数字制造

数字制造（共12篇）

数字制造 篇1

2012年8月28日, 中国农机工业协会会长高元恩与日本天田公司 (AMADA) 中国区董事长柴田耕太郎正式签订合作协议, 第一批引进使用天田公司数字化制造技术的中农博远、北京亨运通公司负责人出席签字仪式。两家合作协议的签署, 标志着我国农机工业领域将加快农机数字化制造技术的普及步伐, 推动我国由传统农业向现代农业的转变。

日本天田公司数字制造技术进入中国农机市场

数字化制造技术即数字化技术和制造技术的融合, 在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下, 根据用户的需求, 迅速手机资源信息, 对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组, 实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造, 进而快速生产出达到用户要求性能的产品整个制造全过程。其内涵包括3个层面:以设计为中心的数字化制造技术、以控制为中心的数字化制造技术、以管理为中心的数字化制造技术。数字化制造技术包括数字化设计、数字化工艺、数字化加工、数字化成形、数字化管理和数字化检验等技术。采用数字化制造可以通过加工工序的改革, 缩短整体生产周期, 从而达到提高产品质量、降低生产成本、缩短交货期的目的。

据了解, 日本天田公司是一家以生产数字化机床为主的现代化企业, 既是当今先进数字化制造技术 (软件) 和装备 (机床) 的提供者, 也是工厂数字化制造技术的实践者和领先者, 2011年, 在日本本土的制造基地只有900名员工, 产值却高达68亿元, 生产效率非常高, 这都得益于天田公司数字化加工技术和智能化生产管理, 其智能化管理涉及方方面面, 他们自己将其表述为“摊位式生产方式的高效率工厂”、“IT生产管理系统的数码工厂”。这是一个全工程的体验, 不仅是单台的设备, 还有软件, 整个工厂的体验。此次与农机工业协会签订合作协议, 承诺给与农机协会会员企业市场实际销售价格9.3折的优惠, 加强与中国农机企业的合作。中国农机企业引进这一技术和设备, 必将对我国农机事业产生深远影响。

中国农机制造数字化面临重重困难

进入21世纪, 我国农机行业发展迅速, 生产力不断提高, 年产值在全球已达到20%, 产品质量和制造技术都有所改善, 但从整体来看, 与国外发达国家相比, 我国制造和装备水平差距还非常大, 提高产品的可靠性仍是现在亟待解决的问题。近几年, 装备制造业有一个质的飞跃, 即向数字化发展, 日本天田公司已经把数字化技术充分的用到了钣金加工过程中, 利用软件和数字化工程, 将各个制造设备串接起来, 使整个制造技术实现了数字化制造。而将这一新的技术和设备引进到中国农机行业中, 必能对我国农机企业产品质量升级、性能升级、装备水平升级和制造技术升级起到非常大的作用。现在, 我国农机制造业正处于调整阶段, 从制造低端产品向制造高端产品转变是发展趋势, 而数字化技术制造正是实现这一转变的重要途径。

高会长表示, 绝大部分企业已经意识到我国农机企业与国外的差距, 加强国际合作对提高农机行业的制造水平至关重要, 引进高端的装备和专业的人才, 才能较快提升我们的水平, 但是要实现这一技术还是有一定难度的。首先, 数字化制造技术要求企业自身有比较好的技术条件, 若是技术条件落后, 根本无法采用此技术;其次, 要有比较好的经济实力, 购进这样的设备不是买一台普通的车床或激光切割机, 设备的投入会比较大;再次, 要求我们制造的产品要要有一定的技术含量, 不能用昂贵的设备来做一些简单的、半机械化的产品, 这样就浪费了。北京亨运通机械有限公司董事长王世秀也表示, 在中国劳动力越发缺少, 人员成本不断提高的形势下, 这样的设备确实能够提高生产效率, 降低生产成本, 使农机质量有一个升级, 但是对于刚刚起步的民营企业来说, 资金问题确实是最大的困难。天田中国公司负责人柴田说, 虽然天田中国公司刚刚成立1年, 但是与企业合作共同解决问题已经在几年前就开始了, 天田公司非常重视中国农机市场, 公司计划未来3年, 逐渐将制造工厂转移到中国, 国产化加工由现在的20%提高到60%, 以减低成本和产品价格。而且, 天田公司也提供分期付款等服务, 与客户共同解决问题。

硬实力与软实力孰轻孰重

在产业升级过程中, 企业要处理好硬实力和软实力的关系, 二者是企业生存发展的基础, 他们之间的关系是相辅相成的。近几年来, 我国农机企业也曾引进过全面质量管理、5S等管理模式, 但是总的来看, 我国农机企业的管理水平, 特别是现在强调的数字化、智能化管理水平差距较大。比如, 现在日本普遍采用的是信息化技术支持下的混流生产方式, 插秧机和水稻机等多个产品被布置在一个生产线上, 一台插秧机紧跟着一台收割机, 交替布置同时生产, 在同一条生产线上, 实行有节奏、按比例的混合连续流水生产, 是以品种、产量、工时、设备负荷全面均衡为前提的生产方式, 这样可以有效的使用工厂和设备, 而混流生产模式必须依赖数字化管理技术。所以, 企业只有将软实力和硬实力结合起来, 才能不断的提高经济效益。最近, 行业的一些企业也开始注重软实力的培养, 五征集团从日本请了管理质量控制、生产等三位专家, 帮助企业优化管理模式。

中国农机企业众多, 发展速度快, 是一个潜力巨大的市场, 天田公司加入中国农机工业协会不仅能为自身企业带来效益, 数字化制造技术的引进, 也将在中国的农机制造业掀起新的农机制造热潮。

数字制造 篇2

机翼整体壁板数字化制造技术

随着现代机翼整体壁板设计水平的不断提高,传统的制造模式已不能满足其制造要求.分析了现代机翼整体壁板制造过程,论述了现代机翼整体壁板数字化制造的优势及数字化设计、成形性评估、展开与板坯建模、喷丸路径规划与映射、辅助工艺设计等主要支撑技术,同时阐述了各支撑技术的具体关键技术.

