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關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機械；數(shù)字化技術(shù)；制造技術(shù)；應(yīng)用

在信息時代背景下，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)逐漸向數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展，數(shù)字農(nóng)業(yè)主要指將工業(yè)技術(shù)和數(shù)字信息技術(shù)進行有機結(jié)合，使農(nóng)業(yè)各對象可視化表達的目標得以實現(xiàn)，能夠為農(nóng)業(yè)機械制造過程提供可靠的依據(jù)和支持，對提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平有較大的積極作用。下文首先對數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)進行概述，其次對兩者在農(nóng)業(yè)機械上的應(yīng)用進行闡述，以期為農(nóng)業(yè)機械制造企業(yè)提供一定參考。

1數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)簡述

數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)主要指使用計算機硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境對相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計，分析，裝配以及制造等過程進行全面模擬，能夠為實際生產(chǎn)過程提供可靠的依據(jù)。在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計及生產(chǎn)中應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)具有如下優(yōu)勢：農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品開發(fā)能力有所提升；產(chǎn)品研制周期明顯縮短；農(nóng)業(yè)機械開發(fā)成本有所降低；能夠最大程度的實現(xiàn)初期設(shè)計目標，可以提高農(nóng)業(yè)機械制造企業(yè)的市場競爭力，同時可以為其帶來更多的經(jīng)濟效益。

2農(nóng)業(yè)機械數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)應(yīng)用分析

數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)包括多種先進的技術(shù)，下面對幾種常用的技術(shù)進行說明：其一，對CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM進行說明。前四種分別指計算機輔助設(shè)計，計算機輔助工程，計算機輔助工藝過程設(shè)計及計算機輔助制造，以上工具的合理應(yīng)用對提高產(chǎn)品開發(fā)效率及效果有較大的積極影響；其中PDM技術(shù)能夠?qū)Ξa(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息、人及各類組織等進行有效管理，使分布環(huán)境中數(shù)據(jù)共享的目標得以實現(xiàn)，同時為異構(gòu)計算機環(huán)境提供了相應(yīng)的應(yīng)用平臺。其二，對異地協(xié)同設(shè)計進行說明。其主要指在有網(wǎng)的環(huán)境中能夠?qū)ο鄳?yīng)產(chǎn)品進行定義、建模、產(chǎn)品分析、設(shè)計、數(shù)據(jù)管理和產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換，使用其對多人、異地產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)提供了便利條件。其三，對虛擬設(shè)計及制造進行說明。使用仿真、建模及虛擬現(xiàn)實技術(shù)等可以對產(chǎn)品的模型進行合理構(gòu)建，在構(gòu)建完成后工作人員可以對產(chǎn)品的性能，可裝配性以及可加工性等方面的問題進行發(fā)覺，在經(jīng)過分析后可以及時采取合理措施進行調(diào)整，進而提高產(chǎn)品設(shè)計合理性，為后期制造過程奠定堅實的基礎(chǔ)；其四，對并行設(shè)計進行說明。并行設(shè)計主要指使用并行工程模式進行產(chǎn)品開發(fā)和制造，其對以往串行式產(chǎn)品開發(fā)模式存在的缺點進行彌補，在農(nóng)機產(chǎn)品開發(fā)初期能夠?qū)笃趯嶋H需求進行更多的考慮，進而使產(chǎn)品研發(fā)效率較高，且研發(fā)效果較好。下面筆者對智能CAD技術(shù)在農(nóng)機產(chǎn)品設(shè)計中以及數(shù)字化制造技術(shù)在高科技農(nóng)業(yè)機械開發(fā)中的應(yīng)用進行分析。

2.1智能CAD技術(shù)應(yīng)用分析

第一，智能CAD技術(shù)在農(nóng)機產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用分析。工作符號推理是農(nóng)業(yè)機械設(shè)計過程中的重要內(nèi)容，傳統(tǒng)CAD技術(shù)在符號推理方面存在一定的缺失，智能CAD技術(shù)能夠?qū)ζ浯嬖诘娜笔нM行彌補，在使用智能CAD技術(shù)后農(nóng)業(yè)機械設(shè)計過程中信息利用率有所提升、重復設(shè)計情況明顯減少且產(chǎn)品研發(fā)時間明顯縮短，能夠在短時間內(nèi)完成農(nóng)機產(chǎn)品的設(shè)計工作，進而可以為農(nóng)業(yè)機械制造企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟效益。第二，參數(shù)設(shè)計在農(nóng)機產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用分析。農(nóng)業(yè)機械設(shè)計過程具有型號、種類較多以及受季節(jié)影響較大的特點，為了更好的保證設(shè)計和合理性及效率在實際設(shè)計過程中可以對視力推理模塊化參數(shù)設(shè)計及變量設(shè)計進行合理應(yīng)用，并且在使用后能夠?qū)χ悄蹸AD技術(shù)使用中存在的問題進行最大程度的規(guī)避，為設(shè)計方案的合理性提供更多的保障。第三，裝配模型在農(nóng)機產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用分析。裝配模型其屬于支持概念設(shè)計和變型設(shè)計中的一種，其主要指構(gòu)建相應(yīng)零部件的幾何模型，在構(gòu)建完成后結(jié)合裝配信息對設(shè)計意圖，產(chǎn)品原理以及功能等進行詮釋，能夠讓工作人員盡快領(lǐng)悟設(shè)計意圖，進而能夠盡快展開生產(chǎn)。

2.2數(shù)字化制造技術(shù)在高科技農(nóng)業(yè)機械開發(fā)中的應(yīng)用

數(shù)字化制造技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)機械設(shè)計及制造中得到廣泛應(yīng)用，在實際應(yīng)用過程中可以使用數(shù)控及虛擬技術(shù)等對農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的虛擬樣機進行制造，為實際生產(chǎn)過程提供了一定的有利條件。下面對使用三維CAD技術(shù)設(shè)計農(nóng)機產(chǎn)品虛擬樣機的流程進行說明：其一，使用參數(shù)設(shè)計、變型設(shè)計等技術(shù)對相關(guān)產(chǎn)品的三維CAD模型進行構(gòu)建，通過模型的構(gòu)建能夠?qū)崿F(xiàn)所有零部件模式化的目標；其二，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)和信息對二維工程圖進行構(gòu)建；其三，使用各類分析原理對模型進行分析，將其同三維裝配體設(shè)計進行有機結(jié)合；其四，將三維CAD模型作為主要依據(jù)對PDM結(jié)構(gòu)體系進行合理構(gòu)建；其五，工作人員嚴格按照虛擬樣機的要求對三維CAD產(chǎn)品進行制作，與此同時對開發(fā)體系進行合理構(gòu)建；其六，對三維虛擬樣機進行監(jiān)測和試驗，通過以上兩過程可以準確的發(fā)現(xiàn)虛擬樣機存在的問題，在經(jīng)過分析后可以采取有效措施進行處理，從而對虛擬樣機具有較高的合理性進行提升。

3結(jié)束語

通過上文可知在農(nóng)業(yè)機械研發(fā)及生產(chǎn)過程中對數(shù)字化設(shè)計及制造技術(shù)進行合理應(yīng)用對縮短研發(fā)時間及提高產(chǎn)品質(zhì)量有較大的積極作用，為此農(nóng)業(yè)機械制造企業(yè)需要對數(shù)字化設(shè)計及制造技術(shù)產(chǎn)生足夠的重視，根據(jù)自身實際情況和時展的需求對其進行分析和研究，不斷的擴大應(yīng)用范圍，使農(nóng)業(yè)機械研發(fā)及實際生產(chǎn)過程向數(shù)字化、智能化技自動化的方向發(fā)展，加快農(nóng)機制造企業(yè)的發(fā)展速度。

引用：

[1]陳英姿.農(nóng)業(yè)機械數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)的應(yīng)用[J].農(nóng)家科技（下旬刊）,2015(10):305-305.

[2]吳發(fā)輝.農(nóng)機數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].南方農(nóng)機,2016,47(7):50,71.

[3]任曉光,劉佳.農(nóng)業(yè)機械數(shù)字化設(shè)計技術(shù)研究與展望[J].河北農(nóng)機,2014(2):33-33,34.

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但是，目前各類工科院校的教學工作與學生就業(yè)需求普遍存在結(jié)構(gòu)性矛盾。一方面，學生的專業(yè)知識與企業(yè)就業(yè)需求技能不匹配，學生畢業(yè)后不能快速適應(yīng)企業(yè)實際工作的要求。另一方面，傳統(tǒng)教育的內(nèi)容與先進的現(xiàn)代化設(shè)計制造模式脫節(jié)，學校缺乏符合現(xiàn)代先進制造業(yè)需求的數(shù)字化教學和實訓環(huán)境。因此，在高新技術(shù)條件下，如何運用現(xiàn)代化技術(shù)提高實訓設(shè)備的技術(shù)含量；如何運用信息技術(shù)進行教學和管理；如何使教學更貼近高科技企業(yè)的實際，更適應(yīng)迅猛發(fā)展的高新技術(shù)對人才的要求，是擺在高等院校面前亟待解決的課題。

隨著新技術(shù)的應(yīng)用，壓縮了傳統(tǒng)課程的教學課時（機械制圖），而大量增加近年來流行的先進機械設(shè)計和制造技術(shù)的教學課時 , 結(jié)合現(xiàn)代教學理念，我們提出建設(shè)數(shù)字化現(xiàn)代設(shè)計制造教學管理平臺，能夠完全模擬企業(yè)的工作流程，培養(yǎng)出符合現(xiàn)代制造技術(shù)要求的高級人才。

1 建設(shè)數(shù)字化現(xiàn)代設(shè)計制造教學平臺的意義

1.1 反映現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)制造技術(shù)的全貌及前沿，提升訓練層次

數(shù)字化現(xiàn)代設(shè)計制造教學平臺與傳統(tǒng)的金工、電子、數(shù)控實習基地，從其任務(wù)與功能、教學手段到人員構(gòu)成均有了極大的改變。不應(yīng)是傳統(tǒng)制造工藝的訓練，還應(yīng)包括現(xiàn)代制造工藝的訓練；不應(yīng)只是工藝方法及工藝過程的訓練，還應(yīng)包括對信息、材料、通信、控制、環(huán)保等其它生產(chǎn)要素的了解，及對整個生產(chǎn)過程的全面掌握，并且能不斷跟蹤新技術(shù)、新工藝，及時向?qū)W生進行宣傳，使學生能了解制造領(lǐng)域的前沿動向。

1.2 打造真實企業(yè)環(huán)境，讓學生在學校就了解并掌握企業(yè)的生產(chǎn)流程

數(shù)字化現(xiàn)代設(shè)計制造教學平臺不僅是理論聯(lián)系實際，吃苦耐勞的思想作風的訓練，也應(yīng)該是團隊精神、創(chuàng)新意識的訓練；它不僅有操作技能、實踐能力的訓練，也應(yīng)該有經(jīng)濟、質(zhì)量、市場意識培養(yǎng)的訓練。因此按照企業(yè)的工作流程，把企業(yè)的工作模式抽象成為教學平臺，用這種方式來培養(yǎng)我們的學生，從設(shè)計環(huán)節(jié)，工藝環(huán)節(jié)、加工環(huán)節(jié)體會和了解企業(yè)的生產(chǎn)管理和產(chǎn)品加工已是當務(wù)之急。

