論數(shù)字化制造的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

論數(shù)字化制造的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)綜述摘 要從20世紀(jì)50年代數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)、單元制造技術(shù)、集成制造技術(shù)到網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)，數(shù)字化制造技術(shù)經(jīng)歷了迅猛的發(fā)展。本文在大量閱讀相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，從數(shù)字化制造技術(shù)的基本概念入手，介紹了數(shù)字化制造的關(guān)鍵技術(shù)和核心技術(shù)，并分析數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、展望其未來發(fā)展趨勢(shì)，最后概括總結(jié)了數(shù)字化制造經(jīng)歷的深刻變化與發(fā)展。關(guān)鍵詞：數(shù)字化制造；發(fā)展；現(xiàn)狀；趨勢(shì)1 引言當(dāng)今世界已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代，數(shù)字化技術(shù)在生產(chǎn)、生活、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、科技、文化、教育和國(guó)防等各個(gè)領(lǐng)域不斷擴(kuò)大應(yīng)用并取得顯著成效。數(shù)字化技術(shù)與各種專業(yè)技術(shù)相融合形成了各種數(shù)字化專業(yè)技術(shù)，如數(shù)字化制造技術(shù)、數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)、數(shù)字化測(cè)量技術(shù)、數(shù)字化視聽技術(shù)等。數(shù)字化制造技術(shù)是一項(xiàng)融合數(shù)字化技術(shù)和制造技術(shù)、以制造工程科學(xué)為理論基礎(chǔ)的重大制造技術(shù)革新1，并在虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、快速原型、數(shù)據(jù)庫(kù)和多媒體等支撐技術(shù)的支持下，根據(jù)用戶的需求，迅速收集資源信息，對(duì)產(chǎn)品信息、工藝信息和資源信息進(jìn)行分析、規(guī)劃和重組，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和功能的仿真以及原型制造，進(jìn)而快速生產(chǎn)出達(dá)到用戶要求性能的產(chǎn)品整個(gè)制造全過程。它是制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與管理科學(xué)的交叉、融合、發(fā)展與應(yīng)用的結(jié)果，也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)與生產(chǎn)過程、生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的必然趨勢(shì)。2 數(shù)字化制造的關(guān)鍵技術(shù)和核心技術(shù)在數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展過程中，有著其一系列的關(guān)鍵技術(shù)和核心技術(shù)。2.1 關(guān)鍵技術(shù)1）制造過程的建模與仿真制造過程的建模與仿真是在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上用解析或數(shù)值的方法表達(dá)或建模制造過程。建模通?；谥圃旃に嚤旧淼奈锢砗突瘜W(xué)知識(shí)，并為實(shí)驗(yàn)所驗(yàn)證。目前，仿真與建模已成為推進(jìn)制造過程設(shè)計(jì)、優(yōu)化和控制的有效手段。2）網(wǎng)絡(luò)化敏捷設(shè)計(jì)與制造利用快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，改善企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的響應(yīng)力。網(wǎng)絡(luò)化敏捷設(shè)計(jì)與制造重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域應(yīng)包括：敏捷信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，敏捷產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)，敏捷工藝設(shè)計(jì)技術(shù)。基于網(wǎng)絡(luò)的研究開發(fā)，敏捷生產(chǎn)技術(shù)2。