作 者：王关峰 王俊彪 王淑侠 WANG Guanfeng WANG Junbiao WANG Shuxia 作者单位：西北工业大学机电学院,陕西,西安,710072刊 名：制造技术与机床 ISTIC PKU英文刊名：MANUFACTURING TECHNOLOGY & MACHINE TOOL年，卷(期)：“”(5)分类号：V2关键词：整体壁板 数字化制造 特征映射

数字谜题制造决策陷阱 篇3

比如教委，对“史上最难”大体保持不屑的态度。在今年5月的高校毕业生就业情况媒体介绍会上，市教委副主任李瑞阳表示，截至5月10日，本市高校毕业生总体签约率44.4%——比2012年同期下降2个百分点，但高于2009年、2010年的同期签约率；而且，毕业生签约率下降幅度有收窄的趋势。他还表示，今年上海高校毕业生总量为17.8万人；上海为高校毕业生准备的岗位则达到15.2万个——除去考研、出国留学等，岗位只多不少。

比如人力资源保障局，一位资深官员直率地对记者说：“所谓‘最难’，就是媒体简单根据毕业生人数而设置的陷阱话题。”

现实也有与“史上最难”相悖的地方。笔者供职的报社——俗称的上海“三报两台”之一，历史悠久，工作稳定，今年招聘据说名额未满。一些身边的朋友则告诉笔者，其实有不少“不差钱”的年轻人选择了“主动待业”或“自由职业”，你们媒体呀、政府部门呀纯属“皇帝不急太监急”。

笔者绝不是想说明就业难不存在，毕竟全国699万应届大学毕业生摆在那里；但是，“史上最难”的说法显然不是一个科学计算的结果。可这样迷糊的说法却足以引起“社会总动员”：今年，不止人社局、教委在忙活，经济部门和各区县、街镇在行动，工商联等经济组织在努力，就连团委这样的群众性组织也围绕大学生就业而愁白了头。周遭氛围，令人不慌也难。

这是一个细想之下令人感到可怕的现象。但偏偏，在中国，这绝非罕见。

大约两年前，有一个流传很广的说法：行业收入差距已成为当前中国社会的一个突出矛盾。据统计，1978年中国工资最高与最低行业平均工资之比仅为2 .1∶1，而2008年已上升到11∶1。一些公开资料指出，尽管石油、电力、电信、烟草等垄断行业的员工不到全国职工人数的8%，工资却相当于全国职工工资总额的60%左右。有人撰文呼吁“不能让既得利益者成为收入分配改革的拦路虎”。

笔者从未找到这些数据的出处。但经济学者张军却使用中国国家统计局提供的30万家企业的数据库进行了计算，结论为：国有企业的工资总额占比从来没有超过50%；由于其所使用的国企数据涵盖所有行业，不仅是垄断行业，因此国有垄断行业的工资总额占全国职工工资总额的60%的说法“很不靠谱”。

像这样著名的迷糊数据还有很多，比如，中国固定资产投资规模相对于GDP达到50%并且可能土坯70%；比如，消费只占GDP的48%，而在全球范围内，消费占GDP的比重平均为80%；再比如，那个广受诟病的登记失业率、地方GDP相加的结果总是高于国家统计局计算的笑话……

这些重要经济数据倘若有误，将直接影响中国对经济情况的判断，把经济决策带入陷阱。但令人遗憾的是，我们似乎始终未能把体系化地解决数字谜题摆在重要位置。笔者自然无能提出解决数字谜题的方案，但却想在本文的最后与读者共享李先念同志的一段讲话：

过去，报告与账面不符，账面与实物不符，党与政府的材料不符。没有一个准确的数字，不准确怎么能谈到统一（统收统支、统一管理）？

数字制造 篇4

中国已成为全球重要的手表生产基地和出口基地, 培养和吸引了大批的手表研发技术人员和制造从业人员, 形成了较为完善的手表制造加工产业链。但中国手表制造业和世界先进水平相比尚有较大的差距, 中国手表产量占全球市场70%份额, 而出口总值仅占全球市场的约20%;国产手表销量占国内手表市场80%份额, 销售收入仅占市场销售额的30%左右, 远低于进口品牌手表在中国的销售额。反观瑞士手表, 产量只占全球的3%, 但出口额却占到全球手表销售额的40%以上, 遥遥领先于中国手表。

国内的手表行业产品研发能力薄弱, 大多停留在传统的研发模式上。通过传统工程图纸的绘制、实物样品的试制和改进实现新品研发制造, 企业缺乏独立研发产品的能力, 不注重知识积累和信息管理, 机械地跟随和模仿国际品牌产品, 或为中低档国际手表品牌贴牌生产, 赚取少量加工费, 在全球手表产业价值链中处于下游, 竞争力有限。

国内手表行业制造能力相对落后。中国手表制造业虽已形成较大的规模, 但多以劳动密集型产品和简单的产品组装为主, 制造设备传统陈旧。70%以上的制造企业还是以手动钻床、手动车床及半自动手表车床等传统设备为主, 生产效率低下, 难以保证零件制造精度和复杂的外观造型, 部分企业引入了CAD、CAM技术和设备, 但由于产品信息管理手段和方式的落后, 无法实现信息的高度集成和共享, 在产品的设计、制造、管理、服务等各个流程中分散形成信息孤岛, 产品研发制造能力难以实现质的提升, 制造设备亟待升级改造。

国内手表市场销售额逐年递增, 但国内品牌所占市场份额却逐年递减, 众多手表企业正为生存而挣扎, 中国手表制造业正面临着前所未有的挑战, 寻求产品研发模式和产品制造模式变革和创新势在必行。

2 数字化设计制造技术在改造传统手表制造业中的作用

数字化设计制造技术的本质是实现产品设计制造信息的数字化, 将产品的结构、材料、制造、功能和管理统一起来, 应用数字化技术对设计制造所涉及的所有对象和活动进行表达、处理和控制, 从而在数字空间中完成产品设计制造过程, 即制造对象、状态与过程的数字化表征、制造信息的可靠获取及其传递, 以及不同层面的数字化模型与仿真。

数字化设计制造技术对手表制造业的改造主要体现在产品设计、分析、制造、信息管理等方面。通过计算机辅助设计、辅助分析技术取代手工绘制方式建立产品零件的参数化模型, 该模型可以直接应用于产品的后续运动分析、动态修改、虚拟检测、虚拟装配以及工艺编制, 使相关人员从繁琐的手工模式中脱离出来, 大幅提升手表产品研发设计能力和工作效率。

手表制造业一直存在产品要求精度高于加工及检测设备定位精度的问题, 加工中心及三坐标测量仪等高精度数控制造检测设备不仅提高了手表产品的制造精度, 更提升了产品质量的稳定性和生产效率, 有效地解决了手表产品小批量、多品种零件的加工需求, 充分适应现代市场的要求。

产品数据管理系统 (PDM) 为手表制造业提供包括文档、过程、产品结构与配置、查看和批注、扫描及图像服务、设计检索及零件库、项目管理、电子协作、工具与集成件等全方位的信息管理, 改造传统手表制造业的经验管理模式, 提升产品研发制造的效率和质量。同时企业拥有集成化的信息平台也为推行产品设计制造的并行工程提供了信息和管理基础。