1.3 提升先進實訓設(shè)備之間的有機聯(lián)系，匹配現(xiàn)代工廠的管理模式

在數(shù)字化現(xiàn)代設(shè)計制造教學平臺上，學生可以在機房進行產(chǎn)品的設(shè)計、建模、生成工藝路線及仿真的過程。保證每個學生一臺計算機，也就是說每個學生都可以進行產(chǎn)品的制造周期的訓練，學生仿真完畢，經(jīng)老師檢查合格后，可以生成代碼，通過數(shù)字化設(shè)計制造實訓教學平臺的網(wǎng)絡(luò)傳輸功能，傳到機床設(shè)備或是從設(shè)備上直接從服務(wù)器上讀取傳輸數(shù)據(jù)，達到遠程制造或是在線制造，真正把現(xiàn)代設(shè)計制造落到了實處。

2 數(shù)字化現(xiàn)代設(shè)計制造教學平臺的建設(shè)思路

第一步，模擬典型制造企業(yè)數(shù)字化設(shè)計制造過程，建立真實的教學環(huán)境

實際上今天企業(yè)的工作流程，從二維CAD，三維CAD及分析，到工藝的編制，到制造，及數(shù)控車間網(wǎng)絡(luò)DNC管理，都是逐步采用信息化管理。

數(shù)字化教學管理平臺就是按照企業(yè)的工作流程，把企業(yè)的工作模式抽象成為數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)制造教學平臺，用這種方式從設(shè)計環(huán)節(jié)，工藝環(huán)節(jié)、加工、管理等各個環(huán)節(jié)來培養(yǎng)學生。同時在實訓教學過程中把設(shè)計工作，制造工作，生產(chǎn)幾個環(huán)節(jié)所有信息都記錄下來，串行流程改成并行流程，形成數(shù)字化設(shè)計制造教學的信息流，并在教學過程中貫徹。

第二步，數(shù)字化現(xiàn)代設(shè)計制造教學平臺信息庫的建設(shè)

作為教學的信息化，實際上就是將教學各個環(huán)節(jié)的信息流管理起來，把教學經(jīng)驗，實操經(jīng)驗記錄保留下來。數(shù)字化設(shè)計制造教學平臺信息庫（圖1）的建設(shè)就是關(guān)聯(lián)學校的教學重點和企業(yè)工作流程，全面連接各個課程知識點，學生就業(yè)可以對自己有一個比較全面認識，清楚自己特長和不足，以便能清楚工作定位，增強工作面試時信心，敢于接受挑戰(zhàn)。

在數(shù)字化現(xiàn)代設(shè)計制造教學平臺信息庫的建設(shè)過程中，其中可以開發(fā)具有本校特色的：

1）教案（教學計劃、教學課件、課時日志、教學大綱）——幫助學校進行專業(yè)/課程/教學規(guī)劃；2）教材——組織院校老師開展教材編寫，找到合適學校發(fā)展、適合學生的教材；3）課件——協(xié)助老師制作課件，幫助學校降低教學難度，便于教學成果的積累和交流；4）題庫——統(tǒng)一出題、標準答案、統(tǒng)一評分標準；5）科研——打造國家精品課程；總結(jié)教學經(jīng)驗，創(chuàng)造條件，完成在專業(yè)學報/期刊論文的發(fā)表；與企業(yè)/研究院所進行項目合作，承接外協(xié)任務(wù)；6）創(chuàng)新大賽——建立創(chuàng)新設(shè)計平臺，支持創(chuàng)新設(shè)計大賽；7）學術(shù)活動——參加在全國各地定期、不定期組織的相關(guān)學術(shù)研討活動，傳遞最新行業(yè)動態(tài)和技術(shù)發(fā)展狀況信息；

在信息庫的建設(shè)中它可以隨時擴充、隨時度量、隨時替代、隨時共享并具有時效性、可擴散性等特點。

第三步，數(shù)字化現(xiàn)代設(shè)計制造教學平臺的實施。

數(shù)字化教學平臺涵蓋了企業(yè)研發(fā)設(shè)計、工裝設(shè)計、工藝編制、數(shù)控編程、技術(shù)管理、生產(chǎn)制造、生產(chǎn)管理、設(shè)備維護、質(zhì)量檢驗等崗位所使用的信息化工具，通過模擬企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，可以讓學生在設(shè)計、制造的學習中將理論知識和工程實踐相結(jié)合，體驗企業(yè)中的從訂單、設(shè)計、工藝、加工生產(chǎn)及管理全過程，理解各部門之間的相互關(guān)系，理解部門間如何協(xié)同工作，增強學生的感性認識，培養(yǎng)企業(yè)急需的團隊合作精神，使學生能夠快速勝任就業(yè)后的工作環(huán)境，適應(yīng)企業(yè)崗位調(diào)動。

通過數(shù)字化現(xiàn)代設(shè)計制造教學平臺的實施，可以達到以下效果：

1）模擬了企業(yè)的設(shè)計、工藝、制造、管理，讓學生在學校教學中就能夠了解到企業(yè)的工作流程；2）學生教學過程中，按照企業(yè)的流程給學生分配了角色權(quán)限，讓學生在學校就按照企業(yè)的工作模式得到實訓；3）學生在教學過程中，對企業(yè)的設(shè)計軟件及設(shè)計內(nèi)容、工藝軟件及內(nèi)容、編程軟件等都得到了良好的應(yīng)用，并且了解其相互間的數(shù)據(jù)傳遞關(guān)系；4）老師把每屆學生編制的作業(yè)有效管理起來，有序的共享和管理。應(yīng)用的時候直接調(diào)出，成熟的經(jīng)驗可以直接繼承和利用；5）不同班級的學生實訓后，大量重要的數(shù)據(jù)需要進行備份處理，例如：機床參數(shù)、數(shù)控代碼等系統(tǒng)自動備份，可以方便教學資源的積累。利于評估；6）安全方面：作業(yè)統(tǒng)一存放在教學平臺服務(wù)器上，數(shù)據(jù)安全，利于數(shù)據(jù)集成和再利用。另外，給學生按人員、角色、產(chǎn)品、機床、格式等設(shè)置不同的權(quán)限；7）實現(xiàn)監(jiān)控及信息采集，可以適時了解機床的工作狀態(tài)，提高數(shù)控設(shè)備的機床利用率并擁有應(yīng)付設(shè)備故障的能力。采集信息包括：人員信息、代碼信息、刀具信息、機床信息；8）學生加工的零件的變形設(shè)計及作業(yè)的更改，能夠有效而安全的控制由此產(chǎn)生的同一加工文檔和代碼的不同版本。目前老師依靠各班級來區(qū)分不同版本的加工文檔；9）應(yīng)用先進系統(tǒng)能夠?qū)⒔虒W效率提高，將原有的課件、教案教學資源管理起來，有效利用，有效管理。提高教學效率；10）先進的企業(yè)已應(yīng)用了PLM系統(tǒng)，數(shù)字化實訓基地教學平臺的應(yīng)用使學生在學校就掌握了企業(yè)的數(shù)控車間信息化系統(tǒng)應(yīng)用場景，拓展了人材培養(yǎng)方向，增加了學生就業(yè)率；11）通過管理軟件為學校的信息化建設(shè)搭建一個信息共享的平臺（權(quán)限、流程、統(tǒng)計匯總、下游集成等）；12）便于教材的規(guī)范化標準化統(tǒng)一管理。

3結(jié)論

數(shù)字化現(xiàn)代設(shè)計制造教學平臺使學生在學校就能夠體會到企業(yè)的工作環(huán)境；該平臺提供的軟件為機械課程的教學提供幫助，降低教學難度，提高學生的學習興趣，幫助學生更深刻的掌握專業(yè)知識和原理；能夠使學生掌握企業(yè)常用的工具軟件，就業(yè)后能迅速上手工作；能夠提供相應(yīng)的權(quán)威考試認證，增加學生就業(yè)砝碼；該平臺還具有良好的創(chuàng)新特性，啟迪學生的創(chuàng)造性思維，提高綜合素質(zhì)。數(shù)字化設(shè)計制造教學平臺在學校的應(yīng)用，將改變教學管理，教學工具，教學手段，解決教學難點，縮短課程安排時間，增強實踐教學，提升教學效率，促進師資建設(shè)和教學理念的變革，幫助和促進學校實現(xiàn)以先進制造企業(yè)就業(yè)需求為目的學生培養(yǎng)目標。

參考文獻

[1]胡青.以實習教學構(gòu)建創(chuàng)新人才成長平臺——實習教學改革的實踐與探索[J].黑龍江高教研究，2003(4)：149-150.

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關(guān)鍵詞數(shù)字化設(shè)計與制造 課程體系 人才培養(yǎng)

1 數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)已成為現(xiàn)代制造業(yè)不可缺少的技術(shù)手段

制造業(yè)是一個國家的支柱產(chǎn)業(yè)，制造業(yè)的發(fā)展水平直接反映出國家經(jīng)濟和科技的發(fā)展水平。以信息技術(shù)為主導的現(xiàn)代科學技術(shù)的迅速發(fā)展，推動了制造業(yè)和數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)的快速發(fā)展，使傳統(tǒng)的制造業(yè)面臨巨大挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)過程采取串行設(shè)計模式，從產(chǎn)品設(shè)計、樣機試制到經(jīng)過改進再投產(chǎn)，導致新產(chǎn)品開發(fā)的周期較長，缺乏市場競爭力。而現(xiàn)代制造業(yè)則借助數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)實現(xiàn)了從設(shè)計、制造全過程的并行設(shè)計模式，盡可能采用數(shù)字化三維數(shù)據(jù)模型取代原來的物理原型，從而縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期，加快上市速度。

2 傳統(tǒng)教學模式與相關(guān)課程體系亟待改革

目前許多高校機械工程學科在數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)系列技術(shù)方面存在較多問題，主要表現(xiàn)在：原有的傳統(tǒng)教學模式是以常規(guī)機械設(shè)計制造流程為主線，課程體系的設(shè)置重理論輕實踐，各單元技術(shù)之間存在很大的脫節(jié)與重復現(xiàn)象，沒有形成完整的課程體系。

數(shù)字化設(shè)計與制造環(huán)境下的現(xiàn)代制造業(yè)，正逐步普及以三維cad技術(shù)為核心的數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)模式，這便要求機械類專業(yè)的人才培養(yǎng)目標、課程體系設(shè)置與之相適應(yīng)。在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，提出將原有課程體系調(diào)整為：“以綜合素質(zhì)培養(yǎng)為核心、創(chuàng)新教育為主線、以數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)為手段、拓寬基礎(chǔ)、加強工程實踐能力培養(yǎng)”。

3 數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)涉及的主要內(nèi)容

數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)集成了現(xiàn)代設(shè)計制造過程中的相關(guān)先進技術(shù)，可分為：數(shù)字化設(shè)計、數(shù)字化制造、數(shù)字化管理等三大模塊，各模塊涉及的單元技術(shù)如圖1所示。

圖1數(shù)字化設(shè)計技術(shù)相關(guān)單元技術(shù)