3）虛擬產(chǎn)品開發(fā)虛擬產(chǎn)品開發(fā)有四個(gè)核心要素：數(shù)字化產(chǎn)品和過程模型、產(chǎn)品信息管理、高性能計(jì)算與通訊和組織、管理的改變。2.2 核心技術(shù)1）計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)(CAID)。CAID(Computer Aided Industrial Design)是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為輔助手段進(jìn)行產(chǎn)品的藝術(shù)化工業(yè)設(shè)計(jì)，主要是指對(duì)批量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品的材料、外型、色彩、結(jié)構(gòu)、表面加工等方面的設(shè)計(jì)工作。CAID的一般過程有市場(chǎng)調(diào)查、產(chǎn)品概念草圖設(shè)計(jì)、彩色效果圖設(shè)計(jì)、三維效果圖設(shè)計(jì)、三維造型設(shè)計(jì)、產(chǎn)品零件圖和技術(shù)要求說明等。所用到的主要工具包括：Alias、CorelDraw、3DMAX、ProCDRS等。2）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(CADCAM)。CAD(Computer Aided Design)與CAM（Computer Aided Process Planning）已密不可分，在許多領(lǐng)域尤其是模具業(yè)，由于其單件或小批量加工的特點(diǎn)采用CADCAM技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)非常明顯。CADCAM主要是指采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟硬件手段進(jìn)行產(chǎn)品三維造型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、裝配仿真、加工仿真、數(shù)控加工編程等，其中產(chǎn)品的三維造型是基礎(chǔ)，從CAD三維模型到數(shù)控加工程序的生成通常不需人工干預(yù)，可由CAM軟件自動(dòng)產(chǎn)生。3）有限元分析（CAE）CAE(Computer Aided Engineering)通常指有限元分析和機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析，用計(jì)算機(jī)輔助求解分析復(fù)雜工程和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，以及優(yōu)化結(jié)構(gòu)性能等。有限元分析可完成力學(xué)分析(線性、非線性、靜態(tài)、動(dòng)態(tài))；場(chǎng)分析(熱場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等)；頻率響應(yīng)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等。機(jī)構(gòu)分析能完成機(jī)構(gòu)內(nèi)零部件的位移、速度、加速度和力的計(jì)算，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)模擬及機(jī)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化。4）計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程（CAPP）CAPP（Computer Aided Process Planning）是指借助于計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和支撐環(huán)境，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、邏輯判斷和推理等的功能來制定零件機(jī)械加工工藝過程3。借助于CAPP系統(tǒng)，可以解決手工工藝設(shè)計(jì)效率低、一致性差、質(zhì)量不穩(wěn)定、不易達(dá)到優(yōu)化等問題。CAPP的開發(fā)、研制是從60年代末開始的，在制造自動(dòng)化領(lǐng)域，CAPP的發(fā)展是最遲的部分。世界上最早研究CAPP的國(guó)家是挪威，始于1969年，并于1969年正式推出世界上第一個(gè)CAPP系統(tǒng)AUTOPROS；1973年正式推出商品化的AUTOPROS系統(tǒng)。5）產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）PDM（Product Data Management）是一門用來管理所有與產(chǎn)品相關(guān)信息(包括零件信息、配置、文檔、CAD文件、結(jié)構(gòu)、權(quán)限信息等)和所有與產(chǎn)品相關(guān)過程(包括過程定義和管理)的技術(shù)。PDM是從管理CAD/CAM系統(tǒng)的高度上誕生的先進(jìn)的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)軟件。它管理的是產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的全部數(shù)據(jù)。