引入数字化设计制造技术后, 手表制造业的产品研发质量、制造精度、生产效率、管理效率都将得到极大的提升, 这将促进手表制造业的自动化和精密化进程, 带动国内精密制造业的进步。

3 数字化设计制造技术应用案例

深圳市飞亚达精密计时制造有限公司针对国内手表行业面对的产品研发技术薄弱、市场需求变化快的现状, 应用数字化设计制造技术改造产品研发制造方式, 形成手表产品的模块化设计以及产品柔性制造模式, 并以此初步构成了手表产品的数字化设计制造系统, 经实践验证, 有效地提升了企业创新能力和适应市场的能力。

3.1 推行模块化设计, 建立企业产品设计资源库

手表产品零件种类较多, 但同类零件的功能尺寸基本接近, 新品的开发往往只需根据外观需求设计外观尺寸即可实现;企业在成长过程中积累的各种设计经验, 如各种复杂机构、运动分析、创新结构等知识应得到有效的管理和利用, 避免重复研发。飞亚达公司应用产品模块化设计、建立企业设计资源库的模式很好地解决了以上问题。图1为飞亚达公司建立的设计模块库, 根据手表制造业的特点将手表零件分为功能、结构配合、标准化配件等模块, 结合产品数据管理系统 (PDM) 进行信息的集成管理和快速查询调用, 建立企业产品研发资源库, 使企业知识和经验得到传承和高效应用。在新产品的研发中, 从基础的图框、标准元件直到各类特殊的配合结构、运动机构等都可以直接调用CAD图档;属于非标准件的, 工程师可调用同类零件图档进行局部参数化修改。新研发的结构或配件, 及时录入产品模块库中。通过建立和完善产品模块, 使以往的经验技术得到共享, 高质量、高效率实现新品研发。

飞亚达公司自建立企业设计资源库推行产品模块化设计以来, 极大地提升了产品研制效率和质量。同2006年前相比, 2008年新品平均研发周期 (含首批制造) 缩短53%;新品平均研发成本 (不含首批制造) 降低35%;新品保修期内返修率降低28%, 提高了快速应对市场需求的能力。

3.2 面向小批量、多品种需求的手表产品柔性制造模式

传统手表制造业的设备、人员配置以及生产模式都是建立在规模生产的基础上的, 其调试时间长、制造精度差、加工效率低, 难以适应手表市场小批量、多品种、交货周期短的现状。而数字化制造技术具备设备、加工、工艺路线等多方面的柔性, 能够根据订单的变化迅速调整生产系统, 解决多品种、小批量生产所面临的效率低、周期长、成本高等难题, 增强企业对市场的适应能力、应变能力和竞争能力。

飞亚达公司结合数字化设计制造技术, 以产品数据管理系统 (PDM) 集成手表产品研制过程中所有产品信息, 以计算机辅助工艺设计 (CAPP) 提供工艺模块, 以高效灵活的生产控制系统为基础围绕规模化的加工中心设备形成手表产品柔性制造模式, 其基本结构见图2。

该模式利用数字化技术集成产品信息, 以加工中心为基础制定产品生产流程和工艺。同传统手表制造模式相比, 具有以下特点。

(1) 以加工中心为基础的高柔性、高精度加工设备

手表零件尤其是机芯零件种类多、尺寸小、精度高, 不同的零件往往对应不同的加工设备和工艺。传统的加工方式需要不停地转换加工设备和工艺, 工序多、周期长, 零件多次装夹, 加工精度低。加工中心具有的高效率、高精度、高柔性、自动化的特点, 在同一设备中能够实现不同产品的多工序加工, 有效地解决手表制造业存在的零件加工复杂、精密、数量小批次多的问题。

如图3所示的手表机芯镂空摆锤零件, 属于高精度、多工序超薄零件, 传统加工方式产品合格率非常低。采用加工中心一次装夹即可完成所有关键尺寸的加工, 在保证产品质量精度的同时, 极大地提高了生产效率。

(2) 产品柔性制造流程

集成的产品数据信息为产品制造提供了高效、灵活的流程管理, 同一零件可以有多种生产流程来实现, 生产控制系统可以根据实际资源灵活决定产品的制造流程, 在保证产品制造质量和周期的情况下, 使生产资源得到合理应用, 提高系统的适应能力和应变能力。

(3) 产品柔性制造工艺

手表产品零件分类清晰, 同类型、同材质产品间的工艺较为成熟且有较高的相似性, 应用计算机辅助工艺设计 (CAPP) 建立零件标准工艺参数、标准工时等知识库, 以支持产品的工艺编制、工艺决策、工时预算、成本预算, 提高工艺规范化程度和产品质量。CAPP以及相应的各种资源库使产品加工工艺具备高度的柔性, 当零件加工过程出现局部故障时, 系统能够提供相应的新的加工路线并继续加工, 保证零件的制作周期和质量。

(4) 系统的可扩展性

手表产品的柔性制造系统具备良好的可扩展性, 企业可以根据市场状况灵活地扩大规模, 或调整生产对象并与原有系统有机地融合为一体, 增强企业应变能力。

综上所述, 同手表产品传统的加工方式相比, 柔性制造模式能够有效地提升企业生产效益、提高产品质量、缩短产品制造周期。以手表行业常见的配转动前圈圆形表壳切削加工工序为例, 按照传统的制造方式, 大约需反复装夹18次, 完成25道工序, 采用柔性制造系统加工后, 一般只需装夹5次, 完成10道工序, 加工周期缩短65%以上, 加工精度也得到显著提升。

4 结束语

随着数字化设计制造技术和市场需求的不断发展, 数字化技术与制造技术的融合成为制造业的重要发展方向, 数字化设计制造技术的应用将在很大程度上决定制造业的竞争能力, 极大地加速手表制造业的自动化进程, 提升中国精密制造业的市场竞争力。但实施数字化设计制造技术是一项复杂的系统工程, 而手表制造业具有鲜明传统特点, 企业在数字化技术的应用过程中, 要注意借鉴国外的成功经验, 分析自身与国外先进企业在管理、技术积累、IT应用等方面的优劣势, 注重结合手表行业以及企业自身的特点, 发挥传统技术经验优势, 培育智能化和信息管理能力, 使手表制造业从传统的劳动密集型的模式脱离, 推动手表制造技术向集成化、数字化、柔性化方向发展。

摘要：针对国内手表制造业的现状, 探讨了数字化设计制造技术在国内手表制造业自动化和精密化进程中的作用。结合飞亚达公司实际案例, 通过模块化设计、设计资源库, 以及柔性制造模式等数字化设计制造技术的实施, 满足了手表行业小批量、多品种、高效率的市场需求, 初步形成了手表产品的数字化设计制造系统, 验证了数字化设计制造技术对手表制造业的推动作用。

关键词：数字化设计与制造,手表制造业,模块化设计,柔性制造

参考文献

[1]杨海成.数字化设计制造技术基础[M].西安:西北工业大学出版社, 2007.