上述各項單元技術(shù)貫穿于產(chǎn)品設(shè)計、分析、制造、使用等全過程，是一項多學科的綜合技術(shù)。以三維cad/cae/cam為核心的數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)已成為新產(chǎn)品開發(fā)不可缺少的現(xiàn)代技術(shù)手段。

4 數(shù)字化設(shè)計與制造環(huán)境下課程體系的設(shè)置

機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)屬于工程應(yīng)用型專業(yè)，人才類型分成應(yīng)用研究型和技術(shù)應(yīng)用型。技術(shù)應(yīng)用型人才主要是應(yīng)用知識而非科學發(fā)現(xiàn)，其知識結(jié)構(gòu)應(yīng)圍繞現(xiàn)代制造業(yè)的實際需要進行設(shè)置，拓展基礎(chǔ)、注重實踐。在對重慶市眾多制造類企業(yè)（國營、民營；大、中、小型）進行廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上（涉及汽車整車制造廠、汽車零部件公司、摩托車制造企業(yè)、裝備制造業(yè)），并參照全國其他高等院校本專業(yè)的培養(yǎng)計劃，結(jié)合我校的實際情況，本專業(yè)方向人才培養(yǎng)目標為高素質(zhì)應(yīng)用型高級專門人才。

4.1 機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)課程體系

機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)課程體系的設(shè)置，應(yīng)該建立在“機械設(shè)計技術(shù)基礎(chǔ)”、“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”以及“機電系統(tǒng)集成技術(shù)”三大平臺之上，并以數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)為特色、注重培養(yǎng)學生技術(shù)應(yīng)用能力，強化綜合實踐與工程訓練。機械設(shè)計制造及其自動化課程體系框圖如圖2所示。

圖2機械設(shè)計制造及其自動化課程體系框圖

整個課程體系由理論教學、實踐環(huán)節(jié)以及課外社會活動實踐等三大部分構(gòu)成，其中理論教學按課程的性質(zhì)可分為：公共基礎(chǔ)課、學科基礎(chǔ)課、專業(yè)主干課以及專業(yè)方向選修課等四大類（圖2中只列出少部分課程）。

4.2 體現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)特色的實踐性環(huán)節(jié)

從課程體系中可以看出，綜合實踐性環(huán)節(jié)在整個課程體系中占有十分重要的地位，圖3為實踐性環(huán)節(jié)所涉及的主要內(nèi)容，從中可以看出，數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)在整個實踐環(huán)節(jié)中占有突出顯要的位置，并且四年不間斷。

在大一年級開設(shè)的“工程圖學課程實踐”、“計算機輔助繪圖（二維）”實訓中，要求學生用autocad軟件完成減速器的測繪，使學生得到最基本的數(shù)字化設(shè)計基本訓練；在“金工實習”環(huán)節(jié)，除進行車、銑、磨、鉗工以及鑄造、焊接等常規(guī)的加工方式外，重點強調(diào)數(shù)控機床、加工中心、線切割機床等設(shè)備所采用的數(shù)字化制造方式給傳統(tǒng)制造業(yè)所帶來的巨大變革。

在大二年級開設(shè)的“三維cad應(yīng)用實訓”綜合實踐是數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)最核心、最基礎(chǔ)的組成部分，通過高端三維cad\cae\cam一體化軟件——ug nx5的學習，學生應(yīng)掌握實體建模、曲面設(shè)計、鈑金設(shè)計、裝配、工程圖等模塊，為后續(xù)環(huán)節(jié)打下堅實基礎(chǔ)；在“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程設(shè)計環(huán)節(jié)中，除完成以齒輪減速器為主體的一般機械傳動裝置的設(shè)計過程外，同時要求學生必須完成該減速器的三維建模、虛擬裝配及簡單的機構(gòu)運動分析；在“電子工藝實習”中，除完成收音機的裝配調(diào)試以外，同時要求學生用“protel電路圖繪制軟件”完成收音機的整張電路圖。

圖3集中性專業(yè)實踐環(huán)節(jié)

在大三年級開設(shè)的“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計”中，除常規(guī)內(nèi)容以外，同時要求學生采用capp軟件完成該零件的計算機輔助工藝規(guī)程編制，并且用三維cad軟件采取自頂向下的裝配建模方法完成整套夾具的三維設(shè)計；在“計算機輔助制造實訓”綜合實踐環(huán)節(jié)中，要求學生掌握數(shù)控自動編程的原理、方法，并熟練運用ug nx5軟件中的cam模塊，完成一個中等復雜程度帶異形曲面零件的數(shù)控銑削自動編程，并實際加工操作。在“計算機輔助工程分析”綜合實訓環(huán)節(jié)中，要求學生掌握有限元分析的基本原理、方法，并基本掌握利用adams軟件對虛擬機械系統(tǒng)進行靜力學、運動學和動力學分析。

在大四年級開設(shè)的“逆向工程綜合實訓”，與其它實踐環(huán)節(jié)相比較，所涉及的范圍及綜合性則顯得更加突出，從概念設(shè)計到效果圖、油泥造型到三坐標掃描、點云數(shù)據(jù)處理到曲面設(shè)計及實體建模、快速原型制造，通過該實訓環(huán)節(jié)，強化學生在數(shù)字化設(shè)計與制造環(huán)境下進行新產(chǎn)品快速開發(fā)的實施流程。在“產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理綜合實訓”實踐環(huán)節(jié)中，要求學生掌握數(shù)字化管理技術(shù)所涉及的領(lǐng)域，并熟練使用國產(chǎn)caxa v5 pdm軟件的使用方法。在整個課程體系中，依據(jù)不同的專業(yè)方向特點設(shè)置了相應(yīng)的“專業(yè)實訓環(huán)節(jié)”。諸如在模具設(shè)計與制造方向，其專業(yè)實訓環(huán)節(jié)則是“注塑模具cad/cae/cam”綜合實訓，主要學習ug nx5軟件中的moldwizard注塑模具設(shè)計模塊以及的moldflow流動分析模塊的使用；在畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)，若畢業(yè)設(shè)計題目為工程設(shè)計類型，則要求學生必須完成一定工作量的三維設(shè)計。

5 近三年應(yīng)用型人才培養(yǎng)的探索實踐

近三年來，機械工程學院在重視理論教學的同時強化實踐環(huán)節(jié)對學生能力的培養(yǎng)，學生的綜合素質(zhì)得到顯著提高。并積極組織學生參加全國及重慶市的各種學科競賽，如：在第二屆全國機械創(chuàng)新設(shè)計大賽中獲得三等獎一項、第三屆全國大學生先進成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽榮獲四個單項二等獎、第一屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽重慶賽區(qū)三等獎二項、2009年度全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽（簡稱3d大賽）重慶賽區(qū)二等獎兩項等較好成績。與此同時，學院作為國家制造業(yè)信息化三維cad教育培訓基地，近三年培訓學生達五百人。

參考文獻

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[3]熊志卿.機械制造專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案的改革與實踐.南京工程學院學報（社會科學版）,2007.9.

篇4

【關(guān)鍵詞】 飛機 數(shù)字化 柔性裝配

1 引言

傳統(tǒng)的飛機裝配采用剛性工裝定位、手工制孔連接、基于模擬量傳遞的互換協(xié)調(diào)檢驗方法和分散的手工作坊式生產(chǎn)。自20世紀 80 年代以來，隨著計算機輔助設(shè)計/制造（CAD/CAM）技術(shù)、計算機信息技術(shù)、自動化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)在現(xiàn)代飛機制造中得到了廣泛的應(yīng)用，飛機制造進入了數(shù)字化時代。

在數(shù)字化技術(shù)的推動下，飛機裝配技術(shù)快速發(fā)展，形成了現(xiàn)代飛機的數(shù)字化柔性裝配模式。數(shù)字化柔性裝配模式具體表現(xiàn)為：在飛機裝配中，以數(shù)字化柔性工裝為裝配定位與夾緊平臺，以先進數(shù)控鉆鉚系統(tǒng)為自動連接設(shè)備，以激光跟蹤儀等數(shù)字化測量裝置為在線檢測工具，在數(shù)字化裝配數(shù)據(jù)及數(shù)控程序的協(xié)同驅(qū)動下，在集成的數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線上完成飛機產(chǎn)品的自動化裝配。

2 飛機裝配生產(chǎn)線特點

一般機械制造中的裝配線是指人和機器的有效組合，通過將生產(chǎn)中的輸送系統(tǒng)、隨行夾具和在線專機、檢測設(shè)備等進行有機組合，從而滿足多品種產(chǎn)品的裝配要求，充分體現(xiàn)了設(shè)備靈活性。裝配生產(chǎn)線的應(yīng)用，提高了生產(chǎn)效率縮短了制造周期，但自動化生產(chǎn)線的成本較高，主要用于批量生產(chǎn)，如在汽車行業(yè)。

但飛機產(chǎn)品型號多、批量少的特點使得飛機裝配生產(chǎn)線需要在具有一般機械產(chǎn)品裝配生產(chǎn)線的特點基礎(chǔ)上，還應(yīng)具有一定的柔，這樣同一生產(chǎn)線既能用于同型號同批次，又能適用于同型號改進改型系列機型的飛機產(chǎn)品裝配，從而滿足了裝配生產(chǎn)線對產(chǎn)品產(chǎn)量的要求，可充分發(fā)揮其優(yōu)勢，實現(xiàn)現(xiàn)代飛機產(chǎn)品的精益制造。

與國外發(fā)達國家相比，我國現(xiàn)代飛機柔性裝配生產(chǎn)線技術(shù)無論在研究層面還是應(yīng)用實踐層面都存在較大的差距，主要表現(xiàn)在：

(1)現(xiàn)有的產(chǎn)品設(shè)計模式和產(chǎn)品特征沒有充分考慮產(chǎn)品柔性裝配技術(shù)的應(yīng)用需求，不適應(yīng)柔性裝配生產(chǎn)線的發(fā)展要求。

(2)基于MBD的數(shù)字化裝配工藝規(guī)劃與管理技術(shù)缺乏系統(tǒng)研究和應(yīng)用。工藝設(shè)計手段還停留在二維工藝設(shè)計和表述為主的水平，存在與數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計不銜接、設(shè)計周期長、返工量大、需要實物驗證和示教性差等諸多問題，大量制造依據(jù)信息以工藝文件形式分離存在，管理混亂，不能滿足柔性裝配生產(chǎn)線可視化裝配、無圖制造的發(fā)展要求。

(3)數(shù)字化檢測技術(shù)嚴重滯后。

大量采用專用工裝、標準量具等模擬量設(shè)備進行產(chǎn)品的測量與檢驗，測量效率低、精度差，不能滿足柔性裝配生產(chǎn)線快速精確測量、在線質(zhì)量控制的需求。

3 數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)

