我國(guó)數(shù)字化制造技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

蔡杰?全威

摘 要：數(shù)字化制造技術(shù)將信息技術(shù)貫穿產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造以及管理等全生命周期中，對(duì)提高工業(yè)制造領(lǐng)域的生產(chǎn)效率和質(zhì)量有著重要作用。本文對(duì)數(shù)字化制造技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)制造業(yè)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行闡述，并對(duì)數(shù)字化制造技術(shù)在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了討論。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化制造技術(shù)；數(shù)字化設(shè)計(jì)；數(shù)字化制造；應(yīng)用

信息技術(shù)不僅已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到人們?nèi)粘Ｉ睢⑸a(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域，同時(shí)也在很大程度上促進(jìn)了工業(yè)制造領(lǐng)域智能化的高速發(fā)展。我國(guó)數(shù)字化制造技術(shù)在工藝設(shè)計(jì)、制造數(shù)據(jù)管理以及生產(chǎn)過(guò)程控制等環(huán)節(jié)發(fā)揮了一定作用，但是有些技術(shù)在該領(lǐng)域中的應(yīng)用水平相對(duì)較低，因此，在未來(lái)發(fā)展中必須構(gòu)建以企業(yè)產(chǎn)品為背景的數(shù)字化制造技術(shù)應(yīng)用研究。

1.數(shù)字化制造技術(shù)概念簡(jiǎn)介

數(shù)字化制造技術(shù)基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、快速原型技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)以及多媒體技術(shù)等多種現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)，可以根據(jù)不同制造企業(yè)的需求，實(shí)現(xiàn)資源信息收集和整理，產(chǎn)品信息、工藝流程信息、資源信息自動(dòng)整合分析、規(guī)劃以及重組，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)、功能仿真以及原型制造，并根據(jù)用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品的實(shí)際需求進(jìn)行功能調(diào)整或整體優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.數(shù)字化制造技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

（1）產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)。產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)是指產(chǎn)品在設(shè)計(jì)階段充分利用計(jì)算機(jī)，在圖形設(shè)備（CAD）的輔助下可以將產(chǎn)品的圖形設(shè)計(jì)出來(lái)，同時(shí)也要完成產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析等多個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，在數(shù)字化設(shè)計(jì)過(guò)程中使用了軟件繪圖、編輯圖形以及分析等技術(shù)，技術(shù)人員也可以利用數(shù)字化設(shè)計(jì)程序?qū)Ξa(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化與完善，運(yùn)用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算功能、分析功能以及比較功能在各種設(shè)計(jì)方案中選出最佳方案。

（2）數(shù)字化分析。數(shù)字化產(chǎn)品分析功能也是基于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)而成，可以對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中主要利用了力學(xué)性能對(duì)其進(jìn)行分析，并運(yùn)用CAE軟件對(duì)產(chǎn)品的綜合性能及安全性、穩(wěn)定性、可靠性等方面進(jìn)行模擬分析，通過(guò)模擬不同產(chǎn)品在實(shí)際上的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)確定其是否存在設(shè)計(jì)缺陷，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷可以立即對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，以確保最終產(chǎn)品在實(shí)際運(yùn)用中的綜合性能等方面可以滿(mǎn)足用戶(hù)需求。

（3）數(shù)字化生產(chǎn)工藝。數(shù)字化生產(chǎn)工藝是指產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中利用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制，技術(shù)人員可以將產(chǎn)品零件的形狀、尺寸、材料以及處理過(guò)程等數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，并將該產(chǎn)品在生產(chǎn)設(shè)備中的工藝參數(shù)輸入到計(jì)算機(jī)中，這樣計(jì)算機(jī)便可以對(duì)該產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、邏輯判斷以及推理，并根據(jù)所輸入的參數(shù)編制出最佳的工藝內(nèi)容及路線(xiàn)。