[2]廖文和, 杨海成.产品数据管理技术[M].南京:江苏科学技术出版社, 2006.

[3]范文慧, 张林宣, 肖田元, 等.虚拟产品开发技术[M].北京:中国电力出版社, 2008.

复合材料构件数字化设计制造 篇5

复合材料构件数字化设计制造

在飞机上应用复合材料为设计者开发轻型飞机结构提供了更广阔的.空间,并且复合材料的层合结构及其性能的可设计性使其可以设计出各向同性材料无法达到的气动性能.因此,复合材料日益受到航空航天等领域的青睐,现已成为新一代飞机机体结构四大主要材料之一.

作 者：张丽华 范玉青 作者单位：北京航空航天大学刊 名：航空维修与工程 PKU英文刊名：AVIATION MAINTENANCE & ENGINEERING年，卷(期)：“”(2)分类号：V2关键词：

数字制造 篇6

【关键词】工艺生产 模具 数字化 制造技术

引言

模具生产在塑形类工艺装备中需求量非常大，尤其是近年来发展越来越快，市场的需求量越来越高，传统的模具加工工艺已经无法满足现代化的市场与工艺需求。因此，为了能够提高工业生产中模具的质量和生产效率，基于计算机技术的数字化生产制造工艺引入模具生产加工中，从而实现了质量与效率上的双重飞跃，达到满足市场的质量需求。本文通过解析数字化制造与生产工艺，并结合当下的模具生产理念，探究基于数字化制造工艺的模具生产技术。

1 工业生产中模具生产的模式与需求分析

工业生产领域中，一个相当重要的生产模式就是模具生产。由于工业化与车间流水化的不断进步，塑形等重要工艺设备开始大规模发展，从而导致市场需求不断攀升。于是，传统工业领域中的模具生产的质量和市场需求就开始进一步增加。因此，需要在原有的生产基础上进行进一步的提高与技术引入。那么，对于传统的工业生产中，模具的生产模式与需求是怎样的呢？

1.1 传统工业生产中模具的生产模式分析

传统工业生产中，集成化与量化生产概念相对比较淡薄，并没有得到进一步发展。尤其是在批量化的生产过程中，流水车间的生产方式虽然已经得到了应用，但是在庞大的市场需求环境下，依然无法满足要求。因此，为了能够更进一步地实现模具生产的市场质量与数量需求，就需要对传统的模具生产工艺进行改革。传统的模具生产中，存在以下一些问题。

第一，生产批量化与质量之间的生产矛盾。批量化生产过程中，由于传统生产工艺与技术无法达到较高的要求，从而造成在批量化生产过程中，经常出现大批量生产造成质检不合格的现象。这在一定程度上反映了在传统模具生产加工工艺中，工艺技术存在一定弊端，面对大批量的生产与加工过程，无法实现真正意义上的批量高质量生产，造成批量与质量之间的生产矛盾。

第二，高精准模具生产过程中的质量要求无法满足。在生产加工模具的过程中，对于一些高精端的模具产品而言，无法真正达到质量要求或者是精准要求。因为在传统的加工工艺中，精度的标准并没有实现真正的提升，而市场对于模具精准度的要求则越来越高，尤其是小型以及微型模具的生产与加工，更是存在非常严重的精度不够的问题。因此，造成了一段时间内，生产与加工存在非常多的问题。

第三，生产理念依然存在着传统生产模式的思想；传统生产模式中，对于一些质量要求的思维模式依然存在。模具的误差指数随着技术的发展越来越低，但是一些生产制造加工企业并没有随着时代发展，而是一直采用传统的质量标准进行加工，从而造成了技术上落后，生产产品质量的不达标。

总之，传统模具生产存在一些问题，这些问题直接导致了在竞争激烈的市场中，传统的生产模式越来越不符合市场需求。

1.2 模具生产技术的需求分析

模具的生产模式存在问题是其中的一个方面，在生产技术方面，传统的模具加工与制造依然存在问题。因此，对于技术的需求而言，传统的技术也存在问题。

首先，传统的模具生产技术标准并没有进一步改善。工业生产领域中，技术标准的完善和规定，是有一定的周期性的。由于生产批号与批量的原因，无法随时更改生产工艺的技术标准。但是，市场经济时代的市场需求变化越来越快，导致在一些生产领域中，技术标准已经无法满足市场的需求，尤其是模具生产领域中，造成了技术标准落后市场需求的现象。因此，传统的模具生产技术标准有待进一步完善。

其次，精准化生产技术的拓展。模具生产过程中，最为重要的指标就是模具的精度，在传统的模具加工制造工艺中，精度的标准依然无法达到市场的最高需求标准。由于技术的落后，造成在精度方面无法达到标准，从而影响模具加工的进一步发展与市场拓展。

最后，质量检测的技术需求提升。质量检测依然需要满足现有市场的标准，因此对于传统的模具质量检测而言，依然需要在质量检测方面进行技术标准的提升，从而满足市场需求，保证生产流程的一体化。

2 数字化生产制造工艺解析

数字化生产制造工艺，是未来工业生产的主要应用工艺之一。数字化的制造工艺优势非常明显，不仅可以提高工业加工产品的质量与精度，更可以利用全自动控制系统，实现一体化的生产模式，从而大大提升传统工艺生产领域中的生产效率。数字化生产技术，是基于计算机平台的一种先进技术，在工业生产与加工领域中应用非常广泛，其技术优势非常明显，满足现有市场对于工业生产技术以及产品的需求，在质量上能够保证产品的高质量与高精度，在流程化方面，其生产流程更加科学高效，质量检测方面做到了更加严格的标准，从而对产品的质量更加有保障，对未来市场的拓展以及发展有非常重要的意义。因此，数字化生产制造工艺，在传统工业生产领域中的应用是非常必要的。

3 基于数字化生产制造工艺的模具加工工艺分析

通过对传统模具生产与加工的弊端进行详细的分析，可以了解到在技术层面上对模具生产进行拓展，才可以实现与市场需求的无缝对接。数字化生产制造工艺，是未来工业生产领域中最为重要的技术之一，因此，基于数字化生产制造工艺的模具加工才是未来的发展方向。在实际的应用过程中，需要从以下几个方面进行探讨。

