时间：2023-09-08 17:14:12
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篇数字化控制与制造技术，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。
本文作者：肖利李雪工作单位：中航工业沈阳飞机工业(集团)有限公司
航空饭金工装数字化设计制造技术
与其他加工制造方法相比,饭金件的数字化设计制造有自身的特点。饭金件并非一次成形,它的制造过程包括多个工序,因此饭金件的数字化定义不仅包括零件本身的定义,更包括工序件的定义和优化。为了保证制造精度,必须根据零件形状、成形工艺、材料特性等进行成形过程中工艺数模的定义,作为工序间的制造依据和检测依据。其次,饭金件成形是塑性变形过程,无法完全定量控制。再次,饭金成形过程中需控制的主要是成形力、温度等工艺过程参数,而非坐标等几何参数,控制难度更大。由于材料性能的不稳定性和随机性,使工艺参数设计和成形过程精确控制十分困难。因此必须从成形工艺开始直至工装模具试压交付整个过程进行研究,形成饭金件数字化设计制造的解决方案,建立饭金的数字化设计制造体系。饭金数字化设计制造包括工艺数字化设计、数字化工艺数模(即制造模型)、工装数字化设计、工装模具数字化制造等内容,这些内容以产品数模库、产品工艺数据库、工艺数模库、模具设计知识库、标准件库、成形分析/仿真库等共享数据为支撑,通过数据接口与相关部门进行数据交换,由数据管理系统进行管理,进行系统集成,实现并行设计制造,从而提高饭金模具设计质量,缩短制造周期。饭金的数字化设计制造技术工艺设计和制造模型的定义是核心,应该进行以下方面的工作:建立企业共享数据库。饭金件设计是典型的知识需求密集的过程。企业在以往的制造过程中积累了大量关于饭金材料性能数据、典型流程、工艺参数等经验及试验数据,这些数据转化为共享知识,建立模具工艺知识数据库,有助于提高饭金工艺设计的效率和成形质量。此外还有模具设计知识数据库、模具数字化分析数据库等。研究饭金件制造模型定义方法,建立毛坯和工艺模型的专用计算工具,为工装设计、工艺参数设计、数控编程等提供数据源,以满足零件精密成形的需要。图1中,成形模具的外形制造依据为制造模型中的成形工艺模型而不是零件原始数模。成形工艺模型考虑了零件的回弹等因素,对型面和尺寸进行了合理的预修正。以制造模型为框肋零件橡皮囊液压成形工艺过程的数据源,改变了反复试错的制造方式,简化了模具设计的工作,减少了人为不确定因素的影响,提高了模具设计的效率,同时可保证零件成形后的精度,提高零件制造的质量,实现零件的精密、快速和低成本的制造。图1框类零件橡皮囊液爪成形过程飞机蒙皮柔性工装是数字化制造的一个典型案例。图2所示是一种柔性多点吸盘式夹持工装系统,采用数字量传递的蒙皮制造技术,与工艺数字化和数控设备结合很容易实现蒙皮零件的数字化生产,使工装制造周期大幅减少,生产效率显著提高。模具外形调整在10分钟之内可以完成,对于多品种小批量蒙皮零件的生产具有独特优势。国内北京航空制造工程研究所已经开展了这方面的工作5:。
国内航空公司的饭金工装数字化设计制造
国内航空公司在民机转包项目中通过与波音公司的合作,也逐渐开始了数字化技术的应用。配置了以CATIA软件系统为主导的三维CAD/CAM系统,实现了产品和工装的数字化设计,模具的数字化制造也已经开展多年。饭金工装的设计流程如图3所示,工装设计部门接到设计任务后,提取零件数字模型作为设计依据,图纸归档后,提交工装数字模型作为模具制造依据,模具制造部门以工装模具数字模型为依据进行数控加工。整个过程中数据模型作为设计、制造的唯一依据。题。比如工艺数模数据库。在饭金设计模型到零件最终形状的成形过程中,由于材料性能以及回弹等因素,成形饭金的模具形状与设计的零件最终形状存在一定偏差。饭金件设计模型准确描述了最终形状和尺寸,但未考虑饭金件工艺过程的中间状态,缺乏设计到制造的过渡。现在的饭金设计还无法依据产品数据模型和工艺设计提供制造用数字模型(即工艺数模),饭金设计使用的依然是设计模型,导致饭金件成形回弹后需要辅助工序进行修正,影响了饭金件质量的进一步提高,也影响到饭金件的制造效率。需要对各种材料进行进一步研究,通过仿真分析,在产品数模基础上建立工艺数模,为模具设计和数字化检测服务。再比如模具设计知识库。饭金件及其成形工艺的种类繁多、成形过程的多因素性决定了饭金件在设计制造过程中依赖于在长期实践中积累的经验知识,这些经验知识以及各种成形工艺参数知识、各类模具的设计知识等都是模具设计的重要资源,知识库的建立有助于模具设计质量和效率的提高。在质量控制方面。目前飞机质量控制方法落后于制造技术发展,人员队伍素质和能力与当前数字化制造技术深人应用不匹配。检测手段不够先进,除数控加工的结构件采用数控测量机检测外,其他零件和装配件基本上仍依赖于工装进行手工检测,精度和准确度难以满足客户要求。模具的数控制造中,高速加工、复合加工、快速原型制造和制模技术等还需要开展研究。
图3国内航空公司饭金模具设计制造流程但是在饭金设计制造过程中还存在一些问B一777实现了全球第一个全机数字样机,在55个月内完成了研制到交付使用;JSF联合攻击战斗机是第一个基于全球虚拟企业制造的飞机项目,代表了数字化制造的最高水平。这都证明了数字化设计制造技术的生命力。伴随民机转包生产和产品型号研制,国内数字化制造技术有了较大的发展,已经全面开展三维数字化设计和虚拟装配,形成了全机级和部件级的数字样机,在产品数据管理、工艺设计和工装设计制造已经基本实现了数字化技术。具体就模具设计制造而言,只是在设计和制造上实现了一些突破,初步建立了饭金工装的数字化设计流程;对于饭金工装的数字化系统而言,在工艺数模设计、知识数据库的建立、模具数字化分析与仿真、模具数字化制造仿真还有很多工作要做。
关键词：冲压模具；数字化技术；设计应用
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.009
0 前言
目前我国以航空制造业和汽车工业为主的机械类制造业发展迅速，促使我国冲压模具以年20%的速度持m增长。冲压模具本质上属于技术密集型产品，冲压生产中的冲压产品的智联、生产效率等与模具设计具有较大的关联，大力发展模具的数字化设计与制造技术的分析与研究，将数字化技术广泛应用在模具工业中，促使现代机械制造业得到快速发展。
1 冲压模具设计和制造中的数字化关键技术
在冲压模具的使用上，要将数字化技术应用在模具制造的全过程，实现自动化制造和精确化制造，促使冲压模具的高效开发。模具制造的数字化技术主要是将计算机技术应用在模具制造的过程中，实现每一制造环节的精确控制，从而满足冲压生产的要求。数字化关键技术具体包括以下几种：
（1）冲压成形CAE技术。冲压成形CAE技术本质上是利用计算机技术制造计算机软件，并将计算机通用软件应用在模具自动化质量控制过程中，促使该技术能够满足模具制造的精确度要求，也显著提高冲压模具的使用周期。如AutoForm/PAM-STAMP软件应用在模具制造过程中，通过计算机分析、模拟机械用材的流动、厚度的变化以及材料的破坏、起皱等，以此来对模具产品零件的成形、工艺设计进行准确的预见和建议，实现模具的形变。
（2）模块化的快速设计系统。对于冲压模具的制造与设计，要重视结果设计，能够将技术系统应用于模具制造上，提高模具设计的质量。如随着现代计算机技术的发展，冲压CAD/CAM的一体化技术应用在模具设计上，可以有效避免单一软件使用的弊端。
CAD通用软件主要是应用在交互绘图和造型层次的设计上，一般是以模具设计人员的设计经验为主来进行模具绘图和造型设计，这种软件设计方法不能够及时发现模具设计中的不足之处，一定情况下会延误模具设计周期，影响模具的设计质量。因此在数字化关键技术的使用上，可以将模具设计的技术结合起来，弥补单一技术应用中的不足之处。
2 冲压模具设计和制造中的数字化技术的优点
（1）数字化装配技术的优点。冲压模具的装配方法一般分为4种，包括互换装配法、分组装配法、修配装配法以及调整装配发等具体内容，在模具设计上，可以将这四种装配法按照先后顺序应用在设计环节中，有利于进行精加工，减少装配过程中模具标准件的损毁。
（2）计算机仿真技术的优点。在传统的冲压模具设计上，高度钢材在循环加载条件的作用下，会产生较强的包辛格效应，而计算机仿真技术的应用极大程度上改变了冲压设计现状，通过计算机仿真模拟将设计参数设计在固定范围内，进行冲压设计，提高了模具设计的精确度。
（3）数字化参数的程编优点。参数化程编应用在冲压模具的加工制造上，在数字化技术的作用下，逐渐从单纯的型面加工扩展到结构面加工，由中低速加工变化为高速加工，从小切深变为高进给，有效改善工件加工质量，减少加工打磨面；减少试模的工作量，提高模具制造的精度；刀具使用上以小型加工模具为主，注重细节制造，以此既满足模具的设计精确度要求，也有效降低使用费用。
