造、数字化商务。生产计划编制效率提高20％、集团财务整体处理时间每月节约2-3天、库房管理每月节约时间3天、产品信息计算机管理完整性达到100％、新产品工艺设计效率提高了20-30％、模具加工效率提高了30％，精度提高20％。
3、宁夏新瑞长城机床有限公司
新瑞长城将CAD、CAPP、CAE、CAM、FMS等集成在PLM平台下，实现了以设计数据、工艺数据为主的设计信息集成，以产品结构和工艺文件为主的基本数据集成，以设备、工装数据为主的资源信息集成。新产品开发周期缩短20％-30％，新产品数量年均增加了26％，平均新产品贡献率提高了13％，生产周期缩短了11％，产品平均综合成本降低了16％，工艺设计周期缩短20％，工艺重用率提高20％以上。
《2018年全球数字化运营调研》关键发现
仅有10%的全球制造企业成为数字化冠军，约三分之二的企业尚未迈上数字化之路 。
亚太地区引领全球数字化浪潮。19%的受访亚洲制造企业已经成为数字化冠军，而美洲仅有11%，在欧洲、中东和非洲地区，该数字跌至5%。
从行业角度出发，汽车和电子品行业的数字化冠军最多，分别为20%和14%。消费品(6%)、工业制造(6%)以及加工业(6%)明显落后。
数字化冠军大规模采用新技术，人工智能初露锋芒。
三分之二的企业缺乏明确的数字化愿景和战略来支持数字化转型和企业文化变革。
工业4.0 正以前所未有的方式快速转变制造业，但仅有少数企业能真正地从中取得竞争优势。在普华永道思略特2018年全球数字化运营调研的受访企业中，仅有10%可以被归为数字化冠军，他们将数字化视为积极创新的长远目标，而非仅仅将数字化视为自动化和网络化。
19%的受访亚洲制造企业已经成为数字化冠军，而美洲仅有11%，在欧洲、中东和非洲地区，该数字跌至5%。亚洲地区涌现出一批热衷数字化技术的年轻管理人员，加之薪酬与生产成本的飙升迫使亚洲企业将主要运营流程数字化以保持竞争力，因此，亚洲企业快速推出数字化产品和服务，速度远超全球其他地区的同行。
2018年全球数字化运营调研的重要发现数字化将提升成熟市场的产量，让定制化生产更贴近终端客户市场。但是，欧洲、中东、非洲地区的企业的供应链整合程度还未达到中等水平，在生产制造方面缺乏工厂自动化和生产设备互联。与亚洲地区的竞争对手相比，欧洲、中东、非洲企业往往缺乏将企业战略与运营、技术和人才相关的能力，也很少在业务模式中依赖合作伙伴来创造客户价值。
由于落后与其他地区，因此欧洲、中东和非洲企业对未来五年在新技术和数字化生态系统的投资仅会带来12.7%的数字化业务收入增长，而亚洲公司为16.6%。
普华永道思略特德国合伙人Reinhard Geissbauer博士表示：“亚洲企业在工厂自动化、员工队伍甚至IT架构网络等方面几乎从零开始，即无需升级、整合或摈弃大量复杂的历史遗留系统和设施，因此独具优势，易于建立稳健的数字化运营。此外，亚洲企业似乎更乐意尝试新型业务模式，开发创新产品和服务。”
各地区不同数字化成熟度企业的分布近三分之二的全球制造企业刚刚开始或尚未开展数字化转型，尤其是在加工、消费品和工业制造行业中，数字化冠军寥寥无几。虽然很多工业设备企业已经非常智能化，但汽车和电子品行业的数字化成熟度最高，数字化冠军中有20%的汽车企业和14%的电子企业。汽车企业的运营已经历数十年的优化、自动化和联网；电子制造企业一直处于外包制造的前沿，需要打通和管理延伸价值链上的不同系统和合作伙伴。
普华永道思略特中国工业产品及汽车咨询业务主管合伙人夷萍表示：“汽车和电子制造企业能够超期其他行业竞争对手的原因之一是，他们拥有高水准的供应链集成能力和优秀的全供应链综合规划能力。汽车行业在过去几十年来孜孜不倦地通过精益技术提高效率、增加产量、减少浪费并回收运营资金。电子品企业在供应链整合方面也具有出色表现，因为他们与供应商建立长期的紧密合作，并频繁使用外包合同制造商以满足需求变化和较短的产品生命周期。”
各行业不同数字化成熟度企业的分布新技术正在被企业全面实施，但只有数字化冠军能够通过这些新技术实现整条价值链的互联与协作。数字化冠军取得成功的关键在于通观全局，携手战略合作伙伴在整个企业内部将关键技术相互连接，而不是单独实施各项技术。他们希望通过技术的实施来显著削减成本并提高效率，计划在未来五年节约16%的成本，而数字化菜鸟（报告中数字化成熟度最低的企业）的这一目标则为10%。
至少90%的数字化冠军已经实施、试点或计划使用时下流行的关键技术，比如工业物联网(97%)和先进机器人技术(90%)。相比之下，仅有三分之一的数字化菜鸟采用了预测性维护（39%）和供应链综合规划（32%）等最常见的运营技术。
三分之一的数字化冠军已在重要职能部门中布局人工智能，主要侧重于通过辅助智能和自主智能来实现人工作业和认知作业的自动化；而99%的数字化菜鸟尚未开始使用任何人工智能技术。总体来说调查显示人工智能已经初见锋芒。大多数企业都认识到了人工智能的巨大潜力，代表性的应用案例将慢慢浮现。即使在数字化冠军中，仍有52%的企业表示他们缺乏广泛实施人工智能系统的人才。许多企业对人工智能的全面铺开仍迟疑不决，怀疑其产生的数据不够成熟。亚洲企业是人工智能领域的领头羊，其中有15%实施了重要的人工智能解决方案，而欧洲、中东和非洲企业则远远落后，仅有5%采取了上述举措。
普华永道中国内地及香港工业行业管理咨询主管合伙人陈兆丰表示：“人工智能正在彻底改变数字化冠军的运作，以及未来的企业经营方式。在数字化成熟的企业中，人工智能系统得到了广泛的应用，跨越了简单的流程自动化，进而实现了自我学习和自主性，对业务、企业文化、员工工作方式、人机互动和企业发展战略都产生了影响。”
不同数字化成熟度企业的新技术实施情况三分之二接受调研的企业表示，他们缺乏明确的数字化愿景和战略来支持数字化转型和企业文化变革。仅有27%的受访者表示员工具备把握数字化未来所需的资质。另一方面，70%以上的数字化冠军的管理者拥有清晰的数字化愿景，在企业内部起到表率作用。与此同时，数字化冠军大力投资人才发展和培训，并培养多学科团队，进行跨职能创新。
夷萍表示：“智能工厂配备了大量先进技术，即机器人、增强现实和虚拟现实、数字孪生、工业物联网，而其所处的生态体系也包含大量开放式的交流与互动。因此，能操作复杂设备并编程控制，对产品线、设计、合作伙伴的输入变化能迅速做出决策的熟练工将受到热捧。58%的企业表示，数字化转型将增加未来五年对熟练工的需求。”