第一，数字化生产制造工艺，确保了模具加工的精度更高。数字化技术的优势之一就是高精度，而对于模具加工制造而言，精度是非常重要的技术要求标准。那么，对于数字化制造工艺而言，需要进行哪些配套设计呢？对于模具加工技术设备而言，需要引入全自动数字化生产标准设备。利用计算机平台为基础的智能操作模块，完成全自动化的控制操作。模具的成型以及切割，都利用数字化标准与技术进行完成，从而在一定程度上提高了模具加工的精度问题。

第二，模具的生产流程的数字化技术应用。在生产流程的环节中，依然需要采用数字化技术来实现传统加工工艺的提升。数字化的加工与生产流程，可以实现真正意义上的无缝对接，实现生产流程过程中的高量化标准。数字化加工流程的对接方式非常简便快捷，可以实现高效率的生产流程，在对接的过程中进行高效率的流程转化，提高了生产效率。

第三，模具质量检测的数字化技术应用。质量检测是工业生产领域中不可缺少的一个环节，当然也是非常重要的一个环节。在质量检测的过程中，依然可以利用数字化技术，从而将检测精度进一步提升。实际上，在数字化生产工艺的应用过程中，这些流程都是一体化的，不会出现其他的冗余环节。在彼此流程之中，实现无缝对接，从而有效地提升加工效率与生产质量。

总之，数字化生产工艺，在模具生产的过程中起到了非常大的作用，不仅仅提高了模具生产的质量以及精度，在生产流程方面也起到了优化的作用。在最后在质量检测过程中，满足市场的标准，从而保证了模具投放市场以后，能够最大面积地覆盖原有市场，甚至是拓展全新的市场。

结语

本文通过对模具生产与加工工艺进行分析，了解到在传统生产领域中存在的问题，为了解决存在的这些问题，引入了数字化加工工艺，从而在生产质量和模具精度等方面有了显著的提升。此外，对于生产流程的进一步优化，实现了在市场投放过程中，更加高效快捷地实现模具的量化生产，从而改善了传统的生产滞销现象，为模具生产的市场拓展以及未来的发展奠定了基础。

参考文献

[1]陆东.无线射频识别技术的应用及发展研究[J].科技资讯，2007（14）：103.

[2]李泉林，郭龙岩.综述RFID技术及其应用领域[J].射频世界，2006（01）：51-62.

[3]王伟驎，张嘉宝，王树仁.基于RFID技术的射出成形车间模具管理系统[J].中国机械工程，2010（01）：65-68.

数字制造 篇7

西门子 (中国) 有限公司携西门子“数字制造”全线产品及解决方案亮相“2014中国国际工业博览会�CIIF) ”�旨在通过当前西门子在“数字制造”领域先进的理念、技术产品及经验, 展示西门子在帮助中国制造企业提高生产力、效率和灵活性方面的全面能力和成功案例, 诠释数字化为制造企业带来的收益。本届工博会, 西门子所打造的“数字制造”产品版图围绕“数字化企业平台”、“全集成自动化 (TIA) ”�“全集成驱动系统 (IDS) ”�“过程自动化”、“能源效率”和“服务”几大主题, 涵盖工业软件、数字化硬件, 以及数据驱动的服务几大类别的产品及解决方案。所有产品和解决方案均可实现无缝集成, 覆盖生产的全生命周期和价值链, 令制造企业旳生产和管理更加高效、灵活、快速。西门子在2014中国国际工业博览会上展出数字化传送解决方案在解释数字制造为制造企业带来的优势时, 西门子 (中国) 有限公司执行副总裁、数字化工厂集团总经理王海滨说:“数字制造意味着生产单元和流程都有自己在虚拟生产世界里的‘数字拷贝’。因此, 企业可以对生产进行模拟和计算, 令虚拟的生产世界与现实的生产世界相融合。这将能帮助制造企业大幅提高生产力、缩短产品上市时间, 并提升生产柔性。”西门子同时在工博会上展示了其助力中国企业“数字制造”的案例并分享了相关行业实践经验, 其中包括:西门子为华润水泥提供的节能增效解决方案、与浙江金达控股在“数字化工厂”方面的合作以及为中信戴卡建设的智能化生产线等。

压力容器的数字化制造 篇8

关键词：压力容器,数字化制造,CAD/CAE/CAM

1 概述

压力容器作为现代工业中的一个重要组成部分, 在现代大工业化中主要用于盛装高温、高压或有毒、或易燃、易爆的介质。一旦压力容器在使用过程中发生安全事故, 其后果不堪设想, 为了确保安全性, 压力容器设计与制造的国家标准非常多。在设计和制造过程中, 如果某些问题思考不周或者工序稍有差错, 就有可能造成产品不能组装, 甚至造成整个产品的报废。

目前, 国内压力容器制造企业水平参差不齐, 很多企业仍沿用传统的加工工艺, 主要以手工机床为主, 自动加工很少, 同时在产品的开发与生产过程中, 设计过程与制造过程缺乏统一的支持基础, 尤其是自动化过程仅仅体现于局部, 不能对整个产品的加工制造过程实施有效的实时控制与管理。

2 数字化制造的基本内涵

数字化制造是席卷全球的数字化浪潮中的关键环节, 它的本质是支持信息化或知识化制造业的技术。数字化制造主要包括计算机辅助设计 (CAD) 、计算机辅助制造 (CAM) 、计算机辅助工艺设计 (CAPP) 、计算机辅助工程分析 (CAE) 和产品数据管理 (PDM) 等内容。从产品的形成过程来看, 即产品规划、概念设计、详细设计到生产准备, 这些环节由过去的过程序列到现在的过程链并在今后发展成为过程流。在设计与制造中, PDM将并行于产品的形成过程, 设计过程中产品模型将以数据的形式储存和表达, 建立数字模型。整个产品的设计与制造的重点也由原来的零件产品形成过程发展到产品全生命周期, 即由点到线再到面。

就现阶段压力容器制造工业而言, 数字化制造技术已经开始逐步被应用。在设计方面, ANSYS、Auto CAD、SW6、PVCAD等CAD软件在很大程度上降低了设计人员的劳动强度, 提高了效率。在制造过程中, 国外企业多采用数控技术加工压力容器零部件, 焊接等工序的自动化程度也较高, 而国内许多企业仍采用手工的机床操作, 加工精度和自动化程度相对较低。虽然压力容器专家系统、CAPP系统的理论研究已经趋于成熟, 但是由于受到企业规模和经济技术条件的制约, 大多数企业还没有完成向设计与制造过程自动化的过渡。

3 在压力容器工业中实施数字化制造的具体措施

为了应对压力容器工业的快速发展、提高我国压力容器工业的总体水平和增强我国压力容器工业的竞争力, 面对目前的压力容器工业具体情况, 我们认为应该采用如下几个方面的具体措施来提高压力容器工业的数字化制造程度。