3 冲压模具设计和制造中的数字化技术的应用
3.1 软件技术在模具产品设计同步工程中的应用
在模具产品的同步开发中，要想满足冲压模具的建设要求，就要将冲压工艺贯穿于冲压模具的同步开发过程中。在冲压模具的开发设计上，要求设计人员全员参与，从冲压模具的生产工艺、产品的冲压技术再到模具的具体开发，都要依据冲压成形的物理规律进行模具设计，借助计算机数字化技术真实的反映模具与板料的的关系，并将计算机软件应用在模具变形设计的全过程中。
在冲压模具的设计上，可以应用非线性理论、有限元方法以及各项计算机软硬件，以此来对产品零件的成行进行精确的预算，全面提高冲压模具的技术机控制质量与效率。
3.2 模块结构化的快速设计应用
在数字化技术使用上，要预先消化模具的任务要求（冲压要求），结合现场模具生产经验，应用模具结构库，进行模具的初设计；其次再要进行模面设计，这一阶段调用标准机械件库，组装成一套完整的模具。在参数化模块设计上，要实现典型结构模板化和重复工作智能化，以此来提高冲压模具的制造水平。
典型结构模块化，主要是基于模块化的思想，对冲压模具的典型结构进行分类总结，应用数字化技术进行模具设计参数的控制，生成智能化模板，以此在模具设计过程中完成建模；重复工作智能化应用上，主要是将模具设计过程的重复工作利用智能化模板和二次开发工具来实现缩短设计周期的目的，以此来实现冲压模具的智能化、自动控制化进程。
3.3 信息系统的应用
在冲压模具设计上，要将数字化技术应用在制造业的每一环节中，如可以将数字化技术应用在机械自动化管理、绘图设计、参数分析、模具制造以及模具检测中，在这一过程中应用信息化系统，可以实现产品信息的共享，并将模具制造信息以计算机信息化的形式固定下来，从而为冲压模具的制造设计提供借鉴意见，降低模具设计人员的工作量。
4 结语
随着信息技术以及科学技术的发展，我国的冲压模具已经由传统的机械模具形式转变为机械自动化体系，将先进的数字化技术应用在模具制造上，极大提高了我国冲压模具的发展速度，也提高了冲压模具的精确度和使用周期，推进了我国冲压模具的行业的发展进程。
参考文献：
[1]潘宇祥.探讨数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用[J]. 工程技术：全文版，2016（07）：00258.
[2]肖乐.数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用[J].工业c， 2016（06）：00201.
[关键词] 数字化；车间；系统；军工；制造
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 17. 035
[中图分类号] F270.7；TP315 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2014）17- 0059- 03
数字化制造是传统的制造业依托高性能计算机、网络等高新技术，实现对产品需求分析、产品设计、零件加工制造、产品质量检验以及整个生命周期的数据信息管理、过程控制[1]。数字化车间可以有效降低生产成本、缩短产品研制周期，解决军工制造企业传统生产模式中的瓶颈问题。
1 对军工特色数字化车间的思考
1.1 数字化车间概述
数字化车间是指以制造资源、生产操作和产品为核心，将数字化的产品设计数据，在现有实际制造系统的数字化现实环境中，对生产过程进行计算机仿真优化的虚拟制造方式[3]。数字化车间将传统车间的生产系统、工艺设计系统、质量信息系统以及其他管理系统信息集成为DNC、ERP、MES系统，形成自动化制造体系， 实现产品的设计、工艺、管理、制造一体化，提高企业生产效率，缩短制造周期，降低生产成本，对企业有非常重要的意义。
1.2 军工生产企业打造数字化车间的必要性
（1）军工企业产品具有批量小、种类多、结构复杂、生产交付节点严格等特点[4]，产品依据车间制造能力进行路线划分、资源配置，产品零件分散到各个车间、工位，这对车间的零件调配、设备使用的灵活性提出了更高要求，车间信息不畅通，就会导致生产计划不能按时完成，生产质量也得不到保证，融入信息化技术可以实现产品、物料、工装、刀具等实时数据采集，相关人员通过终端系统可以掌握产品生产、工装、设备的使用情况。
（2）军工企业接收紧急任务。军工制造车间可能突然接收一些产品的紧急生产任务，在传统的制造模式下只能停止现有的生产任务，打乱了原有的生产计划安排。引入先进的制造信息平台，可以根据现在车间的生产情况及生产设备的占用情况进行分析，及时准确地评估插入任务对其他生产任务的影响，通过对生产工序进行拆分、合并、外协加工等排产调整，优化车间配置资源，在影响原有生产计划最小的情况下完成插入任务。
（3）军工企业产品要求质量具有可追溯性。军工产品零件质量要求具有可追溯性，传统操作方式是将数据人工记录，这种方式耗时且容易出错；引入条码扫描机、触摸屏、视频系统等信息采集方式后，将每件产品每道工序产生唯一条码，只需扫描条码，即可调出零件相关数据，为相关人员提供动态数据，实现零件可追溯性。
（4）军工企业制造资源利用率低。每个产品生产涉及现场操作人员、物料准备、设备准备、刀具准备等，传统制造模式由于信息不够畅通，使部分设备、工装闲置，而另外一些任务排满；通过信息化手段可提高车间现场资源利用率及资源优化配置，管理人员在最短的时间内通过大屏幕、PC终端等显示设备掌握生产现场的情况，以便做出准确的判断，采取有效措施，保证生产任务的顺利完成。
（5）军工企业技术文档管理难度大。车间技术文档、产品文档资料多，且很多为秘密材料，管理难度大，需要引进信息化技术进行管理，实现技术文档资料版本的严格控制及方便工人查询浏览。军工企业传统制造模式已经满足不了需求，亟需引进信息化手段、打造数字化车间来解决矛盾。
2 数字化车间构造
2.1 数字化车间的整体构架
数字化车间是一个庞大的具有信息化特点的制造系统，是基于传统制造业与信息化技术平台建立起来的，其整体框架如图1所示。
2.2 数字化车间的模块分析
数字化车间以MES生产执行系统为核心，充分利用ERP、PDM等平台，依据车间自身特点，搭建系统应用的软硬件平台，实现设计、工艺、制造一体化的数字化生产模式，数字化车间打造基于以下信息化平台。
2.2.1 数字化车间MES系统
数字化车间打造MES系统，改变了制造企业传统的单一信息采集方式，通过动态采集产品在制造过程中设备占用情况、生产进度、完成质量等数据，并对数据进行整合、分析，形成整体解决方案，确保将信息准确、及时地反馈给相关人员，为任务排产、决策提供依据。
2.2.2 数字化车间生产管理平台
生产管理系统如图2所示，生产计划下达到车间后，车间工位生产信息采集系统将工位资源数据反馈给ERP系统，通过物料计划计算后，生产计划员根据将生产任务下达给相关的工艺、设备管理、物料管理人员，相关人员根据任务的优先级进行准备，生产计划员根据生产计划进行派工，系统具有生产过程监视以及生产调度指挥功能。调度系统的高效运作，避免了车间资源的浪费，缩短了型号产品的研制生产周期。
2.2.3 制造资源管理平台
制造资源管理模块流程如图3所示。通过数据库建立资源库将可以管理制造资源如刀具、设备、工装等，工艺人员可以根据需要添加、删减资源库中的内容，也可以及时查找各种工序需要的机床、刀具、量具相关数据以及占用情况，计划员也可通过数据库核算产品制造消耗和占用资源的成本。
2.2.4 物料配管模块
产品生产过程中需要大量物料、工装等，由于车间制造现场空间、资源有限，需对现场物料、配套产品及使用工具等物件进行严格控制管理，建立物料配给管理机制，根据生产计划查询物料需求计划，并及时调整；通过网络终端查询库房库存情况，利用电子标签捡货系统指引快速取货，能够利用条码扫描终端自动记录物料信息，保证了库房物料信息的实时性与准确性。
3 结 论
通过对数字化车间的阐述及对军工企业特点的分析，论述了传统军工企业引进信息化技术打造数字化车间的必要性。数字化车间通过建立MES系统，提高了车间信息交流的畅通性和设备使用的灵活性。通过建立IPT协同设计系统，使得产品研制效率提高，缩短了产品研制周期。通过建立数字化生产管控系统，显现了管控系统对生产计划调整、任务监督、资源调配的便利性；建立物料配管模块，提高了物料、工装、产品管理管控工作的效率；建立质量管理模块，通过先进的检测、记录设备使产品质量可方便快捷追溯。
主要参考文献
[1]吕琳，胡海明.浅谈数字化制造技术[J].机电产品开发与创新， 2009（1）：87-88.
