http://kadhoai.com.cn 2026-04-26 17:50:09 來源:周祖德 餘文勇 陳幼平/《中國機械工程》
所謂數字製造,指的是在虛擬現實、計算機網絡、快速原型、數據庫和多媒體等支撐技術的支持下,根據用戶的需求,迅速收集資源信息。對產品信息、工藝信息和資源信息進行分析、規(gui)劃(hua)和(he)重(zhong)組(zu),實(shi)現(xian)對(dui)產(chan)品(pin)設(she)計(ji)和(he)功(gong)能(neng)的(de)仿(fang)真(zhen)以(yi)及(ji)原(yuan)型(xing)製(zhi)造(zao),進(jin)而(er)快(kuai)速(su)生(sheng)產(chan)出(chu)達(da)到(dao)用(yong)戶(hu)要(yao)求(qiu)性(xing)能(neng)的(de)產(chan)品(pin)的(de)整(zheng)個(ge)製(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng)。也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo),數(shu)字(zi)製(zhi)造(zao)實(shi)際(ji)上(shang)就(jiu)是(shi)在(zai)對(dui)製(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng)進(jin)行(xing)數(shu)字(zi)化(hua)的(de)描(miao)述(shu)而(er)建(jian)立(li)起(qi)的(de)數(shu)字(zi)空(kong)間(jian)中(zhong)完(wan)成(cheng)產(chan)品(pin)的(de)製(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng)。
數字製造的概念,首先來源於數字控製技術(NC或CNC)與數控機床。數控技術就是用數字量及字符發出指令並實現控製的技術。它不僅控製位置、角度、速度與機械量,也可控製溫度、壓力、流量等物理量。這些量的大小不僅可用數字表示,而且是可測、kekongde。ruguoyitaishebeishixianqizidonggongzuoguochengdeminglingshiyishuzixingshilaimiaoshude,zechengqiweishukongshebei。xianeryijian,zheyuanbushishuzizhizao,queshishuzizhizaodeyigeshifenzhongyaodejichu。
隨著數控技術的發展,又出現了對多台機床,用一台(或幾台)計算機數控裝置進行集中控製的方式,即所謂直接數字控製(DNC)。為適應多品種、xiaopiliangshengchandezidonghua,fazhanleruogantaijisuanjishukongjichuangheyitaigongyejiqirenxietonggongzuo,yibianjiagongyizuhuojizujiegouxingzhuanghegongyitezhengxiangsidelingjian。congergouchengsuoweirouxingzhizaodanyuan(FMC),借jie助zhu一yi個ge物wu流liu自zi動dong化hua係xi統tong,將jiang若ruo幹gan柔rou性xing製zhi造zao單dan元yuan或huo工gong作zuo站zhan連lian接jie起qi來lai實shi現xian更geng大da規gui模mo的de加jia工gong自zi動dong化hua就jiu構gou成cheng了le柔rou性xing製zhi造zao係xi統tong。以yi數shu字zi量liang實shi現xian加jia工gong過guo程cheng的de物wu料liao流liu、加工流和控製流的表征、存儲與控製,就形成了以控製為中心的數字製造觀。
由(you)於(yu)計(ji)算(suan)機(ji)的(de)發(fa)展(zhan)以(yi)及(ji)計(ji)算(suan)機(ji)圖(tu)形(xing)學(xue)與(yu)機(ji)械(xie)設(she)計(ji)技(ji)術(shu)的(de)結(jie)台(tai),產(chan)生(sheng)了(le)以(yi)數(shu)據(ju)庫(ku)為(wei)核(he)心(xin),以(yi)交(jiao)互(hu)式(shi)圖(tu)形(xing)係(xi)統(tong)為(wei)手(shou)段(duan),以(yi)工(gong)程(cheng)分(fen)析(xi)計(ji)算(suan)為(wei)主(zhu)體(ti)的(de)一(yi)體(ti)化(hua)的(de)計(ji)算(suan)機(ji)輔(fu)助(zhu)設(she)計(ji)(CAD)係統。CAD係統能夠在二維與三維的空間精確地描述物體,大大地提高了生產過程中描述產品的能力和生產率。正如數控技術與數控機床一樣,CAD的產生和發展為製造業產品的設計過程數字化和自動化打下了基礎。
將CAD的產品設計信息轉換為產品的製造、工藝規則等信息,使加工機械按照預定的工序和工步的組合和排序,選擇刀具、夾具、量具,確定切削用量,並計算每個工序的機動時間和輔助時間,這就是計算機輔助工藝規劃(CAPP)。將包括製造、檢測、裝配等方麵的所有規劃,以及麵向產品設計、錨造、工藝、管理、成本核算等所有信息數字化,轉換為計算機所理解,並被製造過程的全階段所共享,從而形成了所謂CAD/CAM/CAPP。這就是基於產品設計的數字製造觀。
從數字製造的概念出發,可以清楚地看到,數字製造是計算機數字技術、網絡信息技術與製造技術不斷融合、發展和應用的結果,也是製造企業、製造係統和生產係統不斷實現數字化的必然。對製造設備而言,其控製參數均為數字信號。對製造企業而言,各種信息(包括圖形、數據甚至知識和技能)均jun以yi數shu字zi的de形xing式shi通tong過guo數shu字zi網wang絡luo在zai企qi業ye內nei部bu傳chuan遞di。對dui全quan球qiu製zhi造zao業ye而er言yan,用yong戶hu通tong過guo數shu字zi網wang絡luo發fa布bu需xu求qiu信xin息xi,各ge大da中zhong小xiao型xing企qi業ye則ze通tong過guo數shu字zi網wang絡luo根gen據ju需xu求qiu,優you勢shi互hu補bu,動dong態tai組zu合he,迅xun速su敏min捷jie地di協xie同tong設she計ji製zhi造zao出chu相xiang應ying的de產chan品pin。在zai數shu字zi製zhi造zao環huan境jing下xia,在zai廣guang域yu內nei形xing成cheng了le一yi個ge由you數shu字zi織zhi成cheng的de網wang,個ge人ren、企業、車間、設備、經銷商和市場成為網上的一個個結點,由產品在設計、製造、銷售過程中所賦予的數字信息成為主宰製造業的最活躍的驅動因素。另一方麵,數字製造包含了以控製為中心的數字製造、以(yi)設(she)計(ji)為(wei)中(zhong)心(xin)的(de)數(shu)字(zi)製(zhi)造(zao)和(he)以(yi)管(guan)理(li)為(wei)中(zhong)心(xin)的(de)數(shu)字(zi)製(zhi)造(zao)。當(dang)前(qian),網(wang)絡(luo)製(zhi)造(zao)是(shi)數(shu)字(zi)製(zhi)造(zao)的(de)全(quan)球(qiu)化(hua)實(shi)現(xian),虛(xu)擬(ni)製(zhi)造(zao)是(shi)數(shu)字(zi)工(gong)廠(chang)和(he)數(shu)字(zi)產(chan)品(pin)的(de)一(yi)種(zhong)具(ju)體(ti)體(ti)現(xian),而(er)電(dian)子(zi)商(shang)務(wu)製(zhi)造(zao)是(shi)數(shu)字(zi)製(zhi)造(zao)的(de)一(yi)種(zhong)動(dong)態(tai)聯(lian)盟(meng)。