第一篇：“數字化設計與制造技術”讀書報告題目和要求1

“數字化模具設計與制造技術”讀書報告題目和要求 課程名稱：數字化模具設計與制造技術

考核方式：讀書報告（論文）的形式

1．論文參考題目：

主要對數字化設計與制造技術在模具中的應用進行說明，可以針對所教授的各章節中的關鍵技術進行選題。包括

1.模具CAD/CAE/CAM一體化相關技術（數據交換，CAD/CAE/CAM集成技術，產品數據結構，基于網絡的集成等）

2.RPM在模具設計制造中的應用（模型數據的發展，具體應用，綜述等）

3.先進制造技術在現代模具加工中的應用和發展（成形、累加、去除）

4.模具CAPP的開發和趨勢(CBR/RBR/ES)

5.模具CAD的開發和趨勢（造型技術的發展，二次開發采用的技術發展，特征建模中的關鍵問題）

6.網絡化制造在模具設計制造中的應用

要求：

1.所有的論文均需要圍繞“數字化設計與制造技術”，或者結合某個具體的模具、進行開發或者對其支撐技術進行闡述，例如《RPM在模具設計制造中的應用》，《模具CAD/CAE/CAM一體化中數據交換的發展》，《先進制造技術在現代模具加工中的應用和發展》，《CBR在模具CAPP的應用和開發》，等等。

2.字數在3000字以上（4頁），打印稿。

3.符合期刊論文的要求，具有以下部分：標題、作者單位、中文摘要、關鍵詞、英文摘要、關鍵詞、正文（包括一般的引言、具體實質內容、結論）、參考文獻等。

4.能夠就數字化設計與制造技術的某個關鍵技術在所學專業中的應用、研究、發展進行論述，內容要有銜接，條理清晰。

5.能夠反映模具數字化設計與制造技術目前技術發展的趨勢和技術特點。

6.希望結合自身專業知識進行論述，體現自己的見解。

第二篇：“數字化設計與制造技術”讀書報告題目和要求

“數字化設計與制造技術”報告題目和要求 課程名稱：數字化設計與制造技術

考核方式：讀書報告（論文）的形式

1．報告論文參考題目：

主要針對課程《數字化設計與制造技術》中涉及的各類先進制造技術在模具中的應用進行說明，可以針對課程所教授的關鍵技術進行選題和展開。包括：

1.快速成型方法RPM在模具設計制造中的應用與發展

2.快速成型方法RPM在逆向工程中的應用與發展

3.先進制造技術的進展及其與模具加工的關聯

4.計算機輔助幾何造型在模具CAD中的作用和發展

5.并行工程在模具制造中的應用

6.先進模具設計制造技術的發展

7.模具CAD/CAE/CAM一體化中的數據交換技術

8.模具CAD/CAE/CAM一體化中的集成技術

要求：

1.所有的論文均需要圍繞“數字化設計與制造技術”在模具中的應用，或者結合沖模、塑模、體積成形模具等某種類型模具的先進設計開發技術進行闡述，例如《RPM在模具設計制造中的應用》，《模具CAD/CAE/CAM一體化中數據交換的發展》，《電鑄法在微型高精度模具中的應用和開發》，等等。