[2]洪建胜.数字化车间环境下的MES应用[J].中国制造业信息化：应用版，2007（9）：51.
[3]李铁钢.钣金件数字化制造数据集成技术[J].河南科技，2013（3）.
关键词：无图制造 钣金零部件 数字化系统
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)08-0195-01
随着数字化无图制造技术的发展，数字化制造系统已经演变成钣金零部件加工和制造的关键性工具，钣金数字化制造的信息载体已经完全由“模拟量”转换成“数字量”。众所周知，“数字量”信息其做大的优势就是安全、精确、并行分布式处理、传递易行、容量大。钣金数字化制造系统的信息所表达出来的“数字化”，往往会引发信息处理上的一些变化，譬如：其所引发的技术革新和操作手段都有了巨大的变化和更新，因此，我们必须要在数字空间的实际运行模式中不断的完善和探索。
1、钣金数字化制造现状分析
激光切割制造技术的出现，完全替代了“剪切－冲”的工艺流程，它的特点就是灵活且具有较大的柔性，其缺点就是运作成本比较高。这种制造技术最常见于一些形状不规则的产品或器件上，随着小批量零部件的大量生产，激光切割制造技术越来越受到人们的重视。因为激光切割具有高柔性和高精度以及三维设计技术的不断完善和成熟，使用者可以完全从新设计和流程中取得收益，这样就可以大大降低生产成本，而且还能够有效地缩短工期。所以新的钣金工艺其实就是从设计开始的，及设计+激光切割+折弯+焊接/铆焊。多重折弯工艺在国内的箱体制造业已经比较普及。好处是省掉了传统的加强筋。在实际生产过程中我们发现激光具有切缝细，精度高的优秀特点。通常情况下，都是一次性进行切割，然后配合4次的折弯，从而实现4个工件。这种制造方式，完全超越了传统工艺的设计思路，所以为缩短工期奠定了基础。激光切割的不断普及，市场要求提高速切割，只有这样才能降低待机的时间，向厚板，高反射材料进行扩展，降低电耗成本等。例如雅马哈2010年所推出的by speed机型，其切割的速度可高达40m/min，加速度为3g，它能够切割20毫米厚的不锈钢，12毫米厚的铝合金，6毫米厚的紫铜等，而所耗电只有60kW左右。机器的有效利用率能够达到95%以上。
2、钣金数字化制造系统模式
2.1 数据源的整合与集成
钣金零部件的数字化制造数据大都是采用集中的管理与存储，这样就可以形成一个惟一的数据源。每一个系统都是经过产品的具体数据管理系统进行访问制造相应的模型、工装和工艺信息，从而改变了模拟量的传递模式，满足了所有信息在不同的用户之间与不同的应用系统之间的集成和共享。钣金零部件制造数字化数据库所有的知识组元可以随时更新而且还能够多次使用，钣金数据库知识系统的完善和建立，极大程度地满足了所有信息的数字自动化表述，同时，在每一个数字化的设计当中都可以重新使用所有者的制造技术，这就完全颠覆了传统意义上，单凭经验和多次的试验设计模式。集成系统协同设计就是把数据库、知识重用工具以及应用系统整合到一个相同的平台，该平台为工程设计的统一介质，使得整个数字化流程固定化，对所有数字化制造流程进行统一的控制和管理，从而进一步集成了各大子系统制造工艺，完成了其要素的设计。
2.2 数字量控制与传递
在传统钣金制造模式中模拟量主要是依靠传递实现的，所有零部件的生产流程中所有的环节都缺少一个整体的数字化定义，其所生产的成品难以确保精度和准度。数字化制造则是通过前提准备，将每一个使命的设计要素准确地进行了数字化的表述，凭借数字化的信息驱动生产材料加工的所有过程。通过对零部件模型的设计，就能得到所需产品的具体尺寸和形状，不过由于在零部件生产过程中出现很多的中间不确定状态，所以很难对设计信息向制造延伸。设计和制造模型属于相同对象的不同组成部分，其分别用于两个不同的生产阶段。确定了内容与工序之后，制造模型主要是结合工艺生产过程中的具体因素，对产品做出的一个详细描述，把以往制造模式中通过模拟量表达零件尺寸与形状的所有信息进行了数字化的定义，是工艺过程设计和工艺资源设计的依据。
3、钣金制造要素设计
3.1 知识建模
知识建模其实就是根据钣金零部件生产过程中所出现的知识，通过钣金零部件将其串联起来，把钣金制造和加工过程中所有知识作为一个整体系统，从横向和纵向两个方向进行归纳建模。纵向方面主要是从宏观到微观组元进行构建知识系统，同时依据不同知识组元易难程度进行分层建模，通常都是将该系统划分为型、域、属、族四个不同的层次。知识分类的最基本的单元就是型，它是根据知识具体求解对象的疑难程度进行分类，主要包含实例、基型和典型知识。横向方面，通过进一步地分析所有组元间的相互依赖关系，建立一个如同记忆网一样的模型，把钣金相关知识转化为由制造要素所组成的网络，建立一个完整、科学、便于管理的钣金知识库。
3.2 知识使用
基本类型的知识对形成问题解方案的作用方式分为表型和典型两种。知识可直接形成问题的解方案，基型知识则部分形成问题的解方案。钣金制造指令设计、成形模具设计等问题求解，根据知识的层次模型使用对应的属及基类知识，开发不同的推理方法，如：基于表型知识的推理、基于典型知识的推理、基于基型知识的推理等。以工艺流程设计为例，对于典型钣金零件，通过归纳总结典型方案，根据各种条件检索得到合理的工艺流程；对于非典型零件可以依次采用基于实例的设计或创成式方式来完成；知识检索采用基于编码的精确匹配方法。
4、结语
无图制造技术的发展，为钣金零部件的生产和加工提供了一个巨大的发展空间，其主要就是因为无图制造技术不但涵盖了最新信息和最前端技术，而且更重要的是它促进了生产技术的数字化智能化的发展。本文通过对钣金零件数字化制造系统模式的研讨和分析，提出了钣金数字化制造模式和解决思路，其中制造模型是面向制造过程对钣金零件信息的组织，采用集成管理的方法形成了钣金数字化制造的数据源。
参考文献
文章通过简述秦山二期扩建工程数字化控制系统采购项目执行期间遇到的问题，介绍了识别出的项目设计阶段设计与制造厂资料交互管控、项目实施阶段运行维修处室与制造厂接口管控和项目调试阶段制造厂与调试生产准备处的接口管控等三个管理要点，并针对性地提供了解决方法予以实施，效果良好，圆满完成了采购项目的合同执行。
关键词：
数字化控制系统；采购；经验总结
1背景介绍
秦山二期扩建工程数字化控制系统是扩建项目十大重要改进项目之一，采购阶段公司给予了高度重视。前期通过招标会的形式，通过探讨数字化实现的最优化方案和可行性报告等方面，与各投标方进行了充分的交流，对投标方进行了全面的考核和评估，经过严格筛选，最终锁定在上海福克斯波罗有限公司的I/A8.0产品。秦山二期扩建工程数字化控制系统采购合同由公司设备与材料管理处负责执行，设计处、维修处、调试生产准备处等部门给予配合。由于上海福克斯波罗有限公司是首次承接大型的核电项目，没有相关的项目管理经验和人员，合同签订后1年整个项目没有实质进展。为确保项目能够顺利推进，设备与材料管理处经过充分分析和讨论，确定了三个管理要点并针对性的进行管理配置，具体措施如下。
2项目涉及阶段设计与制造厂资料交互管控
众所周知，工程设计与设备供货方案的确定经常会有一个迭代的过程，需要反复协调才能确定，设计方初期会给制造厂提出技术规格书，设备订货后，设计方需要等待制造厂“反提资料”。也就是说，设计方还需要制造厂提供的设备数据，这些数据作为接口条件得到双方确认后，又将成为设计的输入条件，据此开展后续相关设计。因此，设计和制造方之间往往需要反复地沟通。秦山二期扩建工程数字化控制系统涉及中国核电工程有限公司和华东电力设计院两大设计院，所以各方之间的资料传递更为复杂，常常互为制约。为解决此问题，参考当时“三院四方设计协调会”的模式，公司决定定期召开数字化控制系统协调会，频度设置为每月一次，每次确定行动项并在下次会议时进行检查反馈，有效推动设计与制造厂资料交互的工作，确保设计文件不是项目执行的瓶颈。本项目先后举行了21次协调会，及时解决了工作中遇到的难题，保障了该项目的进展。
3项目实施阶段运行维修处室与制造厂接口管控
为促进该项目进展顺利，充分反馈秦山二期1、2号机组的建设和运行经验，做好数字化控制系统的全面协调，确保数字化控制系统设备保质保量按期交货，为今后的现场调试和运行打好坚实的基础，经公司研究决定成立秦山二期扩建工程数字化控制系统协调工作小组，同时，为及时协助厂家完成组态工作和监督检查，反馈制造过程质量、进度情况，工作小组下设驻厂工作组。驻厂工作组人员由维修处、调试生产准备处、设备与材料管理处、设计处人员组成，同时设一名负责人。具体工作如下：（1）接受协调工作小组领导和安排；（2）按驻厂监造管理程序的要求开展相关工作；（3）全面跟踪厂家的工作，参与控制系统的组态及测试工作，熟悉、掌握数字化控制系统；（4）对设计输入、厂家的实施方案、技术建议等技术问题不可擅作决定并要求厂家实施，如有意见和建议需正式提交给协调工作小组及设备与材料管理处，所有与厂家相关的文件和问题的处理需按合同项目管理的正式渠道处理才有效；（5）作为生产准备的工作内容，定期向主管处室汇报工作；（6）遵守厂家的各项管理规章制度，与厂家相关的协调事宜及时反馈协调工作小组。（7）完成公司数字化协调工作小组安排的工作。正是通过驻厂工作组的成功运作，解决了运行维修人员提前熟悉整个系统架构和内部编程组态以及相关的文件编制工作，虽然投入了较大人力相当于为制造厂提供人力支持，但通过实际参与工作，极大地推动了项目进展，同时也锻炼了一支能打硬仗的运行维修队伍。