通過研究國外數(shù)字化裝配技術(shù)的發(fā)展狀況，結(jié)合飛機裝配及其生產(chǎn)線的特點，可得出構(gòu)建新一代飛機數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線必須包括以下內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)：(1)面向裝配的數(shù)字化產(chǎn)品并行設(shè)計，為實現(xiàn)柔性裝配、敏捷制造提供前提和基礎(chǔ)；(2)數(shù)字化三維裝配工藝設(shè)計與仿真系統(tǒng)，實現(xiàn)整個裝配過程中數(shù)字量傳遞；(3)數(shù)字化柔性工裝系統(tǒng)，實現(xiàn)工裝快速響應(yīng)、快速重構(gòu)以及數(shù)字化定位；(4)先進的連接設(shè)備及技術(shù)（包括柔性制孔技術(shù)、自動鉆鉚技術(shù)、電磁鉚接技術(shù)等），保證裝配質(zhì)量和效率，實現(xiàn)裝配過程的自動化；(5)數(shù)字化測量檢驗系統(tǒng)，實現(xiàn)裝配過程中的精確測量和協(xié)調(diào)裝配，裝配完成后的精確檢驗；(6)數(shù)字化裝配生產(chǎn)線輔助裝備及管理，建立數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線集成管理系統(tǒng)，實現(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計、工藝、裝配、檢驗和現(xiàn)場管理各裝配生產(chǎn)環(huán)節(jié)信息的高度集成和移動生產(chǎn)線的自動配送物流管理。

上述各項內(nèi)容在實際應(yīng)用中互相聯(lián)系、互相支撐，通過將其整合和集成，可構(gòu)建現(xiàn)代飛機的數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線，實現(xiàn)現(xiàn)代飛機產(chǎn)品的數(shù)字化、柔性化、自動化裝配。

數(shù)字化三維裝配工藝設(shè)計與仿真系統(tǒng)是實現(xiàn)飛機數(shù)字化裝配模式、構(gòu)建飛機數(shù)字化裝配生產(chǎn)線的軟件基礎(chǔ)，現(xiàn)代飛機整個裝配過程都是建立在數(shù)字化工藝設(shè)計的基礎(chǔ)之上的，只有采用基于單一產(chǎn)品三維數(shù)字量模型的數(shù)字化工藝設(shè)計方式，為整個裝配過程從源頭上提供數(shù)字量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，基于數(shù)字化裝配的柔性裝配生產(chǎn)線才有可能真正實現(xiàn)。

數(shù)字化柔性工裝系統(tǒng)、先進連接設(shè)備及技術(shù)、數(shù)字化測量檢驗系統(tǒng)是實現(xiàn)數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線的硬件基礎(chǔ)。通過數(shù)字化裝配工藝設(shè)計仿真系統(tǒng)得到的數(shù)字量數(shù)據(jù)必須由數(shù)字化的工裝及設(shè)備來執(zhí)行，才能保證整個裝配過程的全數(shù)字量傳遞，從而實現(xiàn)整個裝配生產(chǎn)線的數(shù)字量協(xié)調(diào)。

4 結(jié)論與展望

當前國內(nèi)軍機產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計與零件制造技術(shù)發(fā)展迅速，但是裝配技術(shù)作為飛機制造的關(guān)鍵還停留在二、三代機的制造水平，與其他軍機制造技術(shù)相比嚴重滯后，已成為軍機型號快速研制和生產(chǎn)的瓶頸。數(shù)字化產(chǎn)品定義取代二維工程圖樣已成為必然趨勢，零件精準制造技術(shù)的快速發(fā)展為實現(xiàn)飛機柔性裝配提供了必要的前提，新一代飛機長壽命、隱身、高可靠性、低成本快速研制的需求對數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線的應(yīng)用提出了迫切要求。

(1)發(fā)展應(yīng)用柔性裝配生產(chǎn)線是現(xiàn)代飛機制造業(yè)大勢所趨，通過發(fā)展應(yīng)用柔性裝配生產(chǎn)線，可大幅度提高產(chǎn)品裝配質(zhì)量和效率，是現(xiàn)代飛機產(chǎn)品制造的顯著特點。

(2)通過發(fā)展柔性裝配生產(chǎn)線，可促進數(shù)字化柔性裝配技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，從而解決現(xiàn)有裝配技術(shù)難以滿足新一代飛機長壽命、隱身和高可靠性等要求的瓶頸問題。

(3)通過發(fā)展柔性裝配生產(chǎn)線，可建立飛機柔性裝配多系統(tǒng)異構(gòu)測量平臺和集成檢測系統(tǒng)，形成數(shù)字化裝配模式下的新質(zhì)保體系和產(chǎn)品檢測機制，從而解決現(xiàn)有模式下測量手段簡單、無法實現(xiàn)空間大尺寸動態(tài)測量，測量數(shù)據(jù)手工記錄，與產(chǎn)品設(shè)計和工藝規(guī)劃系統(tǒng)脫節(jié)，難以保證裝配的高精度與產(chǎn)品及工藝的完整性等關(guān)鍵技術(shù)難題。

綜上所述，在國內(nèi)發(fā)展應(yīng)用數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線勢在必行，但應(yīng)充分利用前期研究工作基礎(chǔ)，圍繞數(shù)字化裝配技術(shù)的發(fā)展趨勢和生產(chǎn)線的迫切需求，根本上改造傳統(tǒng)的設(shè)計體系、制造體系、技術(shù)體系和管理體系，實現(xiàn)流程再造、資源整合和生產(chǎn)組織調(diào)整，從而構(gòu)建現(xiàn)代飛機數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線。

參考文獻:

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【關(guān)鍵字】制造業(yè)數(shù)字化，第三次工業(yè)革命，江蘇

一、第三次工業(yè)革命的新技術(shù)解讀

第三次工業(yè)革命的一個重要概念是“制造業(yè)數(shù)字化”。但“制造業(yè)數(shù)字化”不是一個全新的概念，在現(xiàn)今的大批量生產(chǎn)方式下就存在制造業(yè)數(shù)字化。一般來說，設(shè)計部門應(yīng)用支持產(chǎn)品設(shè)計和工藝設(shè)計的各種圖形庫、數(shù)據(jù)庫和CAD軟件在電腦中產(chǎn)生數(shù)字化產(chǎn)品的圖樣、設(shè)計文件和工藝文件，完成產(chǎn)品開發(fā)過程的信息化，這就是產(chǎn)品設(shè)計的數(shù)字化。這一方式在現(xiàn)今的制造業(yè)中已經(jīng)被廣泛使用。而第三次工業(yè)革命角度下的“制造業(yè)數(shù)字化”與傳統(tǒng)所說的“制造業(yè)數(shù)字化”在產(chǎn)品設(shè)計數(shù)字化這一塊是相同的，它們的區(qū)別在于與產(chǎn)品設(shè)計的數(shù)字化結(jié)合的制造過程所用生產(chǎn)工具不同。為了顯示區(qū)別，本文把傳統(tǒng)模式下的“制造業(yè)數(shù)字化”稱為“制造業(yè)自動化”，第三次工業(yè)革命下的“制造業(yè)數(shù)字化”稱為“制造業(yè)數(shù)字化”。

（一）“制造業(yè)自動化”的生產(chǎn)工具。在現(xiàn)今的生產(chǎn)模式下，與產(chǎn)品設(shè)計的數(shù)字化結(jié)合的是精密數(shù)控裝備。具體來說，是將數(shù)字化設(shè)計產(chǎn)生的數(shù)字化模型從電腦里導入數(shù)控機床中，機床可以根據(jù)數(shù)字模型把一個復雜的產(chǎn)品按照程序從毛坯加工到成品。這一過程稱之為制造過程的數(shù)字化。這樣的制造業(yè)數(shù)字化仍是傳統(tǒng)模式的制造業(yè)生產(chǎn)方式。即需要先加工零部件再進行組裝。生產(chǎn)成本的降低建立在標準化批量生產(chǎn)的基礎(chǔ)上。 先進制造業(yè)跨國公司通過零部件的標準化、產(chǎn)品模塊化以及在全球構(gòu)建價值網(wǎng)絡(luò)從而降低成本，獲得競爭優(yōu)勢。

（二）“制造業(yè)數(shù)字化”的生產(chǎn)工具。在第三次工業(yè)革命的視角下，與產(chǎn)品設(shè)計數(shù)字化結(jié)合的是快速成型技術(shù)。它不需要模具，也不需要切削打磨等一系列過程。而是通過使用粉末狀原料，逐層疊加塑形進行制造。這樣就大大降低原料用量，大幅降低生產(chǎn)成本。而且這種添加劑型制作流程對規(guī)模要求不高，無需生產(chǎn)線。特別適合個性化定制、小批量制作。 這會大大降低中小型企業(yè)和個人創(chuàng)業(yè)者的進入門檻，生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)可以變得更靈活，更能適應(yīng)需求的變化。這就帶來了一場新的產(chǎn)業(yè)革命，生產(chǎn)將從大規(guī)模生產(chǎn)線方式再次轉(zhuǎn)化為“家庭作坊式”的生產(chǎn)，從集中生產(chǎn)轉(zhuǎn)為分散生產(chǎn)，從標準化制造轉(zhuǎn)向個性化制造。由此帶來的結(jié)果是，市場競爭結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。

二、“制造業(yè)數(shù)字化”對江蘇的影響

（一）江蘇要素成本的比較優(yōu)勢可能被削弱。

長久以來，江蘇的經(jīng)濟發(fā)展主要依靠參與國際分工，加入全球價值鏈，以人力資源與環(huán)境的低價提供獲得比較優(yōu)勢來吸引外資。但第三次工業(yè)革命的快速成型技術(shù)使得小規(guī)模的分散式生產(chǎn)成為制造業(yè)發(fā)展方向。大規(guī)模生產(chǎn)的比較優(yōu)勢弱化，要素成本的比較優(yōu)勢也就弱化了。

（二）外資回流可能使江蘇省經(jīng)濟發(fā)展喪失部分資本動力。

對外資的引進與利用是江蘇省經(jīng)濟發(fā)展的一個重要動力。但隨著第三次工業(yè)革命的到來，直接從事生產(chǎn)的勞動力會不斷下降，勞動力成本占總成本的比例會越來越小，傳統(tǒng)的以廉價勞動力取勝的制造業(yè)將發(fā)生根本性變化。與此同時，發(fā)達國家擁有新型制造裝備技術(shù)和生產(chǎn)能力，重新獲得了在技術(shù)密集型和資本密集型方面的比較優(yōu)勢。曾經(jīng)為尋找低成本要素而從發(fā)達國家轉(zhuǎn)出的制造業(yè)有可能重新回流，制造業(yè)重心向發(fā)達國家偏移，外資會流向發(fā)達國家，參與發(fā)達國家的“再工業(yè)化”。

（三）大型企業(yè)將面臨更大的市場轉(zhuǎn)型壓力。

第三次工業(yè)革命解決了個性化定制的技術(shù)問題。這要求生產(chǎn)者要貼近消費市場，也使得工廠生產(chǎn)轉(zhuǎn)向個體生產(chǎn)，即創(chuàng)意設(shè)計者能夠從網(wǎng)絡(luò)上獲取產(chǎn)品設(shè)計的程序和模板，并借助快速成型設(shè)備，將創(chuàng)意瞬間轉(zhuǎn)化為個性化產(chǎn)品，使得創(chuàng)新者瞬間轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃煺?，制造業(yè)企業(yè)的主要業(yè)務(wù)將是研發(fā)、設(shè)計、IT、物流等，主要的環(huán)節(jié)不再是傳統(tǒng)的生產(chǎn)。生產(chǎn)者賣的既是服務(wù)，又是產(chǎn)品，分工生產(chǎn)轉(zhuǎn)向融合生產(chǎn)，制造業(yè)與服務(wù)業(yè)之間關(guān)系變得越來越密切，產(chǎn)業(yè)邊界漸趨模糊。大型企業(yè)一方面失去了規(guī)模優(yōu)勢，另一方面由于結(jié)構(gòu)龐大，對市場反應(yīng)的靈敏度也比不上小型新興企業(yè)，在未來的競爭中會處于不利地位。