（4）數(shù)字化制造。數(shù)字化制造主要是基于CAM軟件而成，該軟件可以根據(jù)技術(shù)人員設(shè)計(jì)出的模型進(jìn)行自動(dòng)編程，并可以利用計(jì)算機(jī)與其他輔助軟件實(shí)現(xiàn)仿真制造生產(chǎn)過(guò)程，并可以自動(dòng)判斷出產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)遇到的干涉及碰撞等問(wèn)題，計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)編寫(xiě)的程序需要技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行修改，以便計(jì)算機(jī)編寫(xiě)的程序可以滿(mǎn)足產(chǎn)品的制造要求，在程序加以處理后便可以傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床上進(jìn)行產(chǎn)品的實(shí)際加工，如果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品加工中存有缺陷，技術(shù)人員可以在數(shù)控機(jī)床的控制端對(duì)其進(jìn)行微調(diào)。

（5）數(shù)字化管理。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理是工業(yè)制造領(lǐng)域數(shù)字化管理中的核心內(nèi)容，企業(yè)一般都是通過(guò)CAD/CAM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的數(shù)字化管理，并可以對(duì)所產(chǎn)生的產(chǎn)品進(jìn)行全生命周期數(shù)據(jù)管理，不僅可以根據(jù)企業(yè)信息的管理要求對(duì)圖紙、工藝文件進(jìn)行整理，更可以根據(jù)企業(yè)的運(yùn)行管理需求進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研、產(chǎn)品更新等一切與生產(chǎn)有關(guān)的數(shù)據(jù)管理，而這也是在信息時(shí)代有效提高制造企業(yè)市場(chǎng)核心競(jìng)爭(zhēng)力的有效途徑之一。PDM技術(shù)不僅在我國(guó)工業(yè)制造領(lǐng)域中占有重要的地位，同時(shí)也是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中的核心技術(shù)，而在我國(guó)只有一部分大型企業(yè)在發(fā)展中運(yùn)用了PDM技術(shù)，這也為這些大型工業(yè)制造企業(yè)帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，因此，在新時(shí)期我國(guó)工業(yè)制造領(lǐng)域應(yīng)充分利用PDM技術(shù)。

（6）逆向工程。傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的“復(fù)制”過(guò)程，而數(shù)字化制造技術(shù)的應(yīng)用有效打破了這一限制，逆向工程可以根據(jù)已有的產(chǎn)品通過(guò)分析研究來(lái)獲取其設(shè)計(jì)過(guò)程，而逆向工程在工業(yè)制造領(lǐng)域中一般都應(yīng)用到企業(yè)無(wú)法獲取產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法的情況下，利用產(chǎn)品實(shí)物可以在很大程度上推導(dǎo)出產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法及工藝流程，所以該項(xiàng)技術(shù)在新時(shí)期已被廣泛運(yùn)用到新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)或舊產(chǎn)品的改進(jìn)等，對(duì)我國(guó)工業(yè)制造領(lǐng)域在新時(shí)期的高速發(fā)展有著重要意義。

3.結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段我國(guó)數(shù)字化制造技術(shù)正在不斷向著產(chǎn)品集成化、管理網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，同時(shí)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的智能化、虛擬化、綠色化以及柔性化等都是該項(xiàng)技術(shù)未來(lái)發(fā)展中的必然趨勢(shì)，其不僅對(duì)提高我國(guó)工業(yè)制造領(lǐng)域的生產(chǎn)效率及質(zhì)量有著重要意義，同時(shí)也可以更好地促進(jìn)工業(yè)制造領(lǐng)域在新時(shí)期向著可持續(xù)發(fā)展方向邁進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李鐵剛.車(chē)銑復(fù)合集成數(shù)字化制造[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2013（02）.

[2]劉瑞玲，楊喜娟，苘浩鋒.數(shù)字化加工中產(chǎn)品建模關(guān)鍵技術(shù)的研究[J].科技信息，2013（08）.

（作者單位：蔡 杰 麗水學(xué)院；全 威 浙江海洋學(xué)院）