4项目调试阶段制造厂与调试生产准备处的接口管控
由于设备到现场后，相关的设计输入文件还在变化，工程实施越深入，还会存在更多的设计变更工作。同时数字化系统的调试工作是一项复杂且涉及面很广的现场工作。不仅包括数字化系统安装、上电及调试前期准备工作、数字系统设备功能试验、数字化系统功能试验、数字化系统信号传输通道试验、常规岛DCS系统控制回路试验及控制算法的整定及各种接口的试验，冗余历史数据库的安装及调试，同时还涉及到各专业组、工艺组、运行人员的现场配合和协调工作。为确保能够直接的接触项目，公司要求上海福克斯波罗有限公司将项目实施的专家直接派驻现场，以现场服务的方式提供技术支持，同时进一步以师带徒实现零接口，通过每天在一起摸爬滚打，解决问题，进一步提高了调试维修人员的专业技能。
5结束语
数字时代，技术的进步和美学的发展都为数字建造带来了巨大的推动力。众多艺术家通过数字编程的方式创造生成式艺术作品。各种各样丰富的视觉艺术及各种因应感官的艺术作品为人们带来了全新的体验。面对时代的改变、技术的进步和美学的发展，数字建造顺势盛行。建筑师弗兰克•盖里（FrankGehry）和盖瑞格•林（GregLynn）作为先行者为我们带来了数字建造的新形式，由计算机控制制造建筑组件的方式为人们带来了前所未有的新的建筑形态可能性。此后越来越多的建筑师开始打破传统建筑严格的几何形式，开始以前所未有的方式进行设计。
2设计方式
数字建造运用计算机控制的工具将数字设计变成了物理实体。这种方式对设计也产生了新的影响。设计方式上产生了从数字化到物理化再到数字化的转换过程。首先，是设计的前期阶段，设计师们可以利用各种软件进行设计推敲，尤其是目前编程类原理的介入，设计师们开始广泛运用Grasshopper之类的软件，通过参数控制生成多种不同的设计结果，从而方便人们进行设计选型。在数字化软件过程中由于存在虚拟推敲的制约性，设计师可以通过制作物理模型进行设计推敲，从而对数字化阶段的设计制图进行反馈并做出设计修改。在设计不断修正和完善之后，设计师可以借助于数控技术进行十分精确的数字化建造。整个过程都是以数字化为主导的，这些不同于以往任何时候的设计过程。总而言之，这种新型技术条件导致设计过程的数字化和设计对象的数字化。
3设计特点
首先，数字化建造是去中心化的。在这种生产条件下，大型工厂已经不再是必需的。相反的，技术已经本土化了。产品信息可以非常迅速快捷地传递。现在是世界化的设计、本土化的制造，这已经完全有别于工业化大批量生产时代。其次，数字建造的包容性。数控设备往往可以同时完成多种不同规格和类型产品的制造，从而占用更少的资源和空间，不必像工业化大批量生产那样要求每一种产品都需要找到一个工厂进行生产。另外，数字建造是十分低廉的。数字建造条件下，关于产品运输以及前期设计的费用都被节省下来，成本将集中在原材料和运转数字建造设备的能源损耗。工业化时代的产品供应链极大地左右了产品的价格。一个产品的成本就可能包括开采矿藏、运输原材料、运转机器、市场运作等各个环节，这样由社会分工和产业链导致的零碎分割导致成本的上升。数字建造是可以满足用户定制的。网络正在革新信息传播的媒介，用户可以自己创作信息内容。传统媒介，如电视、报纸和无线电等等通常是一种单向通道，这使其容易成为信息的消费者而非创作者。但是通过博客、维基百科等等，任何人都可以信息。数字化制造代表了以用户为中心的革命，人们不再需要购买大批量化生产产品，而是可以将自己的创意融入定制化产品之中。
4建造方法
关于数字建造的方式和手段目前呈现出不同的说法，但是基于建造工具和技术的限制，大致都大同小异。例如，由英国曼彻斯特建筑学院的NickDunn在2012年出版的《建筑中的数字建造》（DigitalFabricationinArchitecture）一书提出的五种方法是比较常见的说法。
（1）等高线法（Contouring）。通过等距高度上的断面薄片叠加而成。当然，通过数控加工机床（CNCmachinetools）的平行加工模式或者3D打印机加工完成的建筑构件也在这一类中。最典型的便是3D打印机所使用的材料以及用于数控加工机床加工的材料，它们不限于传统材料，弹性伸缩、高性能复合、熔模铸造等都可供选择。UrbanA&O工作室的骨墙（bonewall）正是通过五轴CNC对中密度压型板材的加工组装而成。
（2）折叠法（Folding）。将二维平面构件如木板或铝板弯折加工成三维的几何形体，或将三维形体在特定框架中折叠组合得到需要的形体。PTW建筑事务所的天堂入口展亭（entryparadisepavilion），通过展开的特质尼龙膜结构折叠组装而成空间的曲面喇叭状连接物。
（3）成型加工法（Forming）。通过大量细分构件的组合装配完成，构件的成形方式可以为CNC刻模浇筑而成。这里所说的筑模材料显然不是混凝土之类的传统材料，佛罗伦西亚•皮塔（FlorenciaPita）的展品爱丽丝（Alice）便是通过将PETG混合黄色乙烯基材料，往数控机床加工好的模具中倒模而成。
（4）切片法（Sectioning）。通过一系列纵断面的组合形成整体框架，断面的尺寸、形状、空间节点均通过三维模拟得到。断面构件通常是作为结构构件出现，由于形态的非线性特点，要求寻找易于加工成弧形的坚硬承重材料或者便于镂空加工的板材。
（5）镶嵌法（Tiling）。将完整的几何形体拆分成易于加工的细分面，在工厂批量加工生产完成后在现场装配完成。东京空域（airspacetokyo）的双层外壳采用了铝和塑料合成材料，通常这些材料用于大型公告牌的制作。
5加工技术
在目前数字化时代，数控技术开始越来越占据主导地位。数控机床、激光切割机、机械臂等数字化的生产技术出现以后，精确制造复杂形体的零部件变得简单可行。目前数字化的加工和建造技术主要包括在毛坯上采用去材法加工的数控机床切削加工，毛坯等材加工等铸造、锻造及模具成型（注塑、冲压等）技术，用成型材料作增材法加工的快速成型制造技术三大类。对于建筑建造领域，也有人开始尝试采用，以适应建筑形体日趋复杂的变化趋势。数控机床是一种被机械行业广泛使用的加工设备，建筑行业也开始使用，它以计算机程序指令控制加工过程的各种动作和运动参数，可以对多种人工合成和天然材料进行加工，可以高精度地加工外形复杂的工件。另外，还有快速成型技术。在计算机的控制下快速成型机的成型头选择性地固化一层层的液体材料。快速成型技术是近年来工业界大力发展的一种新型制造技术，突破了“毛坯—切削加工—成品”传统的零件加工模式，与传统的切削加工方法相比，快速成型加工具有很多优点。例如，可迅速制造出自由曲面和更为复杂形态的零件，并且零件的复杂程度和生产批量与制造成本基本无关；非接触加工、无振动，噪声和切削废料；加工效率高，可实现完全自动生产等等。
6结语
摘要:
从设计、生产、管理等3个方面，阐述服装制造企业智能制造的解决方案和应对措施。在设计环节，实施设计数字化，引入PLM模式。在生产环节，采用基于物联网技术的MES系统对生产过程进行实时监控，促进企业充分利用各种生产资源、合理安排生产。在管理环节，通过ERP、PLM、MES系统融合，实现协同制造、集成管控，实现企业整体的信息流、物流、资金流、价值流和业务流的有效集成，使各级管理者能够及时了解企业各类资源数量及使用等方面的信息情况，为高层管理人员经营决策提供科学依据，有效提高企业的核心竞争力。
关键词:
服装智能制造;服装设计数字化;生产智能化;管理信息化;智能工厂;数字化车间
近年来，由于人力成本急剧上涨，作为劳动密集型产业的服装制造业面临着许多新的压力，服装企业的生产方式开始转变，逐步从人力密集型向技术密集型转变。国家提出了中国制造2025战略计划，服装企业面对产业转型升级和智能制造该如何应对。本文从设计技术创新、生产技术创新、管理技术创新等方面阐述服装制造企业智能制造的解决方案和应对措施。
1设计技术创新