3.1 CAD方面

CAD作为压力容器工业数字化制造的第一核心系统, 应该被大力提倡。

3.1.1 引导和鼓励企业深化应用CAD技术, 制定引导性政策。

向国家有关综合部门为企业争取CAD应用专项基金。

3.1.2 加强宣传和培训, 做好CAD深化应用的基础工作。

3.1.3 扶植和培育发展模具行业CAD咨询服务业。

通过这些方式为企业使用CAD技术提供资金和技术支持。

3.2 CAE方面

3.2.1 要给予CAE足够的重视。

一项新的技术在起步阶段, 还特别需要各个方面的重视和支持, 只有这样, 才能共同把这项工作做好。另外, CAE的价值有很大一部分隐含或体现在设计工作中, 因此单从CAE部门自身的效益很难看出工作的价值。

3.2.2 CAE行业正处于一个快速发展的成

长时期, 从业人员流动性较大, 因此有必要从政策上对此予以引导和扶持, 采取有效措施吸引、留住人才, 保证工作的持续性。

3.2.3 及时发现问题、解决问题。

能在设计早期进行CAE分析, 及时发现可能存在的问题, 是对设计工作的一个重要补充。

3.3 CAM方面

3.3.1 高速高精度加工和成形设备。

高速、高精度加工的NC编程的投入会因为加工效率和精度的提高而得到成倍的回报。其产业化的重点是:精密零部件的成套加工技术, 近终形加工技术, 自动化成形装备及集成系统, 快速原型成套技术及装备, 相关工艺过程分析、模拟和优化软件, 以及压力容器加工工艺及设备。

3.3.2 钳工制造的只装、不配、少修。

消灭钳工是国外一些工业企业提出的理想和口号, 它集中代表了压力容器制造技术的发展方向———通过CAD技术的提高而实现全数字化制造和少人、无人化加工, 通过CAM技术的提高而实现装配、研合、推磨等钳工作业的高效, 通过CAE技术的提高而实现压力容器调试一举成功。

3.3.3 工业机器人。

采用工业机器人及其自动化生产装备对改进产品质量、降低生产成本、减小劳动强度和提高生产率具有重要的作用。我国工业机器人的生产技术已相对成熟, 并具有小批量生产能力。产业化的重点是:工业机器人的生产设备及控制系统 (包括锻压、喷涂、焊接、搬运、装配和检测) , 基于工业机器人的自动化生产线。

4 结论

随着数字化制造技术在压力容器制造方面的不断发展和应用, 压力容器数字化制造水平必将大大提高, 但是由于受很多因素的限制, 我国的压力容器数字化制造的推广工作还有待进一步发展。

参考文献

[1]周祖德.数字制造[M].北京:科学出版社, 2006.[1]周祖德.数字制造[M].北京:科学出版社, 2006.

[2]盛晓敏.先进制造技术[M].北京:机械工业出版社, 2006.[2]盛晓敏.先进制造技术[M].北京:机械工业出版社, 2006.

无图数字化制造技术探究 篇9

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2 0 1 0年所推出的b y 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60k W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。

摘要：无图制造技术即数字化制造技术, 钣金零部件的数字化加工制造系统是最近几年提出来的一种新型加工技术, 文章充分结合当前机械加工行业的发展趋势和最新动态, 从钣金数字化制造的工艺入手, 逐一探讨了钣金数字化制造系统模式, 从而引出了钣金制造系统模式的设计要素, 最后就钣金零部件数字化制造系统做了相应的总结和阐述。

关键词：无图制造,钣金零部件,数字化系统

参考文献

[1]王俊彪, 刘闯, 韩晓宁.面向制造的钣金零件多态模型[J].航空学报, 2011, 28 (2) :504—507.

加快进行数字化制造的战略部署 篇10

随着世界从农业文明向工业文明发展, 制造模式经过了手工作业模式、大量生产模式和大规模定制生产模式三个阶段的发展变迁, 产品朝着多品种、变批量、短周期方向演变。未来制造业将由信息技术主导, 并采用先进制造模式、先进制造系统和先进制造技术。数字化制造技术是产品创新和技术创新的共性使能技术, 它将促进产品和工艺设计更趋现代化, 加工制造更加精密、快速, 制造系统更加柔性、智能。数字化制造技术将改变制造业的设计、生产、管理和服务方式, 从而推动产业形态和制造模式的深刻变革。

美国政府于2011年6月正式启动了“先进制造伙伴计划”, 同年12月, 宣布成立制造业政策办公室, 并于2012年2月制定了《美国先进制造业国家战略计划》, 提出要发展包括先进生产技术平台、先进制造工艺及设计与数据基础设施等先进数字化制造技术。2013年5月, 美国政府又宣布成立数字化制造与设计创新 (DMDI) 研究所, 这是奥巴马政府继增材制造 (3D打印) 创新研究所 (NAMII) 后提出设立的第二家创新研究中心, 旨在提升数字化设计、制造能力。在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下, 德国政府于2013年4月推出“工业4.0”战略, 旨在通过采用先进物联网技术, 打造数字化工厂, 实现从采购、生产到销售和服务的全产业链数字化。

随着3D技术的发展, 一系列基于3D模型的数字化制造技术应运而生, 包括快速成型、3D交互式文档发布系统以及数字化制造系统等。据统计, 90%以上的生产故障可以通过工艺设计解决。利用数字化制造技术可以提升工艺规划、设计和管理能力。数字化制造技术可以帮助制造企业用结构化、可视化的方式进行工艺规划、设计和验证。设计人员和工艺人员可以利用数字化制造技术在同一虚拟平台上对产品及工艺进行设计和验证, 使企业的设计、工艺、制造能力相互匹配相互验证。

利用数字化制造技术可以提升工艺性布局和物流路线的设计和规划能力。在虚拟环境中构建可视化工厂, 模拟出零部件在车间的流转路线, 优化工厂布局和工艺路线, 降低零部件在生产加工中的转运频率。

利用数字化制造技术可提升质量设计水平。可以从3D模型中获取产品设计公差, 通过工艺仿真技术分析和统计公差分布情况, 并在虚拟环境下进行零件装配模拟, 在生产和装配前调整质量设计, 从而大大缩短研发周期, 降低研发成本。

数字制造 篇11

作为T?V南德意志集团（以下简称“T?V S?D”）成立150周年庆典的一部分，2016年10月26日，T?V S?D大中华集团总裁兼首席执行官范华德（Dirk von Wahl）和T?V S?D工业及能源产品全球负责人德特夫 · 理查博士（Dr. -Ing. Detlev Richter）就制造业数字化转型接受了媒体采访。

跟上数字化“速度”