2.字數在3000字以上（4頁），打印稿。

3.符合期刊論文的要求，具有以下部分：標題、作者單位、中文摘要、關鍵詞、英文摘要、關鍵詞、正文（包括一般的引言、具體實質內容、結論）、參考文獻等。

4.能夠就數字化設計與制造技術的某個關鍵技術在所學專業中的應用、研究、發展進行論述，內容要有銜接，條理清晰。

5.能夠反映模具數字化設計與制造技術目前技術發展的趨勢和技術特點。

6.希望結合自身專業知識進行論述，體現自己的見解。

第三篇：船舶數字化設計與制造

關于船舶數字化設計與制造

目前在我國乃至全世界。要實現船舶行業的跨越式發展，必須以信息技術為基礎。世界造船強國從CAX開始，逐步由實施CIMS、應用敏捷制造技術向組建“虛擬企業”方向發展，形成船舶產品開發、設計、建造、驗收、使用、維護于一體的船舶產品全生命周期的數字化支持系統，實現船舶設計全數字化、船舶制造精益化和敏捷化、船舶管理精細化、船舶制造裝備自動化和智能化、船舶制造企業虛擬化、從而大幅度提高生產效率和降低成本。所謂數字化設計就是運用虛擬現實、可視化仿真等技術，在計算機里先設計一條“完整的數字的船”。不僅可以點擊鼠標進入船體內部參觀一番，還可以在虛擬的大海中看它的速度、強度、抗風浪能力。這樣一來船舶設計的各個階段和船、機、舾、涂等多個專業模塊在同一數據庫中進行設計。

船舶是巨大而復雜的系統，由數以萬計的零部件和數以千計的配套設備構成，包括數十個功能各異的子系統，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，又要進行繁雜的逐級裝配，涉及物資、經營、設計、計劃、成本、制造、質量、安全等各個方面。這樣的一個復雜的系統需要非常強大的信息處理能力。我國船舶行業今年來雖有很大的發展，但與國際造船強國相比，無論在產量，還是在造船技術上差距甚大，信息化水平落后是直接原因。其中，集成化設計系統與生產進程聯系不緊密、船舶零部件標準化程度低、信息采集手段落后、物資/物流管理系統信息部同步、生產日程計劃安排手段落后、成本管理工作缺乏系統性、數字化應用未有效的促進體制和管理創新等問題的存在，導致了我國船舶行業參與國際競爭的綜合能力不高。

船舶工業是集資金、技術、勞動密集為一體的產業，科技含量較高。盡管我國船舶行業的造船量已連續多年位居世界前三位，造船相關經濟指標持續增長，但是與其他造船強國相比，我國船舶企業還存在很大的差距，尤其是在造船信息化數字化方面，由于信息技術和應用的滯后，使得我國船舶企業與世界造船強國的船舶企業差距有擴大的趨勢。具體表現在：

1、開發設計滯后。由于缺乏一體化的數字設計工具，我國船舶工業長期以來在船舶設計與開發方面能力很差，已經嚴重影響我國船舶工業的發展，設計周期長和設計水平落后都制約了我國造船生產效率的提高。

2、信息建設無序。目前我國數字化造船存在的主要問題有船舶設計自頂向下的全過程集成尚未實現；現有系統的集成度差，信息孤島現象嚴重；信息架構的整體考慮不足，協同能力和柔性應對能力差，產品設計、制造、管理信息一體化的集成度較低，數字化設計、制造、管理生產線各主線尚未貫通，數字化制造技術效能遠未發揮。

3、運營管理薄弱。由于缺乏對造船成本的實時跟蹤管理，導致造船專業化水平低、生產流程不盡合理，生產準備周期長、單位產品工時耗費高制約了造船業的發展。特別是隨著產業規模的快速擴大來自企業管理方式和成本節約的挑戰將會更加突出。

4、配套商全球化。在我國船舶工業規模迅速擴大、造船產量急劇增加和船舶品種結構不斷升級的情況下，特別加入WTO后，國家對船用設備進口采取行政性限制措施，進一步降低船用設備進口關稅，更多性價比高的國外同類產品進入我國市場，使得船舶企業配套設備的提供商遍布全球，這從側面也對船舶企業信息一體化建設提出了更高的要求。

5、協同響應速動。船舶制造正在從集成制造向敏捷制造過程轉化，真正面向大批量定制技術的船舶敏捷制造系統，并沒有實現的基礎。但隨著造船模式向船舶敏捷制造過程轉化的深入，船舶結構設計模塊化和標準化技術也將會更加深入地研究并逐步推廣應用，這必將帶來船舶制造過程和模式的快速演變，可以預測，隨著以上關鍵技術的成熟，船舶制造大批量定制的環境將逐步形成，這將對船舶企業間協同的速動響應能力提出更高的要求，而船舶企業間的實時互通也需要強有力的信息化平臺作支持。