1.1设计数字化、网络化、信息化服装设计受流行、消费者需求、风格、定位、结构、材料、工艺、成本、文化等诸多因素的影响，服装企业通常会将设计研发中心设置在流行的中心城市，这就要求设计师能协同、高效的把流行、技术等信息及时传递给企业。设计的数字化、网络化、信息化很好的解决了此类问题［1］。计算机辅助设计技术使得服装这一劳动密集型产业得以数字化，促使服装产业快速发展。常用的通用设计软件有Photoshop、CorelDraw、Illustrator等。服装专业软件有GERBERCAD、LECTRACAD、富怡CAD等。服装CAD可完成服装创意设计、结构设计、样板设计、样板缩放、工艺设计、工艺单等技术文件的设计开发。利用CAD进行设计开发时，可以借助款式库、材质库、色彩库、图案库、配件库等辅助设计师完成设计工作。智能化的CAD软件还可以实现自动缩放、自动排料等功能。3D服装设计系统可以高效地完成一款服装的整体设计。数字化技术对于服装业技术革新具有重要意义。由于CAD/CAM系统能大幅缩短服装产品开发周期和生产周期，有效提高生产经营效率，因此，这种数字化、网络化、信息化的辅助设计与制造系统更适应当前服装企业多品种、小批量的生产经营模式［2］。
1.2设计研发引入PLM模式服装设计流行周期短、款式多、批量小，这给设计管理带来不小难度。产品生命周期管理(简称PLM)为服装设计管理提供了一种有效的管理方式［3］。产品生命周期管理是以产品为对象，将产品的生命周期从创意到生产、销售、退出不同阶段都进行监控管理，产品生命周期管理如图1所示，让经营者将每个阶段中的人员、资金、物料等生产要素进行优化整合。PLM是企业现有信息系统(计算机辅助设计与制造CAD/CAM、计算机辅助工程CAE、产品数据管理PDM、企业资源计划ERP等)的整合，它促进创造、计划和控制之间的协同，有效地优化产品开发过程。PLM是企业信息化的基础，企业应用系统(如企业资源计划ERP、供应链管理SCM、客户关系管理CRM等)是产品生命周期管理重要的组成部分。企业所有业务数据都按照统一的产品定义信息与过程模型被集成到PLM中，相关部门都能够过PLM获得信息服务。服装业PLM解决方案将与产品有关的数据(具体包含过程及项目管理、产品数据管理、图文档知识管理、设计变更管理、协同设计开发等内容)进行集中统一管理，确保数据的完整性、一致性和正确性，实现企业内部信息共享，服装PLM设计流程架构如图2所示。我国服装企业应用PLM软件已经取得了初步成效，对于企业实现研发过程的协同工作起到了一定的作用。它可以提高设计方案的市场需求导向性、有效缩短生产周期、提高设计效率和规划能力、提高设计方案的可转化性、实现内外部协作开发［4］。
2生产技术创新
服装产业是典型的劳动力密集型行业，产品的生命周期和生产周期不断缩短，要求服装企业具有快速反应机制。这就要求企业能够及时了解各种生产信息，以便指导生产。为了适应服装款式的快速变化及消费者的个性化需求，在服装制造过程中融入制造企业生产过程执行管理系统(简称MES)［5］，这将有助于企业充分利用各种生产资源、实时监控制造进度、合理安排各个生产环节。
2.1生产制造过程控制数字化、网络化、智能化MES系统是面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统，主要包括生产管理、工艺管理、过程管理和质量管理等4个功能。在过程控制方面，MES通过相关信息的采集与处理，对从订单下达开始到产品完成的整个产品生产过程进行实时监控管理，对生产过程中发生的异常情况能够及时反馈，使其相关人员及时采取对应措施进行整改。MES是服装企业CIMS信息集成的纽带，是企业实现车间敏捷生产的基本手段。作为车间信息管理技术的载体，MES在实现服装企业生产过程自动化、智能化、网络化等方面发挥着巨大作用。制造执行系统MES在企业信息管理系统中主要用于对服装车间现场生产过程中的组织与管理，其作用主要有3个:一是实时对生产进行指导。依据服装生产定单的要求，计划与设置工作单元具体的生产任务和工艺流程，均衡生产计划，降低非生产用工时，准确掌控进度。二是对生产进行有效和实时监控。实时监控生产现场统计生产数据，掌控服装制造的全部生产过程，实时跟踪物料流向，及时发现并警示瓶颈所在。三是生产中的各种信息可追溯。采用条形码或RFID技术追溯产品生产过程信息、产品质量信息等，做到对服装产品加工每道工序的详尽管控，提高质量管理力度，降低损耗，减少浪费。
2.2基于物联网技术的信息交互、实时控制从目前服装企业生产现场看，生产车间中的各种服装设备之间的网络通信性能差、信息利用率较低，不能及时获取需要的信息和数据，所有的信息依靠人工方式输入，工作量大而且慢，出错率高。针对这一情况，研究人员开发了一套适合服装工业缝纫机生产现场的MES系统。MES系统的管理模块通过数据采集控制层可以实时地监控到服装车间内部的情况，服装制造执行系统工作流程，如图3所示。数据采集控制层主要是由末端设备以及网关组成的。末端设备是由各种类型的数据采集和控制模块组成的，比如传感器设备，像湿度传感器、RFID、声音传感器等。底层传感器设备将采集的数据上传给MES系统［6］，实现信息流、物料流、劳动力流、设备流实时数据采集和控制，帮助企业及时获取生产进度、员工表现、各工序完成及工时情况、作业效率等信息，实时反映车间现场状态，为管理决策提供可靠依据。通过引进先进的自动化设备及相关软件来改造传统服装业［7］，不仅可使工艺标准化、管理透明化，而且可以优化或简化生产流程，减少用工数量，同时还降低工人的劳动强度，缩短产品设计研发与生产周期。
3管理技术创新
随着服装企业竞争的加剧，如何进行高效管理的问题日益突出。未来，一些服装企业中的设计、生产、销售等环节可能分布在不同的地域。服装企业的生产经营过程主要包括:计划制定、前期开发、设计展开、结构调整与制版、工艺确定、样品试制、新产品客户确认或市场试销、新产品调整、批量生产等诸多环节［8］，各主要经营环节中又包含许多分支环节。整个过程信息反馈周期较长，某道环节一旦有问题且信息反馈不及时，企业经营便难以顺畅推进。通过实施企业资源计划系统［9］(简称ERP)可以实现企业整体的信息流、物流、资金流、价值流和业务流的有效集成，使各级管理者能够及时了解企业各类资源数量、使用等方面的信息情况，同时可以将企业的各类资源及时调配和平衡。为高层管理人员经营决策提供科学的依据，从而有效提高企业的核心竞争力。
3.1协同制造协同制造是指企业充分利用网络技术和信息技术实现供应链内及跨供应链间的产品设计研发、制造、管理和商务等方面进行紧密配合与协调的一种制造运营模式［10］。它是21世纪的现代制造模式，是敏捷制造、协同商务、智能制造、云制造的核心内容。对服装企业来说，协同制造能够最大限度的缩短服装新品上市时间，缩短生产周期，快速响应客户需求，提高设计、生产的柔性。通过网络技术和信息技术使企业财务、生产加工、成本管理、物流、人力等方面快速、有效协同，使企业资源最充分利用。协同制造可以大幅度地提高产品设计效率和可制造性以及成本的可控性，有利于降低生产经营成本，提高产品质量，提高客户满意度。
3.2集成管控服装企业运用信息化手段，打通设计、生产、管理等各方面的信息通道，充分集成PLM、MES、ERP等各个系统，PLM、MES、ERP的互动关系如图4所示，使企业实现对主要生产经营环节的有效管理，主要体现在以下3个方面:一是对整个供应链进行管理;二是精益生产、并行工程和敏捷制造;三是事先计划与事中控制。图4PLM、MES、ERP的互动关系PLM(创新)、ERP(计划)、MES(执行)是工程数字化和自动化作业控制系统主要组成部分。PLM、MES和ERP系统的功能可以互相延伸和对接，共同构建更为完善的现代化服装企业信息管理体系。数字化技术和信息化技术的快速发展，不仅使服装企业具有了快速响应市场需求的能力，同时也提高了企业的生产能力和生产效率。服装企业管理数字化和信息化是一个具有投资大、周期长、系统复杂和高风险等特点的系统工程。对多数服装企业来说，这些系统现阶段应用尚有一定困难，但在满足产品附加值较高、自动化设备广泛应用、RFID技术成本进一步降低等条件后，还是具备可行性的。毕竟，数字化、网络化和信息化是服装企业未来发展的一个重要方向。因此，服装企业在上述系统应用过程中必须结合企业自身实际情况，从系统工程和科学管理的角度出发，选择适合本企业的成熟软件，企业要有接收变革的心理准备，做好风险控制和周密完善的计划，由实力强大的团队实施，确保各管理系统项目的成功实施。
4结语
在互联网时代，零距离交互、分布式共生的基因会更加广泛地渗透。服装产品研发设计数字化、生产过程智能化、企业管理信息化、采购营销网络化、协同研发与生产等现代制造业特征正逐步在服装企业中体现出来，这种以数据驱动，利用互联网信息平台和数据进行智能制造模式会逐步在服装企业中应用并推广。服装企业数字化、智能化、信息化将成为一种全新的制造模式。
参考文献:
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实际应用仍较少，面临软硬件两方面难题
深圳市精密达机械有限公司市场管理部经理 刘 文