范华德认为，全球正在进行以数字化和智能化为特征的第四次工业革命。“这几年，德国提出了‘工业4.0’，中国也提出了‘中国制造2025’的概念和战略。这种大环境不仅在改变着我们这一代和未来人们的工作和生活方式，而且对环境、产品和制造业等各个维度都产生了深远的影响。”他说。

在数字化时代，机器之间可以交换数据，并且机器本身有自我学习的功能，可以根据之前的生产记录和情况进行自我优化。数字化时代意味着“快”。德特夫 · 理查博士表示，产品推陈出新的速度将大大超过以往任何时代，过去可能需要10年才能推出新产品，现在可能只需要一周的时间。

不仅如此，数字化还能高效优化制造业生产线。范华德以一家德国企业举例说，过去需要就优化生产流程、改进工艺等方面将各地生产经理召集起来分享实践经验，非常耗时。现在，该企业各个生产基地都可以实时地把数据传输到中央基地，然后进行实时解析，做出相关判断，再把最新的指令发到各个生产基地，节省了大量时间。

“未来5～10年，预计可能有40%的德国公司将不复存在。”德特夫 · 理查博士认为，这并不是危言耸听，也不是不可解难题。“数字化时代就是‘快’。正因为快，所以全球企业都需要快速反应与调整自己，从而来应对这种变化。在这个过程中，只要拥抱变化、拥抱未来，成为新技术引领者或追随者，小公司也有可能快速成长为大企业。”

当然，也有一些企业巨头，因为没有认识到变化带来的挑战，拒绝变化，拒绝去适应新的环境和新的技术，所以逐渐被大浪潮拍在后面或者被淘汰。

范华德建议中国企业要快速地学习、快速地“进化”。“把‘快’引入自己的DNA之中，才可能在数字化时代立于不败之地。”他恳切地说。

2016年11月23日，经济学人智库（EIU）发布的全球企业数字转型调查报告显示，大量中国企业正积极地推进数字化转型。超过80%的受访者表示，已经从过去的数字化转型工作中取得了回报。此外，93%的中国高管表示，数字化以某种方式改变了他们开展业务的方式。

数字化安全漏洞凸显

不过，在带来变革的同时，数字化也带来安全问题。T?V S?D做过一个实验，即模拟了一个污水处理厂的网络并将其放在德国一处小镇上，测试是否会遭到黑客攻击。结果发现，在为期8个月的时间内，T?V S?D的专家记录了来自逾150个国家和地区超过6万次的网络攻击。在很多人看来并不起眼的污水处理厂就遇到这样的安全攻击，更别说那些关键制造业了。如果不加以安全监测和控制，又会有多少黑客攻击它们？

在范华德看来，在如今的数字化时代，无论是机器与机器之间、机器和网络之间，还是人与机器之间，都可能在非常短的时间内进行海量的信息传输。所以，我们要在相应的网络空间、数据访问上有很强的安全性，确保数据不落入他人之手，用相关标准来帮助制造业、零售商等更好地利用数据。“此即T?V S?D的作用之所在。”范华德说。

如何让未来的数字化智能产品，在更加安全的同时又符合更好的质量？这就要求企业在产品设计阶段就要融入安全理念。工程师或设计师在设计产品的同时，还要考虑最终的用户安全性。也就是说，从产品源头就开始把控安全。不仅如此，在产品制造过程中，也要对上游供应商材料和组件的安全性和质量进行控制，并测试生产出来的组件的安全性。这两点从根源上确保了今后生产出来的智能产品在安全和质量上都有保障，并且能够符合相应的规定和标准。

德特夫 · 理查博士表示，T?V S?D在这其中的作用便是与政府、企业及社会各界共同努力，一同来制定和细化相关的标准和原则，以此更好地驾驭和应用这些数字化的技术，避免相关数据被人为操控，为数字化时代提供更好的安全性。

T?V S?D助力本土企业成为数字化领跑者

“无论是对于中国还是对于整个世界，无论是对于生产还是对于产品，T?V S?D都是可以充分驾驭和利用好数字化技术并带来更高安全性的。但是，显然这个过程不是说等着就会发生，而是需要T?V S?D和中国制造业企业共同努力，来制定和细化相关的标准和原则，以此更好地驾驭和应用数字化技术。”德特夫 · 理查博士告诉记者。

从T?V S?D150年的历程看，对技术的专注和对风险控制的经验已经融入其DNA之中。正如范华德所说，这样的DNA传承到如今的数字化时代，只会大大加速和提升T?V S?D在安全和质量控制方面的能力。他告诉记者，过去测试车辆的安全性和质量，需要专门将车开到指定的检验地点；现在将传感器安装在任何一个地方，都可以进行实时的检测。可以说，数字化推动了T?V S?D技术的快速发展，也增强了其鉴别能力。

当然，T?V S?D一向与时俱进，牢牢把握技术变化，研究和驾驭新技术。在这个过程中，T?V S?D把很强的安全和质量基因融入新的技术中去。这也是T?V S?D150年血脉相承下所形成的价值观。现在，T?V S?D正用数字化新技术继续保持过去150年的优良传统。

继T?V S?D在慕尼黑创建数字技术中心之后，2016年3月，其新加坡数码服务卓越中心也正式揭牌。这些数字技术中心将专注研发针对智能科技的测试与认证新方法，涉及预测数据分析、工业安全网络与功能安全领域，致力于诸如智能基础设施及“工业4.0”等智能细分市场。

“任何行业的发展都需要有相应企业走在前面，并将相关技术领域发展到比较前沿的地步，进而成为行业标杆。在这个历史过程中，有一些成功实践，包括安全方面的实践，最终演变成整个行业的标准。”德特夫 · 理查博士说，“在中国企业引进智能设备、进行数字化变革的当下，T?V S?D将帮助它们分析、解决数字化难题，推动它们在数字化浪潮中实现‘进化’，并最终成为行业领跑者。”

数字制造 篇12

关键词：逆向工程,模具数字技术

目前, 模具的设计与制造与逆向工程技术结合的非常紧密, 这正是模具设计与制造技术的发展方向。

1 逆向工程技术

逆向工程技术是近几年迅速发展起来的一门新兴学科, 也称反求工程。它包括形状反求、工艺反求和材料反求。但目前逆向工程技术研究较多的是基于零件实物样件的几何模型的反求, 即从已有的物理模型或实物零件产生相应的CAD模型, 进而对其进行改进设计和制造。在市场竞争更加激烈、产品技术含量不断提高、制造周期不断缩短的今天, 逆向工程技术已越来越受到人们的重视。

2 逆向工程及其实现过程

逆向工程常用于仿制过程。即必须对实物进行三维数字化处理, 数字化手段包括传统测绘和各种先进的测量方法, 将获得的三维离散数据作为初始素材, 借助专用的曲面处理软件和CAD/CAM系统构造实物的CAD模型, 输出NC加工指令或用STL文件驱动快速成型机制造出产品或原型。