工程技術(shù)人員根據(jù)市場(chǎng)需求設(shè)計(jì)的產(chǎn)品圖紙和編寫的工藝文檔僅僅是產(chǎn)品數(shù)據(jù)中的一部分。PDM系統(tǒng)除了要管理上述數(shù)據(jù)外，還要對(duì)相關(guān)的市場(chǎng)需求、分析、設(shè)計(jì)與制造過程中的全部更改歷程、用戶使用說明及售后服務(wù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一有效的管理。6）企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)（ERP）ERP（Product Data Management）是指建立在信息技術(shù)基礎(chǔ)上，對(duì)企業(yè)的所有資源（物流、資金流、信息流、人力資源）進(jìn)行整合集成管理，采用信息化手段實(shí)現(xiàn)企業(yè)供銷鏈管理，從而達(dá)到對(duì)供應(yīng)鏈上的每一環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理。ERP系統(tǒng)集中信息技術(shù)與先進(jìn)的管理思想于一身，成為現(xiàn)代企業(yè)的運(yùn)行模式，反映時(shí)代對(duì)企業(yè)合理調(diào)配資源，最大化地創(chuàng)造社會(huì)財(cái)富的要求，成為企業(yè)在信息時(shí)代生存、發(fā)展的基石4。在企業(yè)中，一般的管理主要包括三方面的內(nèi)容：生產(chǎn)控制（計(jì)劃、制造）、物流管理（分銷、采購(gòu)、庫(kù)存管理）和財(cái)務(wù)管理（會(huì)計(jì)核算、財(cái)務(wù)管理）。7）逆向工程（RE）RE（Reverse Engineering）也稱反求工程，是指將實(shí)物模型數(shù)據(jù)化成設(shè)計(jì)、概念模型，并在此基礎(chǔ)上對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分析、修改及優(yōu)化等技術(shù)，它研究實(shí)物CAD模型的重建和最終產(chǎn)品的制造。RE對(duì)實(shí)物作快速測(cè)量，并反求為可被3D軟件接受的數(shù)據(jù)模型，快速創(chuàng)建數(shù)字化模型（CAD）,進(jìn)而對(duì)樣品進(jìn)而作修改和詳細(xì)設(shè)計(jì)，達(dá)到快速開發(fā)新產(chǎn)品的目的，屬于數(shù)字化測(cè)量領(lǐng)域。8）快速成型（RP）RP（Rapid Prototyping）技術(shù)是90年代發(fā)展起來的，被認(rèn)為是近年來制造技術(shù)領(lǐng)域的一次重大突破，其對(duì)制造業(yè)的影響可與數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)相媲美。RP系統(tǒng)綜合了機(jī)械工程、CAD、數(shù)控技術(shù)，激光技術(shù)及材料科學(xué)技術(shù)，可以自動(dòng)、直接、快速、精確地將設(shè)計(jì)思想物化為具有一定功能的原型或直接制造零件，從而可以對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行快速評(píng)價(jià)、修改及功能試驗(yàn)，有效地縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期。3 數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀目前在工業(yè)技術(shù)先進(jìn)國(guó)家，數(shù)字化制造技術(shù)已經(jīng)成為提高企業(yè)和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段5。特別是近30年來,數(shù)字化制造技術(shù)發(fā)展日益加快，在發(fā)達(dá)國(guó)家的大型企業(yè)中，已開始實(shí)現(xiàn)無圖紙生產(chǎn)，全面使用CAD/CAM，實(shí)現(xiàn)100%數(shù)字化設(shè)計(jì)。數(shù)字化制造技術(shù)在數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化制造、數(shù)字化產(chǎn)品、信息傳遞與協(xié)作、數(shù)字化管理等方面都有不同程度的發(fā)展?？傮w來看，數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展大致分為以下三個(gè)階段。1）數(shù)字制造裝備化20世紀(jì)50年代，數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)開辟了制造裝備的新紀(jì)元5。隨著微型計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展，計(jì)算機(jī)數(shù)控的廣泛應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床得到廣泛應(yīng)用和提高。