印后设备的数字化发展方向包括两个方面，一方面是传统印后设备的数字化，另一方面是数字化印后设备。传统印后设备的数字化是指在传统印后设备的基础上，通过增加自动化、智能化装置，如伺服系统、检测系统等，进而实现智能化数字控制、傻瓜式的调整。印刷业务的短版化和劳动力成本的不断上升，将极大地促进传统印后设备的数字化发展。而数字化印后设备是指可以和数字印刷设备配套，具备数据交换识别、自动调整、在线监控检测、在线修复等功能，通过计算机进行集中控制，实现与印刷环节连线生产的设备。在数字印刷技术快速发展的今天，对应的数字化印后设备发展将成为大势所趋。
利用CIP4技术控制印后加工，实现印刷过程的数字化是印后设备未来的发展方向。但从目前国内的实际情况来看，CIP4技术在印前和印刷环节的应用比较多，在印后环节的应用非常少，特别是传统印后设备。深圳市精密达机械有限公司（以下简称“精密达”）经过1年多的开发，在与数字印刷机配套的数码机器人胶装系列产品上全部采用了CIP4技术，从而实现了印刷全过程的集中控制，该设备已在国内一些企业得到应用。如东莞虎彩印艺股份有限公司引进的高速喷墨按需印刷生产线，由惠普T260高速喷墨数字印刷机、曼罗兰折页裁切设备、精密达数码机器人2000C胶装生产线组成，不同品牌的设备可以通过JDF格式进行通讯，实现计算机集中控制，大大提高了整线的生产效率。
那么，为何目前CIP4技术在印后设备中的应用比较少呢？这主要有两方面的原因。
1.硬件方面：CIP4技术对设备的要求较高
印后设备的发展过程包括机械化、自动化、智能化、数字化几个阶段。要想将CIP4技术应用在印后设备上，首先要求印后设备实现机械化，设备要稳定可靠；然后在设备稳定可靠的基础上实现自动化；再在自动化基础上实现智能化；最后在智能化基础上实现数字化。在设备向前发展的过程中，必须循序渐进，不可能在机械化、自动化等基础都没做好之前就开始智能化和数字化。也就是说，印后设备只有实现了机械化、自动化、智能化、数字化，做到稳定可靠，才能真正实现CIP4技术的应用。然而印后工序多，动作复杂，使得目前具备实现CIP4技术的印后设备较少。
2.软件方面：网络化环境和标准化方面工作尚不足
要实现印后设备的CIP4技术应用，还需要其他软件的配套。如网络化环境方面，要在客户、商务机构、印前/印刷/印后环节之间建立网络联系；企业内部的信息管理系统与生产设备之间也要建有网络连接；各生产设备需要建立标准化，并配有CIP4接口等。而目前在国内，只有少数印刷企业能够具备这些条件。
尽管目前CIP4技术在国内印后设备上的应用还不多见，但随着数字化、网络化的进一步深入，国内印刷企业对数字化工作流程的需求会显著增加，CIP4技术在印后设备中的应用将会越来越广泛。
应用程度主要取决于印刷企业的实际需求以及IT水平
平湖英厚机械有限公司副总经理、平湖牛邦机械有限公司PUR项目经理 李 昂
当下，印后设备的数字化、自动化程度越来越高，具体表现在两方面：一是印后设备规矩的调整更加自动化；二是批次之间的作业准备时间越来越短。我认为，除了目前我公司倡导的绿色印后外，未来印后设备的发展趋势主要集中在提高控制系统的智能化程度上，并与数字化工作流程结合在一起，侧重CIP4等技术的应用。
目前国外印刷企业在印后加工环节应用CIP4技术，进而实现印刷全流程数字化的案例不少，但国内却几乎没有。我参观过国外一家按需出版印刷企业，其主要通过数字印刷机为客户提供小批量、个性化印刷产品，这就要求其印后环节能够快速、方便地得到相关加工数据，并高效完成生产。在这种需求下，其通过CIP4数字化工作流程，不仅将印前、印刷、印后加工连接在一起，更是将任务管理、生产管理等过程控制也纳入到整个体系中，从而使得整个流程涵盖了从接单、印前、印刷、印后加工到产品发送、成本核算等。
参观完这家企业后，我深有感触。一是我认为国内印刷企业很少将CIP4技术应用在印后加工环节的主要原因是需求少，因为只要印刷企业有需求，印后设备供应商就能根据需求为印刷企业实现定制化的设备。二是将CIP4技术应用于印后加工环节，对于印刷企业自身要求较高。国外这家印刷企业有一个很鲜明的特征是其IT能力很强，拥有一支IT团队，这使得企业在应用数字技术上游刃有余。而众所周知，国内大部分印刷企业的IT能力较为薄弱。
关键词：数字化；设计技术；机械设计；应用分析
在这个经济迅速发展的时代，经济效益和社会效益是企业发展的根本目标，企业发展尤为重视效益问题。为创造企业经济利益，机械设计技术是企业降低生产成本、提高现代机械设备的安全性与稳定性方面不可忽视的重要措施。在进行机械设计工作时，适当的采取数字化技术能够实现设计技术的突破性进展，使得机械设备运行的安全性与可靠性得到大大的加强，另一方面也可以提高机械的工作效率，使得企业实现经济效益与社会效益的双收。数字化设计技术是信息科技时代重要的科学技术之一，它目前在机械设计方面的应用受到人们广泛的关注，虽然暂时在于机械设计工作的融合也出现了一些亟待解决的问题，但是随着科技人员工作经验的增加以及研究的深入，相信在未来数字化技术在机械设计方面的应用会达到炉火纯青的地步。
1简要介绍数字化设计技术
在党和政府的政策指导下，我国的科技创新力度不断加大幅度，机械设备在科学技术的支持下发生了翻天覆地的变化，大型化、自动化、高精度化的机械设备不断涌现。数字化设计技术的出现，使得机械设备更加如虎添翼，设备结构复杂化，但是机械的生产规模和运行效率也更加的高效。
1.1数字化设计技术的内涵分析
数字化设计技术是指将计算机技术应用于产品设计领域，属于计算机设计技术的一种辅助。它最开始是以计算机辅助设计，即CAD的形式显现出来的，在科技水平不断提升的带动下，数字化设计技术越来越成熟，它在越来越多的行业受到人们的欢迎，在机械设计方面的优势更为明显。以前设计师在进行机械相关的设计工作时都离不开实物模型的帮助，但是在数字化设计技术出现之后，它可以利用计算机技术建立数字化的模型，从而降低实物模型的使用频率，提高了工作效率。
1.2数字化设计技术特征分析
数字化设计技术最为重要的特征就是产品的定义模型较为统一。任何一个产品都有生命周期，如开发期、成长期、成熟期、衰退期等等，数字化设计技术对于产品的每个生命周期都有相关的设计，都是统一运行的。这种统一的设计模式大大降低了产品设计的繁琐程度，使得产品设计流程更为简单化。因为传统的设计模式会针对处于不同生命周期的产品采取不同的设计方法，使得产品设计变得复杂，而且也容易丢失数据。另外，数字化设计技术可以实现并行设计。传统的产品设计讲究的是设计的切合性，产品的生产制造程序与包装维修程序需要达到高度的一致性，因此同一产品的设计基本上都是由同一设计团队完成。因此，传统的设计方法对于设计师的依赖性较强，一旦设计团队出现分裂问题，则产品的设计链条很容易受到影响，从而产品的质量也难以保证。但是数字化的设计技术可以实现并行设计，简单而言，就是多个设计团队可以在同一时间内，在不同的地方，共同设计某一产品。这样一来，不仅仅是提高了机械的生产效率，另一方面也能够大大的缩短相关产品的生产周期，降低了运行成本。
2数字化设计技术在机械设计中的应用分析
近几年，我国机械制造引进很多的国外先进的技术、管理方式和装备，尤其是进入21世纪以后，对数字化设计技术的充分使用使得机械的装备水平得到很大的改善。这样才能达到提升机械设备的安全性和稳定性、降低生产成本的目的，间接地为企业创造出更多的经济利益。
2.1数字化设计技术在农业机械设计中的应用
我国的农业发展历史悠久，随着经济水平的不断提高，农业种植与收割也不断地由手工化向机械化转变。农机设备朝着一体化、高速化、微电子化的方向发展，设备的操作也越来越容易，同时农业机械的设计也越来越数字化。近年来，数字化设计技术常常应用于农业机械设计工作，农业机械设计人员在进行机械设计工作时，会借助计算机，运用计算机技术来生成部分辅的设计，或者是利用计算机的预测功能来预测产品的性能，经过不断的虚拟运作，不断地调试，从而设计出最优的农业机械。另外，农业机械设计人员还可以根据不同地域的地形、地貌以及农作物特征来模拟出农业机械运作的效果，经过修正与开发阶段，可以设计出符合各地区农业生产特色的农业机械，从而开发出其他的子功能，进而明确各部分子功能之间的关系。
2.2数字化设计技术在汽车控制系统设计中的应用
设计配电时，汽车机械的可靠性和负荷容量的需求是不可以忽视的，在利用数字化设计技术时一定要注意到这两个方面的参数。数字化设计技术的节能设计在各个方面都对人们产生着很大的影响，在设计的过程中，我们也应该考虑到节能减排的因素，要实现最有设计，使得资源的利用达到最大化，要尽可能的避免对环境的污染。因此对自动化技术在汽车机械控制系统中等的节能设计必须进行更加深入地研究，这样不仅为节能环保做出了巨大贡献，还可以为企业带来经济收益，促进技术的发展和创新。