3 三维数据的采集

在逆向工程中, 准确、快速、全面地获取实物的三维几何数据, 即对物体的三维几何形面进行三维离散数字化处理, 是实现逆向工程的基础。数据的采集是指采用某种测量方法和设备测出实物各表面的若干组点的几何坐标, 可以有多种方式进行数据采集。在表面数字化技术中, 根据测量方式的不同可以将数据采集方法分为接触式和非接触式两大类。传统方法就是以三坐标测量机 (CMM) 为代表的接触式, 也是实际工程中常用的方式, 精度相对精确, 但易于损伤测头和划伤被测零件的表面。

4 逆向工程技术的应用

不同类型的数字化点, 不管是人工测出的低密度数字化点, 还是自动测出的数以百万计的数字化点, 一旦这些数字化点在屏幕上显示出, 设计人员可直观地交互建立起模型的特征线, 这些特征线由设计人员选取一定顺滑精度的数字化点生成。由这些网络曲线作为曲面片的边界, 软件自动生成与数字化点非常接近的顺滑曲面。最后, 由专门的检测功能模块把所生成的曲面与所采集的数字化点进行比较。曲面自动重建的操作步骤:

(1) 数字化点显示。多角度显示模型能使设计人员及时发现测量工作的精确程度。以数字化点为基础直接生成的模型能显示遗漏区域, 以及不准确的数字化点, 以便确定是否要重新测量数字化点。

(2) 数字化点编辑。所有数字化点须经筛选或自由顺滑处理, 以去除杂散点。从而提高数字化点精度。也可手工操作去除或加入数字化点。

(3) 建立线框模型。以交互方式定义模型的特征线, 使设计人员直接由设计的一组数字化点来完成, 而没有必要一点一点地选取。

(4) 曲面的生成。由线框模型生成一组曲面, 面与面之间过渡约束 (如曲线的相切、连续性等) 由设计人员定义。这些曲面片被自动覆盖互数字化型面上, 以尽可能与测出的数字化点相吻合。

(5) 校核。CAD模型建好后, 必须与实物模型进行比较, 校核时自动件计算数字化点与生成曲面间的距离, 结果以颜色级度偏差的形式显示, 颜色的变化以距离的大小而变化。

(6) 集成一体化。曲面自动重建模块可与曲面造型功能模块结合起来, 随时为设计人员提供模型的设计、修改和曲面重建的强大设计功能。在现代工业生产中, 大多数的工业产品需要使用模具, 模具工业已经成为工业发展的基础。根据国际生产技术协会的预测, 21世纪机械制造工业零件粗加工的75%, 精加工的50%都需要通过模具来完成。模具作为一种高附加值的技术密集产品, 它的技术水平已经成为衡量一个国家制造业水平的重要评价指标。

5 模具CAD/CAM系统专用化程度不断提高

随着模具工业的飞速发展以及CAD/CAM技术的重要性被模具界的广泛认可, 近年来CAD/CAM开发商投入了很大的人力和物力, 将通用CAD/CAM系统改造为模具行业专用的CAD/CAM系统, 针对各类模具的特点, 推出了宜人化、集成化和智能化的专用系统, 受到了广大模具工作者的好评。

可在统一的系列环境下, 使用统一的数据库, 完成产品设计, 生成三维实体模型, 在此基础上进行自动分类, 生成凸、凹模并完成模具的完整结构设计, 能方便地对凸、凹模进行自动NC加工。

面向模具制造的模具总装设计专家系统, 可自动为复杂注塑模、吹塑模创建模具结构及抽芯机构、自动产生分模面, 加工信息被自动封装, 并可直接输出到Power MILL模块, 自动产生加工程序。

6 面向模具企业的CAD/CAE/CAM技术的系统集成方案

随着模具工业的科技进步和国际竞争的日益激烈, 模具业对CAD/CAM系统的要求也从单纯的建模工具变为要求支持从设计、分析、管理和加工全过程的产品信息管理集成化系统。近几年来, 有不少研究单位和公司都开发了面向模具企业的C A D/C A E/C A M系统集成方案, 表现出较高的实用水平。

如上海交通大学国家模具工程中心在数字化制造、系统集成、反向工程、快速原型/模具以及计算机辅助应用技术等方面已形成了全方位解决方案的能力, 能够提供模具开发与工程服务的业务, 全面地提高模具企业的水平和产品质量。又如浙江大学旭日科技开发公司, 能为企业提供产品设计、三维造型与NC编程、逆向工程、三坐标测量、模具设计与分析、技术培训以及模具CAD/CAE/CAM技术开发的全方位技术支持。北航海尔软件有限公司推出的CAXA品牌系列CAD/CAE C AM软件也能够为用户提供有关模具工程的全方位解决方案。值得注意的是, 国际著名的CAD/CAM技术集团正在努力把数字化分析产品集成到CAD/CAM平台中。由于数字化分析产品广泛应用于航空航天、汽车、电子、医疗设备和重型机械等领域。

制造商要求通过减少物理样机, 提高产品质量来降低成本并加速产品上市, 这种需求在模具制造业中尤为突出。因此在设计过程中加强前期的分析仿真, 将有助于缩减对物理样机的需求量, 并提高数字化设计的灵活性。有助于用户不断开发新产品, 同时降低成本, 缩短将产品推向市场的时间。因此, 在模具CAD/CAM技术中集成数字化分析技术, 获得完善的C A D/C A E/C A M解决方案, 是目前的一个重要发展方向。

数字化产品开发应用技术它已经能覆盖从概念设计、详细设计、工程分析、数控加工、虚拟制造模拟到产品维护等各个产品开发和生产的流程。数字化产品开发应用技术的核心为三维计算机软件辅助设计。再配合产品数据管理系统 (PDM) , 制造业开始实施基于数字化技术的, 完全优化的产品开发和制造流程。

近十年来, 数字化技术在机械工程领域的应用技术不断推陈出新, 新的技术的应用, 推动企业以更快的速度推出更创新的产品, 同行的回应又兴起新一轮的市场竞争。数字化和网络技术正把这种循环的速度加快到人们想象不到的节奏。从使用图板到计算机二维绘图, 从三维设计到电子样机, 由数字化工艺流程设计到数字化制造, 整个数字化产品开发技术逐步发展而成为数字化企业的核心。

参考文献

[1]刘伟军.逆向工程-原理方法及应用.机械工业出版社, 2008年10月.

[2]张荣清.模具设计与制造.高等教育出版社, 2003年8月.

[3]贾慈力.模具数控加工技术.机械工业出版社, 2004年7月.