相繼出現(xiàn)的數(shù)控三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)、工業(yè)機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床一起成為重要的數(shù)字化加工、測(cè)量和操作裝備，其本質(zhì)是用數(shù)字控制代替凸輪行程控制，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)數(shù)字化。數(shù)控技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)是提升各種裝備性能甚至使其更新?lián)Q代，即所謂的數(shù)字制造裝備(簡(jiǎn)稱數(shù)字裝備)。2）海量信息處理能力和加工精細(xì)化20世紀(jì)90年代，數(shù)字裝備的一個(gè)重要的發(fā)展是對(duì)海量信息處理能力的提高6。在數(shù)字仿形技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用H794/937、EI、核磁共振等數(shù)字測(cè)量設(shè)備實(shí)現(xiàn)零件幾何形狀的數(shù)字化然后通過數(shù)據(jù)預(yù)處理、表面建模、實(shí)體建模、后置處理等過程生成STL文件(或數(shù)控代碼)，驅(qū)動(dòng)快速成型機(jī)(或數(shù)控機(jī)床)加工出新零件。伽馬刀、電鏡視覺引導(dǎo)的機(jī)器人等數(shù)字醫(yī)療設(shè)備擴(kuò)展了基于視覺的數(shù)字測(cè)量?jī)x器的應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)了人體內(nèi)腔器官的數(shù)字化。數(shù)字裝備的另一個(gè)重要的發(fā)展是加工對(duì)象的尺度變化，由毫米、微米到納米，陸續(xù)出現(xiàn)了顯微數(shù)字圖像處理設(shè)備、電子制造裝備等精密數(shù)字制造裝備。在技術(shù)方面，數(shù)字裝備與數(shù)字制造的研究已從單純的制造過程的幾何量(位移、多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)位移、運(yùn)動(dòng)形狀、微觀形狀等)的數(shù)字描述，發(fā)展到對(duì)制造過程的物理量(溫度、流量場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、熱變形、密度、物質(zhì)材料等)以及知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、信息等的數(shù)字描述。系統(tǒng)的形式化、數(shù)字化描述與處理成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)，包括海量信息處理，微納識(shí)別和分辨率，物理過程仿真與分析(包括有限元方法、三角劃分、復(fù)雜邊界物理方程求解等)、網(wǎng)格計(jì)算以及物理本質(zhì)的探索等。在20世紀(jì)90年代中期通過并聯(lián)機(jī)構(gòu)與數(shù)控技術(shù)的結(jié)合，產(chǎn)生了并聯(lián)機(jī)床又稱虛擬軸機(jī)床，其應(yīng)用逐漸擴(kuò)展到虛擬軸坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、六維力傳感器等精密測(cè)量平臺(tái)設(shè)備。但從目前的技術(shù)發(fā)展來看，并聯(lián)機(jī)床還不能成為數(shù)控機(jī)床的主流產(chǎn)品。只在輕工、食品加工以及大型天文望遠(yuǎn)鏡方面等具有一定用武之地。在數(shù)字裝備的研究方面應(yīng)該擴(kuò)大范圍要大力發(fā)展以電子制造裝備、大型醫(yī)療裝備、精密科學(xué)儀器、精密數(shù)控裝備等數(shù)字裝備為代表的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)所需裝備。3）虛擬制造階段作為現(xiàn)代制造裝備“靈魂”的數(shù)控系統(tǒng)已由NC、CNC時(shí)代進(jìn)入了PCNC和NETNC時(shí)代7。其主要目標(biāo)都是開發(fā)具有智能化和柔性化的新一代開放式數(shù)控系統(tǒng)，將各種新工藝、新技術(shù)、新方法集成于控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)，開發(fā)先進(jìn)制造裝備的支撐環(huán)境。數(shù)字化制造技術(shù)起源于美國(guó)，經(jīng)過多年的發(fā)展，現(xiàn)已進(jìn)入了基于產(chǎn)品數(shù)字樣機(jī)的虛擬制造階段，并形成了完備的應(yīng)用體系。波音公司設(shè)計(jì)的777型大型客機(jī)是世界上首架以三維無紙化方式設(shè)計(jì)出的飛機(jī)，它的制造成功已經(jīng)成為虛擬制造技術(shù)從理論研究轉(zhuǎn)向?qū)嵱没囊粋€(gè)里程碑。目前，美國(guó)、歐洲、日本等國(guó)在新產(chǎn)品研制中，均全面應(yīng)用了以敏捷制造、精益制造和虛擬制造、復(fù)合高效加工、自適應(yīng)控制為代表的先進(jìn)制造技術(shù)，并大大縮短了產(chǎn)品的制造周期。