三、江蘇產(chǎn)業(yè)升級對策

（一）加強研發(fā)、大力推進“制造業(yè)的數(shù)字化”。

新工業(yè)革命的核心是“數(shù)字化”制造，因此擁有新型制造裝備技術(shù)和生產(chǎn)能力至關(guān)重要。3D打印機現(xiàn)在的應(yīng)用范圍還不廣，并沒有進入產(chǎn)業(yè)化階段。這是因為3D打印機技術(shù)還沒有完全成熟，只能在某些產(chǎn)業(yè)的某些領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用，傳統(tǒng)的制造模式目前還是主流。但毫無疑問，3D打印機代表了未來制造業(yè)方向，江蘇一定要把握這個先機，集中精力突破制造業(yè)“數(shù)字化”的關(guān)鍵技術(shù)，如3D打印機技術(shù)、新材料技術(shù)，促使制造業(yè)從傳統(tǒng)的自動化走向數(shù)字化。

（二）加強信息平臺建設(shè)。

個性化制造的要求生產(chǎn)者擁有對消費者的快速響應(yīng)能力，實現(xiàn)生產(chǎn)與消費的無縫對接。因此，在制造業(yè)與服務(wù)業(yè)的邊界變的模糊，兩種產(chǎn)業(yè)開始融合的未來社會中，信息將扮演越來越重要的作用。江蘇應(yīng)該以現(xiàn)代信息技術(shù)為引領(lǐng)，建立供各類市場主體和獲取各種信息的技術(shù)平臺，實現(xiàn)信息交流的暢通，適應(yīng)第三次工業(yè)革命對市場供給與需求對接的更高要求。

（三）積極開展人才儲備。

第三次工業(yè)革命不僅要求先進制造技術(shù)及與其配套的研發(fā)人員能夠站在技術(shù)創(chuàng)新的前沿，而且對生產(chǎn)現(xiàn)場的工人提出了由簡單勞動向技能型勞動和知識型勞動提升的要求。江蘇應(yīng)該適應(yīng)未來制造業(yè)對人才的新要求，加快開展有利于前沿技術(shù)突破的科研體制改革、有利于知識型員工培養(yǎng)的教育體制改革。積極打造人才高地，引進高層次人才，培育適應(yīng)第三次工業(yè)革命需要的人力資本優(yōu)勢。

參考文獻：

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關(guān)鍵詞：數(shù)字化；設(shè)計；農(nóng)機；應(yīng)用

1關(guān)于數(shù)字化設(shè)計技術(shù)

數(shù)字化設(shè)計是隨著計算機在各個行業(yè)應(yīng)用和輔助下而誕生的一門新型技術(shù)，因此，數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的核心和發(fā)展，其實是以計算機信息處理技術(shù)在數(shù)字領(lǐng)域的升級與應(yīng)用為依托（如壓縮與編碼）。CAD（計算機輔助設(shè)計）就是最早應(yīng)用在設(shè)計與制造行業(yè)中的數(shù)字化技術(shù)，而且涵蓋非常廣泛，有效推動了設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用與升級，也在很大程度上拓寬了數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。[1]數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的關(guān)鍵是以打造呈現(xiàn)產(chǎn)品形態(tài)的信息平臺為基準，借此生成以計算機為核心的數(shù)字化模型，然后再將其滲透到產(chǎn)品開發(fā)的各個環(huán)節(jié)，從而實現(xiàn)不需要再借助實物模型就可以完成產(chǎn)品開發(fā)的目標。其核心優(yōu)勢主要體現(xiàn)在如下幾個方面。

1.1優(yōu)化設(shè)計的實用性與消解缺陷

不同的設(shè)計環(huán)節(jié)，會對產(chǎn)品生出不一樣的定義，具有很大的不確定性；而且各個類型的定義模塊在彼此轉(zhuǎn)化時，非常容易造成數(shù)據(jù)的流失。這就造成數(shù)字化設(shè)計會形成定義產(chǎn)品的單一模型，但這種單一性會隨著信息密集程度的改變而導致產(chǎn)品模型也隨之發(fā)生轉(zhuǎn)化，如全信息化模型和集成類產(chǎn)品模型的差別。對數(shù)字化設(shè)計而言，這其實是一種有效的技術(shù)輔助，從而讓設(shè)計更具針對性與有效性。但同時，因為數(shù)字化設(shè)計的概念還是過于抽象，所以會在制造環(huán)節(jié)存有不足之處,需要反復修改和測試。這會加大成本的耗損，并拉長了產(chǎn)品上市的時間。為此，需要在制造實物模型之前，先進行大量且有效的仿真分析與測試，不斷消解設(shè)計缺陷。

1.2優(yōu)化數(shù)字化設(shè)計合作

對于所有的設(shè)計工作者而言，一個產(chǎn)品項目的設(shè)計與開發(fā)，必須結(jié)合不同小組的特色與優(yōu)勢來進行科學化的分工協(xié)作。唯有這樣，才能實現(xiàn)技術(shù)優(yōu)勢的全面整合，共同搭建出更加完善和具有可行性的數(shù)字化制造模型，以此提高設(shè)計和開發(fā)的效率。

1.3減少對實物模型的依賴

數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，讓設(shè)計越來越脫離了對實物模型的依賴，并且可以通過仿真技術(shù)的不斷測試和分析，將設(shè)計中存在的缺陷盡可能地剔除，從而達到制作出與設(shè)計要求最匹配的實物模型。這將大大縮減產(chǎn)品的開發(fā)成本，提高設(shè)計的成功率與效率。

2數(shù)字化設(shè)計技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中的應(yīng)用

2.1行業(yè)競爭推動數(shù)字化技術(shù)的普及

隨著社會的進步與發(fā)展，農(nóng)業(yè)機械設(shè)計越來越希望讓消費者具備更多的選擇性。因此應(yīng)用創(chuàng)新和減少故障發(fā)生率，成為優(yōu)化農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品設(shè)計的必經(jīng)之路。為了降低常見故障的發(fā)生，在設(shè)計時就必須采取相應(yīng)的改進方法，并提前進行仿真推演與測試，一旦驗證了改進方法的有效性，就能將制造與生產(chǎn)環(huán)節(jié)的成本納入可控范圍，極大地增強了企業(yè)在同類農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品中的競爭力。于是更多的農(nóng)業(yè)機械制造企業(yè)為了贏得市場，就會加大在設(shè)計環(huán)節(jié)的創(chuàng)新投入來獲取消費者的認可。農(nóng)業(yè)機械行業(yè)采用以數(shù)字化技術(shù)為支撐的決策模式，相繼開發(fā)出了知識型數(shù)據(jù)庫，進一步加大了整個行業(yè)對數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用程度。

2.2在普及中優(yōu)化了虛擬化現(xiàn)實技術(shù)

數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的普及和升級，加快了農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品設(shè)計向虛擬化現(xiàn)實技術(shù)的轉(zhuǎn)化，并通過融入和吸收諸如多媒體與3D圖形新形態(tài)，讓設(shè)計者在進行產(chǎn)品設(shè)計時擁有了更為真實的多維體驗，也讓用戶能對產(chǎn)品的性能有了更具體的視覺感受，極大地優(yōu)化了產(chǎn)品性能和提高了上市成功的概率。特別對于農(nóng)業(yè)機械這種相對復雜的產(chǎn)品，設(shè)計意圖與應(yīng)用效果之間會存在很大的差距。虛擬化現(xiàn)實技術(shù)的出現(xiàn)，不僅有效解決了農(nóng)業(yè)機械的設(shè)計與應(yīng)用兩個環(huán)節(jié)無法實現(xiàn)無縫對接的難題,而且優(yōu)化了針對農(nóng)業(yè)機械的設(shè)計周期長、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜等問題的處理辦法，讓農(nóng)業(yè)機械的產(chǎn)品性能通過模擬性應(yīng)用來進行驗證，然后再根據(jù)驗證情況著手進行改進。在設(shè)計目標完成后，便可讓目標用戶來對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能進行模擬應(yīng)用評估，并從他們口中得到最有效的反饋建議，使產(chǎn)品在上市后就能獲得用戶的極大認可。目前農(nóng)業(yè)機械設(shè)計，首先是借助CAD系統(tǒng)形成模型，再將其導入虛擬環(huán)境中，以此提高設(shè)計的可視化程度。其次是利用VR-CAD（虛擬現(xiàn)實-計算機輔助設(shè)計）系統(tǒng)幫助設(shè)計者在虛擬化的環(huán)境中進行設(shè)計。但我國在虛擬化技術(shù)層面的研究還處于相對滯后的階段，仍需對更為系統(tǒng)和完善的研究理論與應(yīng)用方案進行深入探索。

2.3加強數(shù)字化設(shè)計的協(xié)同性

農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)企業(yè)既要參與市場競爭，同時又要實現(xiàn)跨企業(yè)的協(xié)同合作，以滿足客戶越來越個性化的定制需求。因此協(xié)同化設(shè)計同樣成為農(nóng)機企業(yè)生存與發(fā)展的重要經(jīng)營手段，并可能成為整個行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要方向。為了從浩瀚的技術(shù)信息與零件資源中找到有效的資訊，就必須對搜索技術(shù)加以優(yōu)化。比如某個服務(wù)器存儲了上百萬的零件信息，而且還在不斷成級數(shù)增加。農(nóng)機企業(yè)在進行新產(chǎn)品設(shè)計時，就要對需要的零部件的參數(shù)和性能進行搜索，并且探討怎樣才能匹配到有效的供應(yīng)商客戶端。隨著數(shù)字化設(shè)計技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域應(yīng)用影響的不斷擴大，設(shè)計者、供應(yīng)商與制造商之間，必須在設(shè)計端就要開展深入的協(xié)同合作，才能借助各自的資源與軟件技術(shù)優(yōu)勢，實現(xiàn)新型農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的不斷升級，并從設(shè)計和制造兩個環(huán)節(jié)不斷提升產(chǎn)品的國際競爭力和生產(chǎn)效率，并確保達到最佳的制造品質(zhì)。

3農(nóng)業(yè)機械數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的創(chuàng)新之處

農(nóng)業(yè)機械本身屬于制造業(yè)的范疇，產(chǎn)品種類齊全且復雜，優(yōu)勢是國內(nèi)外的市場需求體量非常巨大。近年來，我國企業(yè)將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于大型農(nóng)業(yè)機械的研究與開發(fā)，其力度越來越大。通過引進更多的工程技術(shù)和仿真技術(shù)來對產(chǎn)品性能進行設(shè)計和檢測，希望能借此不斷優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能。對今后的研發(fā)趨勢應(yīng)多關(guān)注如下幾個重點。