3结语
科学技术的进步造就数字化设计技术，而数字化设计技术在发展与完善的过程当中，也带动科学技术进一步的发展，二者相互影响，相互促进。在实际发展中，工作人员应该不断地提升原有的工作效率，将产品的质量控制到位。数字化设计技术是新发展起来的学科，它与工业方面的生产以及人们的生活都有密切的关系。数字化设计技术无疑是现阶段机械设计工作最得力的助手，企业因该合理的配置资源，积极的引进先进的数字化设计技术。
作者:高刚毅 单位:荆楚理工学院机械工程学院
参考文献：
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1.数字化
微控制器的发展奠定了机电产品数字化基础，如不断发展的数控加工机床和机器人，而计算机网络的迅速发展，为数字化的设计与制造铺平了道路。数字化机电一体化产品软件具有高可靠性、易操作性、可维护性及诊断能力以及友好人机界面，数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。
2.智能化
机电产品要有一定的智能，具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策能力，以求得到更高的控制目标，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品具有低级智能或人的部分智能。
3.模块化
由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事情，可利用标准单元迅速开发出新产品，也可以扩大生产规模，制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。
4.网络化
由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络将各种电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，使人们可在家里分享各种高技术带来的便利，因此机电一体化产品朝着网络化方向发展是大势所趋。
5.微型化
微型化是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势，国外称其为微电子机械系统(MEMS)。泛指几何尺寸不超过1cm的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，具有不可比拟的优势，如各种微型传感器、各种微型构件等。
6.集成化
集成化是指既包含技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与组合，又包含生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。首先将系统分为若干层次，再通过软、硬件将各层次有机联系起来，使其性能最优，功能最强。
7.带源化
指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而运动的机电一体化产品自带动力源具有独特的好处，带源化是机电一体化产品的发展方向之一。
8.绿色化
工业的发达一方面给人们的生活带来了巨大变化，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境遭到严重污染。于是人们呼吁保护环境资源，回归自然，实现可持续发展，绿色产品的概念在这种呼声下应运而生。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。
二、机电一体化技术的应用
1.在现代机械制造业中的应用
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产生，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。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代机械制造技术。
2.在自动机械与自动生产线中的应用
在生产和生活中广泛使用的各种自动机械、自动生产线及各种自动化设备，是当前机电一体化技术应用的又一具体体现。这些自动机械或生产线中广泛应用了现代电子技术与传感技术，如可编程序控制器、变频调速器、人机界面控制装置与光电控制系统等。
3.现场总线技术(FBT)
现场总线技术是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术，能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。
4.交流传动技术
随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来会由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到甚至超过了直流调速水平。目前，大容量电机或中小容量电机都可以使用同步或异步电机实现可逆平滑调速。
5.开放式控制系统（OCS）
“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统可以实现不同厂家产品的兼容、互换和资源共享。
6.分布式控制系统(DCS)
关键词：自动化 技术 数字化 变电站
中图分类号：TP27文献标识码： A
正文：
1 数字化变电站结构功能与特征分析
数字化变化站自动化结构其物理层被分为智能化一次设备与网络化二次设备两个方面；数字化变化站自动化结构在逻辑层上被分成了“站控层”，“过程层”以及“间隔层”三个方面。各个层次内部利用站级总线与过程总线进行连接，实现了高速通信。变电站与间隔层设备的通信通过站级总线进行处理，变电站智能化设备与间隔层设备间的通信通过过程总线进行处理。
1.1变电站站控层功能。
对于变电站的各种实时的数据，利用高速网络进行搜集整理，对于数据库实现了随时更新，同时能够对历史数据库进行登录，通过规定，把数据库的相关数据向控制中心或以及调度中心传递，同时向变电站的过程层与间隔层传递控制中心或者调度中心的控制命令。能够实现对变电站故障的自动分析与远程无人监控，可以实现图象的显示，打印，报警等功能。
1.2变电站过程层功能。
通过变电站的过程层能够实现对电网中电压，电流，谐波等的检测，同时实现了对于电网运行设备状态参数温度，密度，压力，机械特性等的统计监控；另外，通过实现调节控制变压器的分接头，控制电容，电抗器的投切，控制直流电压的充放电等执行操作的控制。
1.3变电站间隔层的功能。
通过间隔层能够实现对本层实时数据的搜集整理，同时能够对本层的一次设备进行控制保护，对本间隔层的操作实现了闭锁功能，控制数据采集统计以及运算的优先级，并且，间隔层可以对电能量，有功，无功等进行运算；实现了对设备间信息的传递，具有承上启下的作用。
基于数字化变化站的结构特征，自动化变电站具有以下特征。
1.4数字化变电站平台建设具有标准统一化的特征。
基于IEC61850标准的电力系统建模规则，使得变电站自动化的建模和信息交互有了统一的标准。利用对设备描述的规范化，通信服务接口的规范化，使得智能设备之间的相互操作得到了实现；同时统一平台的建设，使得变电站的资源实现了共享，而具有全局的变量名则实现了变电站内部以及变电站和控制中心的无缝通信；通过XML语言实现了变电站系统配置，设备的功能以及网络的连接，使得变电站系统的工程实施，维护都变得简单。
1.5数字化变电站的一次设备具有智能化的特征。
通过光电技术以及微处理器技术的设计，能够实现一次设备被控制和被检测信号回路的驱动处理，使得传统继电保护回路的结构被简化，同时传统的导线连接被先进的数字信号网络代替，传统的强电的模拟信号以及控制电缆也被光纤以及光电数字化技术所代替，从而实现了对信息处理的自动化与独立性。
1.6数字化变电站的二次设备具有网络化的特征。
数字化变电站中测量控制设备，远动设备，电压无功控制设备，继电保护设备，防误闭锁设备等都实现了模块化，标准化的设计制造，因此，通过数字化变电站的网络化，使得各个设备之间能够实现网络化的信息链接，使得设备之间以及设备与变电站之间的通信及时迅速。
2 自动化技术在数字化变电站中应用的优势分析
第一，自动化技术在数字化变化站中的应用，使得变电站各种信息实现了共享。数字化变电站的建设给予IEC61850标准，同时自动化设备的应用，使得变电站计量，保护，监控等系统实现了在网络中电流信息，电压信息，变电站运行状态信息等同一个网络的接收，同时，变电站的控制信息也能够实现同一个网络的接收，而不需要进行信息采集，信息执行以及信息传递等不同网络的建设。因此，实现了变电站的资源共享，同时也使得变电站系统的互操作性得到提高，并且资源的共享使得变电站重复建设的投资降低。