目前，虛擬制造技術(shù)已經(jīng)用于產(chǎn)品的裝配和加工過程仿真、產(chǎn)品維修性分析等；自適應(yīng)控制技術(shù)在數(shù)控加工程序的優(yōu)化已得到廣泛應(yīng)用。4 數(shù)字化制造技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得基于多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化制造技術(shù)為現(xiàn)代制造系統(tǒng)的并行作業(yè)、分布式運(yùn)行、虛擬協(xié)作、遠(yuǎn)程操作與監(jiān)視等提供了可能。數(shù)字化制造技術(shù)與產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)如下：1）制造信息的數(shù)字化制造信息的數(shù)字化將實(shí)現(xiàn)CAD/CAPP/CAM/CAE的一體化，使產(chǎn)品向無圖樣制造方向發(fā)展，如產(chǎn)品CAD數(shù)據(jù)經(jīng)過校核，直接傳送給數(shù)控機(jī)床完成加工。2）網(wǎng)絡(luò)化制造隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，因特網(wǎng)為企業(yè)進(jìn)行大規(guī)模定制生產(chǎn)中快速響應(yīng)市場(chǎng)需求和面臨全球競(jìng)爭(zhēng)提供了契機(jī)。利用因特網(wǎng)可以將分布在世界各地的、彼此孤立的資源有效地組織起來，信息、資金、材料、零部件、成員和工人（技術(shù)、知識(shí)能力、制造能力、投資能力等）已打破國(guó)家和地區(qū)的界限，在世界范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效的信息傳遞和資源共享，消除了地域?qū)τ谛畔鬟f的局限，靈捷地響應(yīng)和適應(yīng)客戶多樣化的消費(fèi)需求，高質(zhì)量地為全球顧客服務(wù)，獲得規(guī)模經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展。在大規(guī)模定制生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)全球化的推動(dòng)下，數(shù)字化制造技術(shù)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)促使了網(wǎng)絡(luò)化制造的形成和發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)化制造是，將網(wǎng)絡(luò)為代表的信息技術(shù)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、管理、供銷等產(chǎn)品全生命周期中的各個(gè)活動(dòng)中，實(shí)現(xiàn)全生命周期中的信息、過程、業(yè)務(wù)集成與資源共享，達(dá)到快速響應(yīng)市場(chǎng)目的所涉及的一系列制造活動(dòng)。將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與制造技術(shù)相結(jié)合，快速形成虛擬網(wǎng)絡(luò)企業(yè)聯(lián)盟，充分利用社會(huì)資源，協(xié)作開展產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計(jì)、制造、銷售、采購(gòu)和管理等產(chǎn)品全生命周期的業(yè)務(wù)活動(dòng)，以快速響應(yīng)市場(chǎng)和用戶需求，提高企業(yè)群體競(jìng)爭(zhēng)力。3)數(shù)字化工廠隨著數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)和數(shù)字化制造技術(shù)的延伸和發(fā)展，數(shù)字化工廠（Digital Factory）的概念也開始出現(xiàn)。數(shù)字化工廠是指通過對(duì)知識(shí)的有效管理來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品增值的一種生產(chǎn)活動(dòng)8。數(shù)字化工廠的原料是有關(guān)產(chǎn)品及市場(chǎng)的信息，信息經(jīng)過各種數(shù)字化處理后，轉(zhuǎn)變?yōu)樾袆?dòng)和決策的知識(shí)方案，其核心是從物質(zhì)制造觀轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)制造觀。數(shù)字化工廠不是簡(jiǎn)單的虛擬產(chǎn)品和虛擬制造的延伸，它更強(qiáng)調(diào)的是整個(gè)制造活動(dòng)的有效控制與管理，及企業(yè)內(nèi)外資源的合理應(yīng)用與優(yōu)化配置。從上述意義上講，數(shù)字化工廠是數(shù)字化制造與數(shù)字化管理技術(shù)的集成，它涵蓋了數(shù)字化產(chǎn)品建模、數(shù)字化加工、數(shù)字化裝配、數(shù)字化生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)線仿真和重組以及虛擬企業(yè)等概念。