3.1強化產(chǎn)品的創(chuàng)新思維

以往產(chǎn)品創(chuàng)新只是針對少數(shù)用戶，根據(jù)他們的需求對產(chǎn)品原有技術(shù)做一些優(yōu)化，在局部功能上改善和某些實用操作上升級，進而滿足他們的需求。而今后的農(nóng)業(yè)機械設(shè)計將更加重視產(chǎn)品的原始創(chuàng)意設(shè)計，將以克服人們農(nóng)藝作業(yè)上的困難和滿足人們對生產(chǎn)力提升的需求（含潛在的需求）為創(chuàng)新點，通過對某一需求市場的分析，并在得到評估和確認后進入到技術(shù)層面的匹配性論證，然后對具體產(chǎn)品設(shè)計中的各種難題逐一篩選與解除，進而切入到制造環(huán)節(jié)各種元件的經(jīng)濟技術(shù)指標的分析、供應(yīng)商設(shè)備和配件的優(yōu)選和確認，以及更細化的加工流程的取舍和確認。

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[關(guān)鍵詞] 數(shù)字化；車間；系統(tǒng)；軍工；制造

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 17. 035

[中圖分類號] F270.7；TP315 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2014）17- 0059- 03

數(shù)字化制造是傳統(tǒng)的制造業(yè)依托高性能計算機、網(wǎng)絡(luò)等高新技術(shù)，實現(xiàn)對產(chǎn)品需求分析、產(chǎn)品設(shè)計、零件加工制造、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗以及整個生命周期的數(shù)據(jù)信息管理、過程控制[1]。數(shù)字化車間可以有效降低生產(chǎn)成本、縮短產(chǎn)品研制周期，解決軍工制造企業(yè)傳統(tǒng)生產(chǎn)模式中的瓶頸問題。

1 對軍工特色數(shù)字化車間的思考

1.1 數(shù)字化車間概述

數(shù)字化車間是指以制造資源、生產(chǎn)操作和產(chǎn)品為核心，將數(shù)字化的產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)，在現(xiàn)有實際制造系統(tǒng)的數(shù)字化現(xiàn)實環(huán)境中，對生產(chǎn)過程進行計算機仿真優(yōu)化的虛擬制造方式[3]。數(shù)字化車間將傳統(tǒng)車間的生產(chǎn)系統(tǒng)、工藝設(shè)計系統(tǒng)、質(zhì)量信息系統(tǒng)以及其他管理系統(tǒng)信息集成為DNC、ERP、MES系統(tǒng)，形成自動化制造體系， 實現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計、工藝、管理、制造一體化，提高企業(yè)生產(chǎn)效率，縮短制造周期，降低生產(chǎn)成本，對企業(yè)有非常重要的意義。

1.2 軍工生產(chǎn)企業(yè)打造數(shù)字化車間的必要性

（1）軍工企業(yè)產(chǎn)品具有批量小、種類多、結(jié)構(gòu)復雜、生產(chǎn)交付節(jié)點嚴格等特點[4]，產(chǎn)品依據(jù)車間制造能力進行路線劃分、資源配置，產(chǎn)品零件分散到各個車間、工位，這對車間的零件調(diào)配、設(shè)備使用的靈活性提出了更高要求，車間信息不暢通，就會導致生產(chǎn)計劃不能按時完成，生產(chǎn)質(zhì)量也得不到保證，融入信息化技術(shù)可以實現(xiàn)產(chǎn)品、物料、工裝、刀具等實時數(shù)據(jù)采集，相關(guān)人員通過終端系統(tǒng)可以掌握產(chǎn)品生產(chǎn)、工裝、設(shè)備的使用情況。

（2）軍工企業(yè)接收緊急任務(wù)。軍工制造車間可能突然接收一些產(chǎn)品的緊急生產(chǎn)任務(wù)，在傳統(tǒng)的制造模式下只能停止現(xiàn)有的生產(chǎn)任務(wù)，打亂了原有的生產(chǎn)計劃安排。引入先進的制造信息平臺，可以根據(jù)現(xiàn)在車間的生產(chǎn)情況及生產(chǎn)設(shè)備的占用情況進行分析，及時準確地評估插入任務(wù)對其他生產(chǎn)任務(wù)的影響，通過對生產(chǎn)工序進行拆分、合并、外協(xié)加工等排產(chǎn)調(diào)整，優(yōu)化車間配置資源，在影響原有生產(chǎn)計劃最小的情況下完成插入任務(wù)。

（3）軍工企業(yè)產(chǎn)品要求質(zhì)量具有可追溯性。軍工產(chǎn)品零件質(zhì)量要求具有可追溯性，傳統(tǒng)操作方式是將數(shù)據(jù)人工記錄，這種方式耗時且容易出錯；引入條碼掃描機、觸摸屏、視頻系統(tǒng)等信息采集方式后，將每件產(chǎn)品每道工序產(chǎn)生唯一條碼，只需掃描條碼，即可調(diào)出零件相關(guān)數(shù)據(jù)，為相關(guān)人員提供動態(tài)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)零件可追溯性。

（4）軍工企業(yè)制造資源利用率低。每個產(chǎn)品生產(chǎn)涉及現(xiàn)場操作人員、物料準備、設(shè)備準備、刀具準備等，傳統(tǒng)制造模式由于信息不夠暢通，使部分設(shè)備、工裝閑置，而另外一些任務(wù)排滿；通過信息化手段可提高車間現(xiàn)場資源利用率及資源優(yōu)化配置，管理人員在最短的時間內(nèi)通過大屏幕、PC終端等顯示設(shè)備掌握生產(chǎn)現(xiàn)場的情況，以便做出準確的判斷，采取有效措施，保證生產(chǎn)任務(wù)的順利完成。

（5）軍工企業(yè)技術(shù)文檔管理難度大。車間技術(shù)文檔、產(chǎn)品文檔資料多，且很多為秘密材料，管理難度大，需要引進信息化技術(shù)進行管理，實現(xiàn)技術(shù)文檔資料版本的嚴格控制及方便工人查詢?yōu)g覽。軍工企業(yè)傳統(tǒng)制造模式已經(jīng)滿足不了需求，亟需引進信息化手段、打造數(shù)字化車間來解決矛盾。

2 數(shù)字化車間構(gòu)造

2.1 數(shù)字化車間的整體構(gòu)架

數(shù)字化車間是一個龐大的具有信息化特點的制造系統(tǒng)，是基于傳統(tǒng)制造業(yè)與信息化技術(shù)平臺建立起來的，其整體框架如圖1所示。

2.2 數(shù)字化車間的模塊分析

數(shù)字化車間以MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)為核心，充分利用ERP、PDM等平臺，依據(jù)車間自身特點，搭建系統(tǒng)應(yīng)用的軟硬件平臺，實現(xiàn)設(shè)計、工藝、制造一體化的數(shù)字化生產(chǎn)模式，數(shù)字化車間打造基于以下信息化平臺。

2.2.1 數(shù)字化車間MES系統(tǒng)

數(shù)字化車間打造MES系統(tǒng)，改變了制造企業(yè)傳統(tǒng)的單一信息采集方式，通過動態(tài)采集產(chǎn)品在制造過程中設(shè)備占用情況、生產(chǎn)進度、完成質(zhì)量等數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行整合、分析，形成整體解決方案，確保將信息準確、及時地反饋給相關(guān)人員，為任務(wù)排產(chǎn)、決策提供依據(jù)。

2.2.2 數(shù)字化車間生產(chǎn)管理平臺

生產(chǎn)管理系統(tǒng)如圖2所示，生產(chǎn)計劃下達到車間后，車間工位生產(chǎn)信息采集系統(tǒng)將工位資源數(shù)據(jù)反饋給ERP系統(tǒng)，通過物料計劃計算后，生產(chǎn)計劃員根據(jù)將生產(chǎn)任務(wù)下達給相關(guān)的工藝、設(shè)備管理、物料管理人員，相關(guān)人員根據(jù)任務(wù)的優(yōu)先級進行準備，生產(chǎn)計劃員根據(jù)生產(chǎn)計劃進行派工，系統(tǒng)具有生產(chǎn)過程監(jiān)視以及生產(chǎn)調(diào)度指揮功能。調(diào)度系統(tǒng)的高效運作，避免了車間資源的浪費，縮短了型號產(chǎn)品的研制生產(chǎn)周期。

2.2.3 制造資源管理平臺

制造資源管理模塊流程如圖3所示。通過數(shù)據(jù)庫建立資源庫將可以管理制造資源如刀具、設(shè)備、工裝等，工藝人員可以根據(jù)需要添加、刪減資源庫中的內(nèi)容，也可以及時查找各種工序需要的機床、刀具、量具相關(guān)數(shù)據(jù)以及占用情況，計劃員也可通過數(shù)據(jù)庫核算產(chǎn)品制造消耗和占用資源的成本。

2.2.4 物料配管模塊

產(chǎn)品生產(chǎn)過程中需要大量物料、工裝等，由于車間制造現(xiàn)場空間、資源有限，需對現(xiàn)場物料、配套產(chǎn)品及使用工具等物件進行嚴格控制管理，建立物料配給管理機制，根據(jù)生產(chǎn)計劃查詢物料需求計劃，并及時調(diào)整；通過網(wǎng)絡(luò)終端查詢庫房庫存情況，利用電子標簽撿貨系統(tǒng)指引快速取貨，能夠利用條碼掃描終端自動記錄物料信息，保證了庫房物料信息的實時性與準確性。

3 結(jié) 論

通過對數(shù)字化車間的闡述及對軍工企業(yè)特點的分析，論述了傳統(tǒng)軍工企業(yè)引進信息化技術(shù)打造數(shù)字化車間的必要性。數(shù)字化車間通過建立MES系統(tǒng)，提高了車間信息交流的暢通性和設(shè)備使用的靈活性。通過建立IPT協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)，使得產(chǎn)品研制效率提高，縮短了產(chǎn)品研制周期。通過建立數(shù)字化生產(chǎn)管控系統(tǒng)，顯現(xiàn)了管控系統(tǒng)對生產(chǎn)計劃調(diào)整、任務(wù)監(jiān)督、資源調(diào)配的便利性；建立物料配管模塊，提高了物料、工裝、產(chǎn)品管理管控工作的效率；建立質(zhì)量管理模塊，通過先進的檢測、記錄設(shè)備使產(chǎn)品質(zhì)量可方便快捷追溯。

主要參考文獻

[1]呂琳，胡海明.淺談數(shù)字化制造技術(shù)[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新， 2009（1）：87-88.

[2]洪建勝.數(shù)字化車間環(huán)境下的MES應(yīng)用[J].中國制造業(yè)信息化：應(yīng)用版，2007（9）：51.

[3]李鐵鋼.鈑金件數(shù)字化制造數(shù)據(jù)集成技術(shù)[J].河南科技，2013（3）.