第二，自动化技术在数字化变电站中的应用，使得变电站的规模及功能得到扩展。数字化变电站中实现了通过网络进行设备间以及设备与变电站之间信息的传递，当将新的设备接入到通信网络中，即可实现了变电站新的功能，并不必将原有设备进行更换，从而使得建设的成本降低，同时也使得变化站的工作更加便捷，工作效率不断提高。
第三，自动化技术在数字化变电站中的应用，使得变电站的测量精度得到了提高。通过变电站的互感器中模拟信号对设备的数据进行采集时，会出现很大的附加误差。自动化技术下数字化变电站数据的采集，是基于电子式的互感器，具有高精度的特征，使得变电站的测量更加精确，从而使得变电站的工作效率与质量都得到了提高。同时，数字化的测量系统的重量比较轻，体积也比较小，能够实现在变电站开关设备系统中的智能集成，从而能够实现变电站机电一体化的设计与优化。
3.变电站自动化系统具有的问题
传统一次设备有着较高的安装运输成本、较重的质量、较大的体积，变电站一次设备由于油浸式电流互感器爆炸造成严重的损坏。由于CT物理结构困难造成了它对于测量和保护需要的大范围量程不能精确的提供，设计继电保护和CT过程中，由于剩磁问题的影响产生了很大的困难，电容式电压互感器暂态特性会导致快速保护的误动作，对于互感器的价格、绝缘性能以及体积等，超高压系统造成了非常大的挑战。很多复杂的二次电缆能够造成直流接地从而引发误动作，零序电压产生不正确的动作；重复采集信息，没有统一的标准进行通信协议，不能互换不同厂家的设备，不能共享信息等，使重复投资的现象时常发生；无法在线监督设备状态，设备的在线检修也不能实现。在一定程度上，这些问题对变电站设备的维护管理以及安全运行等造成了严重的影响，使信息的利用效率大大降低了。近年来，数字技术被广泛地使用，就像其他行业一样，在电力系统中也产生了革命性的技术更新。随着电力信息接1：3标准化、职能一次设备、开放协议以及网络技术的应用，自动化技术在变电站建设领域也带来了非常理想的技术解决方案。
4.发展策略
在具体实施变电站自动化体统过程中，受到管理体制以及专业分工的严重影响，可以采用不同的实施方法：
第一，以远动作为数据控制和采集的基础，进行站内监控，以电网调度自动化作为相应设备的基础，使其相对独立性得到保护；
第二，以微机保护作为数据控制和采集的基础，进行站内控制，有机的结合测量、控制与保护，目前，我国已经有相关产品。后者是未来发展的趋势，所以，管理、运行、制造以及设计部门必须打破专业界限，使一体化得到实现。
变电站实施无人值班运行模式以及自动化系统模式，设备的可靠性在很大程度上起到决定性作用。这里所说的设备除了自动化设备外，还包括电气主设备。充分考虑变电站自动化系统的特点，使主管部门进行相关设备接口、制造的规范标准的制定。电气主设备制造商以及自动化设备制造商必须加强合作，进行技术合一产品的提供，从而使运行、设计部门选型方便。
5 结语
近年来，我国电网公司大力发展智能变电站，进行了一系列标准的制定，并进行了很多示范工程的建设，不过，很多关键技术尚不成熟，对于智能变电站对技术的要求还不能完全满足，所以，对于我国电网公司的发展造成了严重的制约。从战略的高度，电网公司必须对电网发展方向进行把握，促进电网公司进行智能电网的建设以及研究。充分利用先进的控制技术、通信技术、计算机技术等，研究并建设自动化变电站。对传统的变电站进行改造，使其满足当代的需求，突破重重难关，逐渐走向完善。
[参考文献]
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在十七世纪，西方世界开始了划时代的工业革命，即以机械生产代替手工生产，这是机械自动化的起源，也是机械自动化正式登上世界舞台的契机。到了十八世纪中期，英国人瓦特对蒸汽机进行了机械自动化的改良，添加了一个离心式调速器，并安装了一个节流阀。其中，离心式调速器的发明和应用，可以说是机械自动化发展史上一个最重要的里程碑，正是离心式调速器实现了改良版蒸汽机的机械自动化。而为了满足随着经济增长而逐渐增多的生产需求，工业生产走上机械自动化是一种必然的趋势，这一点，已经在历史的发展中得到了证明。
1.机械自动化
所谓自动化是指相关机器在没有人工干预的情况下，按照事先设定好的程序对生产过程进行自动化操作或控制，而机械自动化就是相关机器通过机械的方式来实现生产过程的自动化控制。工业生产中应用了机械自动化技术，在一些简单重复的流水作业上，极大的解放了劳动力，同时降低了工人的工作强度，这就相当于节省了人力成本。而机械自动化能够不受环境限制，没有疲劳的持久高效运作，极大的提高了工作效率，增加了生产收益。而且在生产工作中，机械自动化的应用减少了人工操作的失误率，提高了产品的质量，同时还减少了对资源的浪费。
2.机械自动化的技术核心
（一）机械自动化的数控技术
数控技术，即数字化控制技术，是采用电脑程序控制机器的方法，是按工作人员事先编好的程式对机械零件进行加工的过程。如果说机械自动化技术是用机械替代了人工，那么数字化控制技术则是用程序替代了机械。把机械数字化，就可以用程序完成大量的机械功能，从而替代大量的机械设备，不仅能够节省生产成本，同时进一步的提高了工作效率。而且数字化控制的好处在于，通过对相关程序的编写，能够加强机械的智能化，即数字化控制技术可以对生产过程进行自动查错、自动更正和自动修复这样不仅提高了产品的质量，同时也减少了机械的出错率，更为机械设备的维修提供了方便。如果说机械自动化是工业机械发展的未来趋势，那么，数字化控制技术就是机械自动化发展的未来趋势。
（二）机械自动化技术的网络化
随着计算机技术的发展，网络自然应运而生，而随着各行业领域里对计算机技术的应用，相应的技术也不可避免的发展成了网络化技术。所谓网络化，是指利用计算机的通信技术，把分布在不同区域的数字化设备相互联接起来，然后遵从一定的协议进行彼此的信息通信，从而达到共享不同设备终端里数据信息的目的。随着数字化控制技术在机械自动化中的发展，CAD技术和CAM技术也和数字化控制技术进行了有效的结合，工业的生产机床进行了联网数据共享，从而实现了机械自动化技术的网络化。
3.机械自动化的制造模式
随着机械自动化技术在工业生产中的广泛应用，机械自动化所具备的人员需求少、工作强度低、工作效率高、产品质量强、生产成本低等优势，对于传统的工业生产制造模式产生了巨大的冲击。传统的制造模式是：首先，对相关机械进行功能设计，这些机械的功能不具有自动化，只具有半智能化，即只能替代一部分的人工工作；然后，一部分工人操作这些半智能化机械完成产品需要的机械加工部分，另一部分工人则完成产品需要的人工加工部分，从而组成整个产品生产的人机结合制造模式。可是随着机械自动化技术的广泛应用，工业生产的制造模式也跟着发生了转变，其转变的方式主要体现在以下三个方面：
（一）改变了“车间工人”的传统制造模式。在传统的制造模式中，为了提高生产产量，就需要大量的车间和生产线，自然而然，对技术工人的需求也十分巨大，但是这样却无法从根本上提高产品的生存产量和生产质量，甚至工厂会因为人员过多从而引起管理的混乱。而机械自动化的制造模式却改变了这一现状，因为其性能的优越性，保证其维持设备的运行并不需要太多的工作人员，同时极大的精简了生产线上的工作人员，如此一来，只需要很少的人工力量，就能完成整个生产制造流程，实现真正的自动化生产，极大的降低了工作强度，提高了生产效率。
（二）流水线的生产。传统的流水线生产具有很大的弊端，比如机械的传输带速率是固定的，可是工人的组装速度却是波动性的，这就导致产品的出错率较高，而且导致流水线上的工人工作强度极大，很容易引起过劳死。而机械自动化的流水线生产则是全部由机械来完成流水线的所有工作，包括原材料的加工，产品的生产、组装，成品的检测，失败品的复装等。这些生产过程通过程序事先设定好，然后程序会控制机械逐一完成，实现真正的无人化流水线生产，不仅节省了人力成本，提高了产品质量，还极大地提高了生产效率。
（三）智能化的控制。智能化控制主要体现在生产过程中的检测和复装两道工序上，通过相关的程序设计，让机械具有判断识别功能，能够甄别出失败品，并对其进行相关判断，是进行剔除还是进行复装等操作。智能化的控制，极大地弥补了人工在制造过程中可能出现的疏漏，通过机械的智能化，对产品的检测和复装进行有效控制，从而保证生产制造工作更加准确、高效的进行。
4.结束语
综上所述，机械自动化的发展，是大势所趋，是时展的必然结果，未来工业机械的发展趋势，将趋向于更自动化、更智能化，机械自动化的高效性和精准性，也将会精益求精。
参考文献
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