從狹義講，數(shù)字化工廠可理解為一座“虛擬工廠”9，即設(shè)計(jì)人員利用軟件提供的仿真環(huán)境對(duì)產(chǎn)品及生產(chǎn)過程進(jìn)行設(shè)計(jì)及優(yōu)化，以加快產(chǎn)品從構(gòu)思到投產(chǎn)的周期，減少失誤、降低成本。從廣義講，數(shù)字化工廠是一座“網(wǎng)上工廠”，它打破了地域和時(shí)間限制，可實(shí)現(xiàn)異地協(xié)同制造，加快對(duì)市場(chǎng)的響應(yīng)速度。但無論從狹義和廣義的角度，資源的調(diào)度、仿真和重組是其具體的使能技術(shù)。5 總結(jié)20世紀(jì)中葉以來，制造業(yè)在微電子、計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、信息、自動(dòng)化等科學(xué)技術(shù)的廣泛滲透、應(yīng)用和衍生的推動(dòng)下發(fā)生了深刻的變化。數(shù)字技術(shù)極大地拓寬了制造活動(dòng)的深度和廣度，數(shù)字化制造技術(shù)也經(jīng)歷了從CAD/CAM等單元制造技術(shù)、集成制造技術(shù)迅猛發(fā)展到當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)10。參數(shù)化、虛擬仿真、可視化、特征與實(shí)體建模等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，大大增強(qiáng)了用于產(chǎn)品和過程定義的CAX系統(tǒng)的建模、工程分析、輔助制造、結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)仿真分析等功能，產(chǎn)品開發(fā)過程從面向單個(gè)零部件的應(yīng)用發(fā)展到了整個(gè)產(chǎn)品乃至設(shè)計(jì)、制造、加工等全過程仿真，擬實(shí)產(chǎn)品開發(fā)、虛擬原型與擬實(shí)制造技術(shù)成為研究的新熱點(diǎn)。CAD/CAM/CAPP系統(tǒng)的面向并行工程的集成，形成了一種同時(shí)考慮產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)和約束的面向制造、面向質(zhì)量、面向環(huán)境等多方面而被稱為DFC（Design For Manufacturing，Quality，Environment etc.）的系統(tǒng)性設(shè)計(jì)方法8，已超越了設(shè)計(jì)與制造系統(tǒng)之間簡(jiǎn)單的信息共享，使產(chǎn)品生命周期中的信息、業(yè)務(wù)、過程全面集成，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期全過程和多目標(biāo)優(yōu)化。面對(duì)全球化競(jìng)爭(zhēng)，企業(yè)必須全面綜合運(yùn)用由網(wǎng)絡(luò)信息、現(xiàn)代管理和先進(jìn)制造等技術(shù)所形成的網(wǎng)絡(luò)化制造，按照一定的協(xié)定同其他優(yōu)勢(shì)企業(yè)進(jìn)行協(xié)作與聯(lián)合，在全球范圍內(nèi)形成以產(chǎn)品為中心的“虛擬企業(yè)”，通過虛擬企業(yè)實(shí)現(xiàn)異地設(shè)計(jì)、異地制造以及優(yōu)勢(shì)資源互補(bǔ)與共享，以更快、更好、更省的方式響應(yīng)市場(chǎng)，從而提高聯(lián)盟企業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)力。隨著經(jīng)濟(jì)全球化和一體化的進(jìn)程加速、環(huán)境問題的日益惡化、信息技術(shù)的發(fā)展及其在制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用，數(shù)字化制造的內(nèi)涵將不斷豐富和發(fā)展，數(shù)字化制造呈現(xiàn)出全球化、綠色化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化和智能化的趨勢(shì)。參考文獻(xiàn)1 楊叔子，吳波.再論先進(jìn)制造技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)J.機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2006，42（1）:1-5.2 張曙.數(shù)字化制造機(jī)床工業(yè)的未來J.機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2005，18（3）:127-130.3 寧汝新，姚珺. 數(shù)字化技術(shù)推動(dòng)制造科學(xué)的創(chuàng)新和變革J. 數(shù)字制造科學(xué)，2003，1（1_4）:52-60.4 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