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關(guān)鍵詞:逆向工程 模具數(shù)字技術(shù)

中圖分類號:文獻標識碼:A文章編號:1007-9416(2010)05-0000-00

目前,模具的設(shè)計與制造與逆向工程技術(shù)結(jié)合的非常緊密,這正是模具設(shè)計與制造技術(shù)的發(fā)展方向。

1逆向工程技術(shù)

逆向工程技術(shù)是近幾年迅速發(fā)展起來的一門新興學科,也稱反求工程。它包括形狀反求、工藝反求和材料反求。但目前逆向工程技術(shù)研究較多的是基于零件實物樣件的幾何模型的反求,即從已有的物理模型或?qū)嵨锪慵a(chǎn)生相應(yīng)的CAD模型,進而對其進行改進設(shè)計和制造。在市場競爭更加激烈、產(chǎn)品技術(shù)含量不斷提高、制造周期不斷縮短的今天,逆向工程技術(shù)已越來越受到人們的重視。

2逆向工程及其實現(xiàn)過程

逆向工程常用于仿制過程。即必須對實物進行三維數(shù)字化處理,數(shù)字化手段包括傳統(tǒng)測繪和各種先進的測量方法,將獲得的三維離散數(shù)據(jù)作為初始素材,借助專用的曲面處理軟件和CAD/ CAM系統(tǒng)構(gòu)造實物的CAD模型,輸出NC加工指令或用STL文件驅(qū)動快速成型機制造出產(chǎn)品或原型。

3三維數(shù)據(jù)的采集

在逆向工程中,準確、快速、全面地獲取實物的三維幾何數(shù)據(jù),即對物體的三維幾何形面進行三維離散數(shù)字化處理,是實現(xiàn)逆向工程的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)的采集是指采用某種測量方法和設(shè)備測出實物各表面的若干組點的幾何坐標,可以有多種方式進行數(shù)據(jù)采集。在表面數(shù)字化技術(shù)中,根據(jù)測量方式的不同可以將數(shù)據(jù)采集方法分為接觸式和非接觸式兩大類。傳統(tǒng)方法就是以三坐標測量機(CMM)為代表的接觸式,也是實際工程中常用的方式,精度相對精確,但易于損傷測頭和劃傷被測零件的表面。

4逆向工程技術(shù)的應(yīng)用

不同類型的數(shù)字化點,不管是人工測出的低密度數(shù)字化點,還是自動測出的數(shù)以百萬計的數(shù)字化點,一旦這些數(shù)字化點在屏幕上顯示出,設(shè)計人員可直觀地交互建立起模型的特征線,這些特征線由設(shè)計人員選取一定順滑精度的數(shù)字化點生成。由這些網(wǎng)絡(luò)曲線作為曲面片的邊界,軟件自動生成與數(shù)字化點非常接近的順滑曲面。最后,由專門的檢測功能模塊把所生成的曲面與所采集的數(shù)字化點進行比較。曲面自動重建的操作步驟:

(1)數(shù)字化點顯示。多角度顯示模型能使設(shè)計人員及時發(fā)現(xiàn)測量工作的精確程度。以數(shù)字化點為基礎(chǔ)直接生成的模型能顯示遺漏區(qū)域,以及不準確的數(shù)字化點,以便確定是否要重新測量數(shù)字化點。

(2)數(shù)字化點編輯。所有數(shù)字化點須經(jīng)篩選或自由順滑處理,以去除雜散點。從而提高數(shù)字化點精度。也可手工操作去除或加入數(shù)字化點。

(3)建立線框模型。以交互方式定義模型的特征線,使設(shè)計人員直接由設(shè)計的一組數(shù)字化點來完成,而沒有必要一點一點地選取。

(4)曲面的生成。由線框模型生成一組曲面,面與面之間過渡約束(如曲線的相切、連續(xù)性等)由設(shè)計人員定義。這些曲面片被自動覆蓋互數(shù)字化型面上,以盡可能與測出的數(shù)字化點相吻合。

(5)校核。CAD模型建好后,必須與實物模型進行比較,校核時自動件計算數(shù)字化點與生成曲面間的距離,結(jié)果以顏色級度偏差的形式顯示,顏色的變化以距離的大小而變化。

(6)集成一體化。曲面自動重建模塊可與曲面造型功能模塊結(jié)合起來,隨時為設(shè)計人員提供模型的設(shè)計、修改和曲面重建的強大設(shè)計功能。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,大多數(shù)的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具,模具工業(yè)已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。根據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會的預(yù)測,21世紀機械制造工業(yè)零件粗加工的75%,精加工的50%都需要通過模具來完成。 模具作為一種高附加值的技術(shù)密集產(chǎn)品,它的技術(shù)水平已經(jīng)成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要評價指標。

5模具CAD/CAM系統(tǒng)專用化程度不斷提高

隨著模具工業(yè)的飛速發(fā)展以及CAD/CAM技術(shù)的重要性被模具界的廣泛認可,近年來CAD/CAM開發(fā)商投入了很大的人力和物力,將通用CAD/CAM系統(tǒng)改造為模具行業(yè)專用的CAD/CAM系統(tǒng),針對各類模具的特點,推出了宜人化、集成化和智能化的專用系統(tǒng),受到了廣大模具工作者的好評。

可在統(tǒng)一的系列環(huán)境下,使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫,完成產(chǎn)品設(shè)計,生成三維實體模型,在此基礎(chǔ)上進行自動分類,生成凸、凹模并完成模具的完整結(jié)構(gòu)設(shè)計,能方便地對凸、凹模進行自動NC加工。

面向模具制造的模具總裝設(shè)計專家系統(tǒng),可自動為復雜注塑模、吹塑模創(chuàng)建模具結(jié)構(gòu)及抽芯機構(gòu)、自動產(chǎn)生分模面,加工信息被自動封裝,并可直接輸出到PowerMILL模塊,自動產(chǎn)生加工程序。

6面向模具企業(yè)的CAD/CAE/CAM技術(shù)的系統(tǒng)集成方案

隨著模具工業(yè)的科技進步和國際競爭的日益激烈,模具業(yè)對CAD/CAM系統(tǒng)的要求也從單純的建模工具變?yōu)橐笾С謴脑O(shè)計、分析、管理和加工全過程的產(chǎn)品信息管理集成化系統(tǒng)。近幾年來,有不少研究單位和公司都開發(fā)了面向模具企業(yè)的CAD/CAE/CAM系統(tǒng)集成方案,表現(xiàn)出較高的實用水平。

如上海交通大學國家模具工程中心在數(shù)字化制造、系統(tǒng)集成、反向工程、快速原型/模具以及計算機輔助應(yīng)用技術(shù)等方面已形成了全方位解決方案的能力,能夠提供模具開發(fā)與工程服務(wù)的業(yè)務(wù),全面地提高模具企業(yè)的水平和產(chǎn)品質(zhì)量。又如浙江大學旭日科技開發(fā)公司,能為企業(yè)提品設(shè)計、三維造型與NC編程、逆向工程、三坐標測量、模具設(shè)計與分析、技術(shù)培訓以及模具CAD/CAE/CAM技術(shù)開發(fā)的全方位技術(shù)支持。北航海爾軟件有限公司推出的CAXA品牌系列CAD/CAE/CAM軟件也能夠為用戶提供有關(guān)模具工程的全方位解決方案。值得注意的是,國際著名的CAD/CAM技術(shù)集團正在努力把數(shù)字化分析產(chǎn)品集成到CAD/CAM平臺中。由于數(shù)字化分析產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、電子、醫(yī)療設(shè)備和重型機械等領(lǐng)域。

制造商要求通過減少物理樣機,提高產(chǎn)品質(zhì)量來降低成本并加速產(chǎn)品上市,這種需求在模具制造業(yè)中尤為突出。因此在設(shè)計過程中加強前期的分析仿真,將有助于縮減對物理樣機的需求量,并提高數(shù)字化設(shè)計的靈活性。有助于用戶不斷開發(fā)新產(chǎn)品,同時降低成本,縮短將產(chǎn)品推向市場的時間。因此,在模具CAD/CAM技術(shù)中集成數(shù)字化分析技術(shù),獲得完善的CAD/CAE/CAM解決方案,是目前的一個重要發(fā)展方向。

數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用技術(shù)它已經(jīng)能覆蓋從概念設(shè)計、詳細設(shè)計、工程分析、數(shù)控加工、虛擬制造模擬到產(chǎn)品維護等各個產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)的流程。數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用技術(shù)的核心為三維計算機軟件輔助設(shè)計。再配合產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) ( PDM ) ,制造業(yè)開始實施基于數(shù)字化技術(shù)的,完全優(yōu)化的產(chǎn)品開發(fā)和制造流程。

近十年來,數(shù)字化技術(shù)在機械工程領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)不斷推陳出新,新的技術(shù)的應(yīng)用,推動企業(yè)以更快的速度推出更創(chuàng)新的產(chǎn)品,同行的回應(yīng)又興起新一輪的市場競爭。數(shù)字化和網(wǎng) 絡(luò)技術(shù)正把這種循環(huán)的速度加快到人們想象不到的節(jié)奏。從使用圖板到計算機二維繪圖,從三維設(shè)計到電子樣機,由數(shù)字化工藝流程設(shè)計到數(shù)字化制造,整個數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)逐步發(fā)展而成為數(shù)字化企業(yè)的核心。

參考文獻:

[1]劉偉軍.逆向工程―原理方法及應(yīng)用.機械工業(yè)出版社,2008年10月.

[2]張榮清.模具設(shè)計與制造.高等教育出版社,2003年8月.

篇9

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；人機協(xié)同；加工；制造；通信

一、數(shù)字化技術(shù)與自然人結(jié)合

數(shù)字化技術(shù)與自然人在車間生產(chǎn)中各有特點。數(shù)字化技術(shù)能夠?qū)囬g內(nèi)的控制信息、設(shè)備信息、庫存信息等進行管理和控制，但是缺乏靈活性，而人卻能夠隨機應(yīng)變。將數(shù)字化技術(shù)控制的各種設(shè)備和數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)傳到自然人的數(shù)字化設(shè)備，自然人通過數(shù)字化設(shè)備能夠全面的掌握車間的運行狀態(tài)。

二、數(shù)字化人的特點

因為數(shù)字化設(shè)備與自然人結(jié)合后，人成為車間內(nèi)的移動控制者，他能夠不斷地來回移動，對正在運行的設(shè)備狀況進行隨時監(jiān)控，也能夠?qū)Ξa(chǎn)品加工工藝進行調(diào)整。車間內(nèi)采用的無線局域網(wǎng)技術(shù)，使得人的這種移動控制成為可能。軟件上車間各種信息應(yīng)能快速反映到數(shù)字設(shè)備上，并按照人的操作發(fā)出指令，控制設(shè)備。

數(shù)字設(shè)備功能多，體積小，因此集成是必然的選擇。硬件上要集成多種芯片，包括WIFI、藍牙等通信芯片，還包括存儲器、處理器、其他模塊和各種接口、電池、顯示器等。軟件上要與上層工作站通信，發(fā)送各種信息，與設(shè)備通信，這么多功能都要集成在一款軟件之內(nèi)，占用資源要小，功能要齊全。

人在車間內(nèi)要能夠監(jiān)控所有運行設(shè)備，但現(xiàn)在企業(yè)內(nèi)加工設(shè)備往往五花八門，因此兼容性是非常重要的，也是非常難以實現(xiàn)的。其原因第一個是不同廠家的設(shè)備運行模式不同，要想兼容就要研究所有的通信協(xié)議，然后才能通信，從而獲取設(shè)備的信息并進一步控制設(shè)備，單就這一步已經(jīng)極為困難；第二個，不同時期的設(shè)備控制方式是變化的，新的設(shè)備容易通信，舊的設(shè)備通信難度大。

