數(shù)字化設(shè)計與制造的現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)

數(shù)字化設(shè)計與制造的現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)數(shù)字化設(shè)計與制造的現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)/NUMPAGES6數(shù)字化設(shè)計與制造的現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)數(shù)字化設(shè)計與制造的現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)數(shù)字化設(shè)計與制造的現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)數(shù)字化設(shè)計與制造的發(fā)展現(xiàn)狀數(shù)字化設(shè)計與制造主要包括用于企業(yè)的計算機輔助設(shè)計（CAD）、制造（CAM）、工藝設(shè)計（CAPP）、工程分析（CAE）、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）等內(nèi)容。其數(shù)字化設(shè)計的內(nèi)涵是支持企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)全過程、支持企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計、支持產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)管理、支持企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)流程的控制與優(yōu)化等，歸納起來就是產(chǎn)品建模是基礎(chǔ)，優(yōu)化設(shè)計是主體，數(shù)控技術(shù)是工具，數(shù)據(jù)管理是核心。由于通過CAM及其與CAD等集成技術(shù)與工具的研究，在產(chǎn)品加工方面逐漸得到解決，具體是制造狀態(tài)與過程的數(shù)字化描述、非符號化制造知識的表述、制造信息的可靠獲取與傳遞、制造信息的定量化、質(zhì)量、分類與評價的確定以及生產(chǎn)過程的全面數(shù)字化控制等關(guān)鍵技術(shù)得到了解決，促使數(shù)字制造技術(shù)得以迅速發(fā)展。作為制造業(yè)的一個分支，船舶行業(yè)要實現(xiàn)跨越式發(fā)展，必須以信息技術(shù)為基礎(chǔ)。世界造船強國從CAX開始，逐步由實施CIMS、應(yīng)用敏捷制造技術(shù)向組建“虛擬企業(yè)”方向發(fā)展，形成船舶產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計、建造、驗收、使用、維護(hù)于一體的船舶產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字化支持系統(tǒng)，實現(xiàn)船舶設(shè)計全數(shù)字化、船舶制造精益化和敏捷化、船舶管理精細(xì)化、船舶制造裝備自動化和智能化、船舶制造企業(yè)虛擬化、從而大幅度提高生產(chǎn)效率和降低成本。所謂數(shù)字化設(shè)計就是運用虛擬現(xiàn)實、可視化仿真等技術(shù)，在計算機里先設(shè)計一條“完整的數(shù)字的船”。不僅可以點擊鼠標(biāo)進(jìn)入船體內(nèi)部參觀一番，還可以在虛擬的大海中看它的速度、強度、抗風(fēng)浪能力。這樣一來船舶設(shè)計的各個階段和船、機、舾、涂等多個專業(yè)模塊在同一數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行設(shè)計。船舶是巨大而復(fù)雜的系統(tǒng)，由數(shù)以萬計的零部件和數(shù)以千計的配套設(shè)備構(gòu)成，包括數(shù)十個功能各異的子系統(tǒng)，通過船體平臺組合成一個有機的整體。造船周期一般在10個月以上，既要加工制造大量的零部件，又要進(jìn)行繁雜的逐級裝配，涉及物資、經(jīng)營、設(shè)計、計劃、成本、制造、質(zhì)量、安全等各個方面。這樣的一個復(fù)雜的系統(tǒng)需要非常強大的信息處理能力。我國船舶行業(yè)今年來雖有很大的發(fā)展，但與國際造船強國相比，無論在產(chǎn)量，還是在造船技術(shù)上差距甚大，信息化水平落后是直接原因。其中，集成化設(shè)計系統(tǒng)與生產(chǎn)進(jìn)程聯(lián)系不緊密、船舶零部件標(biāo)準(zhǔn)化程度低、信息采集手段落后、物資/物流管理系統(tǒng)信息部同步、生產(chǎn)日程計劃安排手段落后、成本管理工作缺乏系統(tǒng)性、數(shù)字化應(yīng)用未有效的促進(jìn)體制和管理創(chuàng)新等問題的存在，導(dǎo)致了我國船舶行業(yè)參與國際競爭的綜合能力不高。先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢可歸納為：精密化、柔性化、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、敏捷化、清潔化、集成化及管理的創(chuàng)新。而數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的的基礎(chǔ)。隨著計算機技術(shù)的不斷提高，Internet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及應(yīng)用，以及用戶的需求，CAD/CAM、CAE、PDM等技術(shù)本身也在發(fā)展，集成技術(shù)也在向前推進(jìn)，其發(fā)展趨勢主要有：單項技術(shù)向完善化發(fā)展。PDM與CAD/CAPP/CAE/CAM、MRPⅡ/ERP、OA的集成技術(shù)。產(chǎn)品協(xié)同商務(wù)CPC將迅速崛起。虛擬制造技術(shù)以計算機支持的仿真技術(shù)為前提，形成虛擬的環(huán)境、虛擬的制造過程、虛擬的產(chǎn)品、虛擬的企業(yè)，從而大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高一次成功率。將數(shù)字化技術(shù)用于制造過程，可大大提高制造過程的柔性和加工過程的集成性，從而提高工業(yè)生產(chǎn)過程的質(zhì)量和效率，增強工業(yè)產(chǎn)品的市場競爭力；將數(shù)字化技術(shù)“融入”工業(yè)產(chǎn)品，可提高其性能，使之升級，以滿足國民經(jīng)濟和人民生活日益增長的要求。數(shù)字化設(shè)計與制造的關(guān)鍵技術(shù)數(shù)字化設(shè)計技術(shù)利用數(shù)字化的產(chǎn)品建模、仿真、多學(xué)科綜合優(yōu)化、虛擬樣機以及信息集成與過程集成等技術(shù)和方法，完成產(chǎn)品的概念設(shè)計、工程與結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化、工藝設(shè)計與數(shù)控編程。數(shù)字化設(shè)計可以實現(xiàn)機械裝備的優(yōu)化設(shè)計、提高開發(fā)決策能力、加速產(chǎn)品開發(fā)過程、縮短研制周期、降低研制成本。數(shù)字化設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)包括全壽命周期數(shù)字化建模、基于知識的創(chuàng)新設(shè)計、多學(xué)科綜合優(yōu)化、并行工程、虛擬樣機、異地協(xié)同設(shè)計等。數(shù)字化制造技術(shù)是一種快速工裝準(zhǔn)備、工藝過程集成和優(yōu)化制造技術(shù)，它利用數(shù)控機床、加工中心、測量設(shè)備、運輸小車、立體倉庫、多級分布式控制計算機等數(shù)字化裝備，根據(jù)產(chǎn)品的工程技術(shù)信息、車間層加工指令，通過計算機調(diào)度與控制，完成零件加工、裝配、物料存儲與輸送、自動檢測與監(jiān)控等制造活動。數(shù)字化制造可以實現(xiàn)多品種、中小批量產(chǎn)品的柔性