另一個問題是操作問題，大量的各種設(shè)備，操作方式不同而且操作復雜，加之各種信息，使得實際上的操作任務(wù)是很繁重的，如果人機界面操作不簡易，那么很難完成所有任務(wù)。因此人機界面的易操作性非常重要，好的人機界面會給操作帶來便捷，從而提升工作效率。

三、以數(shù)字化設(shè)備為主導的人機協(xié)同制造

1.運行模式

數(shù)字化設(shè)備管理系統(tǒng)能夠?qū)囬g進行監(jiān)控，但人腦的決策和判斷同樣重要而且無法為數(shù)字化系統(tǒng)實現(xiàn)。人不再是具體的操作加工設(shè)備，而是根據(jù)設(shè)備狀況，對工藝、物流等進行安排和調(diào)整。數(shù)字化設(shè)備與人的結(jié)合，對設(shè)備之間的組合、加工工藝的規(guī)劃、數(shù)控加工程序、刀具工具的使用做出具體安排，并實時監(jiān)控。

2.以數(shù)字化設(shè)備人機協(xié)同制造的特點

傳統(tǒng)加工制造，所有的任務(wù)、工藝、操作都由管理層設(shè)定，下達到生產(chǎn)現(xiàn)場，這個過程中，最上層是辦公室里負責設(shè)計和工藝的管理層，下面設(shè)備層只是命令的執(zhí)行者，這是絕大部分的數(shù)字化制造中都采用的模式。

在新的加工制造模式中，上面的被顛覆，由于數(shù)字化設(shè)備連接了管理層和現(xiàn)場設(shè)備層，因此設(shè)備層的操作人員同樣是車間的管理者，并且由于操作人員更接近生產(chǎn)設(shè)備，可以直接觀察生產(chǎn)現(xiàn)場的狀況，因此對于車間的直接控制其效果還要優(yōu)于上面的管理層。

傳統(tǒng)車間，產(chǎn)品的設(shè)計人員一般在技術(shù)部門，而現(xiàn)場的操作人員則完全按照計劃完成加工任務(wù)，這使得加工中如果出現(xiàn)問題就無法及時的修補，帶來時間和經(jīng)濟上的損失。新的加工模式很好地解決了以上問題，生產(chǎn)工藝的制定者是身處生產(chǎn)第一線的操作數(shù)字化設(shè)備的人員，這樣的工作人員通過對數(shù)字化設(shè)備監(jiān)控車間，發(fā)現(xiàn)問題能及時處理，消除了設(shè)計人員和操作人員間的距離，減少了處理問題的時間，提高了生產(chǎn)效率。

數(shù)字化設(shè)備與人的結(jié)合，最大限度地彌補了數(shù)字化設(shè)備和自然人各自的缺點，發(fā)揮了二者的長處和優(yōu)點，最大限度的使得通信技術(shù)和人的判斷得以結(jié)合，為新一代的生產(chǎn)制造模式提供了良好的平臺，是新型制造技術(shù)發(fā)展的重要方向，一部分已經(jīng)為現(xiàn)代企業(yè)所采用，其余的也必將成為制造業(yè)未來發(fā)展的潮流之一。

參考文獻：

[1]雷源忠.我國機械工程研究進展與展望[J].機械工程學報，2009（5）：1―11.

篇10

我國機床發(fā)展整體大而不強，低端產(chǎn)品多、價值低，高端產(chǎn)品少，很多企業(yè)還停留在“模仿”“仿造”階段，就像當年日本發(fā)展的初期。很多關(guān)鍵部件不過關(guān)，數(shù)控系統(tǒng)主要依賴于進口，提升產(chǎn)品質(zhì)量的難度很大。企業(yè)創(chuàng)新能力差，信息化程度低，產(chǎn)品成熟度偏低，制造成本高，更無理論性、戰(zhàn)略性、方向性研究，是我們制造業(yè)的通病。把信息技術(shù)融于機床產(chǎn)品和企業(yè)管理的水平很有限，尤其是把現(xiàn)代信息技術(shù)融于數(shù)控產(chǎn)品，而研發(fā)并制造出高精尖產(chǎn)品就更差，所以我國機床的產(chǎn)品自動化、智能化、信息化、集成化程度都偏低。

此外關(guān)鍵零部件及核心運行部件的技術(shù)水平、運行速度、產(chǎn)品精度、可靠性、穩(wěn)定性差，整體機床制造工藝水平與質(zhì)量比較低。

影響國產(chǎn)數(shù)控機床質(zhì)量的關(guān)鍵性指標一可靠性與國外產(chǎn)品相比明顯偏低，直接影響了國產(chǎn)數(shù)控機床的競爭力。例如，國產(chǎn)數(shù)控機床的平均無故障工作時間小于300小時，遠低于國外高檔數(shù)機床平均無故障工作時間2000小時，而國際標準為800小時。

因生產(chǎn)制造工藝、過程控制等因素，國產(chǎn)數(shù)控機床的幾何精度和工作精度單機生產(chǎn)質(zhì)量遠高于批量生產(chǎn)質(zhì)量，很難實現(xiàn)數(shù)控機床的大批量高精度生產(chǎn)，從而不能有效占領(lǐng)市場。

無論從產(chǎn)品功能、制造過程控制，還是知識管理與創(chuàng)新、整體企業(yè)管理與服務(wù)水平來講，我國機床產(chǎn)業(yè)的信息化水平都還很低，難以設(shè)計和制造出高端產(chǎn)品，實現(xiàn)“高、精、尖”數(shù)控機床的技術(shù)突破，無法有效提升企業(yè)升品牌內(nèi)涵和企業(yè)核心競爭力。利用信息技術(shù)在設(shè)計、制造、管理、服務(wù)、運作等方面不斷實現(xiàn)創(chuàng)新與突破，向一體化、服務(wù)化、集成化綜合方案供應(yīng)商型企業(yè)發(fā)展，是制造業(yè)長期發(fā)展適應(yīng)市場的重要手段。

注重基礎(chǔ)理論研究，加強創(chuàng)新能力建設(shè)，全面融入信息技術(shù)，用高端制造業(yè)代替簡單制造業(yè)、技術(shù)密集型代替勞動密集型，發(fā)展高端數(shù)控機床產(chǎn)品，是企業(yè)在本輪產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與升級時的必經(jīng)之路。

企業(yè)轉(zhuǎn)型從產(chǎn)品與服務(wù)入手

首先，提高產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性（增加可靠性、破壞性實驗），融入信息技術(shù)（信息塔、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化等技術(shù)），深入研究用戶需求，從而設(shè)計和制造出更符合國家重點扶持行業(yè)及特殊用戶需求的高端產(chǎn)品、高附加值產(chǎn)品。

第二，提升對用戶及產(chǎn)品的服務(wù)化水平，建立企業(yè)內(nèi)外一體化、數(shù)字化、集成化運作與服務(wù)支持系統(tǒng)，形成從單一供應(yīng)產(chǎn)品的生產(chǎn)商，到包括研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、管理資訊、企業(yè)運作環(huán)境與系統(tǒng)建設(shè)、兩化融合及軟件服務(wù)在內(nèi)的制造業(yè)綜合解決方案供應(yīng)商。

企業(yè)轉(zhuǎn)型升級面臨的急迫問題是創(chuàng)新和人的問題，即確立企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略與理念后，怎樣培養(yǎng)和管理高素質(zhì)的人來利用最重要的信息技術(shù)，實現(xiàn)產(chǎn)品、管理和運作的不斷創(chuàng)新問題。

信息化技術(shù)是解決產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級最重要的手段和方法。無論是產(chǎn)品研究與創(chuàng)新，還是制造與工藝，管理與服務(wù)，無處不在。企業(yè)只有通過兩化融合才能實現(xiàn)真正的轉(zhuǎn)型與升級。

信息化建設(shè)的管理與技術(shù)難點

從管理方面來看：首先是實現(xiàn)管理創(chuàng)新難，信息化建設(shè)是一個在管理與技術(shù)上不斷實現(xiàn)創(chuàng)新并前進的過程，是管理與技術(shù)交融統(tǒng)一的集合體，只有管理創(chuàng)新跟上數(shù)字化運行環(huán)境發(fā)展要求，才能更好地開展信息化的各項工作。

其次，是數(shù)據(jù)管理難，由于裝配制造業(yè)企業(yè)普遍存在標準化、基礎(chǔ)化、個人信息化水平低等因素，尤其是國營企業(yè)、老企業(yè)，這一矛盾更為突出。

再者，知識更新難，由于信息化對每一位員工綜合素質(zhì)要求較高，無論是在技術(shù)操作層面，或管理操作層面，都要跟上并適應(yīng)數(shù)字化企業(yè)運作模式的具體要求，并要不斷學習新的信息技術(shù)和新的管理思想，而固守原有舊觀念、舊習慣、舊知識，又是每一員工難以接受和使用新系統(tǒng)、適應(yīng)新環(huán)境的主要障礙。

從技術(shù)方面來看：首先是系統(tǒng)集成難，由于現(xiàn)有國內(nèi)外數(shù)字化軟件產(chǎn)品，是依據(jù)不同業(yè)務(wù)分為孤立的系統(tǒng)來設(shè)計和實施的，數(shù)據(jù)不能共享，事后集成統(tǒng)一，事倍功半，投資大、失敗多，尤其是財務(wù)管理軟件，直接與企業(yè)靜態(tài)制造數(shù)據(jù)脫節(jié)，無法形成信息流與資金流的集成和統(tǒng)一，不能適應(yīng)數(shù)字化的產(chǎn)品開發(fā)及管理對快速設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計的要求，更不能滿足未來企業(yè)數(shù)字化對信息技術(shù)及產(chǎn)品的需求。

其次，從軟件實施方法來看，所有信息化項目，都是在軟件實施后，再來消除信息孤島，解決數(shù)據(jù)唯一共享。再者，信息化項目實施邊界不清，需求多變，也是信息化項目實施周期長、成本高，不易成功見效的主要原因。

實現(xiàn)兩化融合的關(guān)鍵點

企業(yè)信息化就是要解決市場經(jīng)濟條件下的T（時間）、Q（質(zhì)量）、C（成本）、S（服務(wù)）問題，從某種意義上說，企業(yè)信息化就是對企業(yè)數(shù)據(jù)集合進行數(shù)字化設(shè)計、實施、應(yīng)用及管理。只有解決好帶有制造成本數(shù)據(jù)的工藝數(shù)據(jù)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)，使之在設(shè)計和生產(chǎn)經(jīng)營中成為唯一共享數(shù)據(jù)，并在設(shè)計、生產(chǎn)、銷售、管理等活動中成為唯一數(shù)據(jù)源和唯一標準，才能在企業(yè)進行生產(chǎn)經(jīng)營活動時發(fā)揮出信息化的具大作用。

所以，建立集研發(fā)、制造、管理及過程控制為一體的數(shù)字化企業(yè)運作模式，利用信息技術(shù)來不斷實現(xiàn)企業(yè)管理創(chuàng)新，提升企業(yè)核心競爭力，是企業(yè)信息化發(fā)展戰(zhàn)略面臨的首要問題。而解決帶有成本數(shù)據(jù)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)與工藝數(shù)據(jù)的集成，和它在整個企業(yè)內(nèi)外數(shù)據(jù)中的唯一共享問題，又是現(xiàn)代裝配制造業(yè)信息化的核心問題。