總之，我國船舶企業在數字化造船的實施建設方面，首先要確定其總體的發展規劃和目標，并建立起企業的Intranet/Internet網，做好基礎準備。從生產設計、信息化建設、企業管理三個方面入手，通過推動CAD/CAM、CIMS技術，B2B電子商務技術及ERP技術的廣泛應用，縮短船舶總體及配套設備的設計和生產周期，提高船舶質量。通過開展網上報價和網上采購，加速資金和材料的周轉速度。最終實現網絡化的管理體系，提高管理效率，最終實現數字化船舶。

第四篇：航空數字化制造技術技術報告-齊鵬

航空數字化制造技術

齊

鵬

200808125

摘要

本文從我國航空數字化現狀講起，首先介紹了數字化總體框架研究的概念，設計要求，系統組成，基礎環境，工作機制等內容，然后在實際應用層面著重介紹了MAZATROL FUSION 640系統，并簡單介紹了數字化裝配過程仿真驗證技術以及飛機數字化裝配技術。

關鍵詞：數字化 總體框架 智能化 網絡化 信息化

數字化裝配

一、我國航空數字化現狀

我國的航空制造業數字化經過多年的發展，取得了一定的成效，在產品的三維數字化設計、數字樣機應用、工裝數字化定義、預裝配、主要零件的數控加工，產品數字仿真與試驗、工藝數值模擬與仿真、產品數據和制

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造過程管理等方面有了較深入的應用，但是，我們也應清醒地認識到，產品全生命周期的信息通道尚未打通，數字化工程體系還未形成，數字化技術的巨大效能遠未發揮。與發達國家相比我們還存在巨大差距，盡管我們在航空制造業實施了并行工程，但仍然停留在以產品為中心的產品研制理念，而發達國家已經轉向以客戶為中心的產品研制理念，即產品研制過程中，產品的目標從（可）制造性向服務性轉化，采用面向產品全生命周期的管理模式。美國對于高風險的大型武器裝備的研制，率先采用一體化產品與過程設計模式，將系統工程方法和新的質量工程方法相結合，并應用一系列決策支持過程，在計算機綜合環境中集成，有效控制了產品的質量和風險。著名的JSF項目（新一代聯合攻擊戰斗機）的研制，完全建立在網絡化環境上，采用數字化企業集成技術，聯合美國、英國、荷蘭、丹麥、挪威、加拿大、意大利、新加坡、土耳其和以色列等幾十個航空關聯企業，提出“從設計到飛行全面數字化”的產品研制模式，用強勢聯合體來化解風險。

目前，國家正在大力推進制造業的數字化。制造業企業急需從戰略的高度，構造面向產品全生命周期的、—2—

支持跨企業聯合的數字化工程體系。本文根據相關的研究和實踐，總結多年的應用成果，以航空制造業為背景，提出制造業數字化的總體框架，給制造業數字化應用平臺的建設提供參考。

二、航空制造業數字化總體框架研究

（一）總體框架設計要求

面對競爭激烈的市場大環境，制造業的唯一出路是在最短的時間內以最有效的方式生產出最能滿足客戶需要的產品。制造業企業間既有競爭又有聯合，只有發揮各自的技術和資源優勢，才能降低成本，分攤風險，共享市場。構建數字化工程體系是達到以上目的最有效的方法和手段。

數字化工程體系的核心是信息共享和過程管理，因此，制造業數字化工程的總體框架必須能實現制造業企業內部和企業間的信息共享和過程控制。

產品數據信息和產品生命周期相關的其他信息在各企業、各部門、各專業之間的順暢流轉，是產品研制順利進行的重要保障。總體框架的設計要有利于實施全生命周期的產品數據管理，實現單一產品數據源，打通企

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業間的信息流。

過程管理的內涵是面向產品的管理，而不是面向企業（或組織）的管理。它需要數字化體系能夠把設計、試驗和制造部門與客戶、供應商、協作單位聯系起來，采用IPT組織的方法，優化產品研制流程，達到控制成本、降低風險、縮短產品研制周期的目標。

針對當今信息化技術的快速發展，要求制造業數字化體系能夠支持企業業務變更的需求，支持流程再造和組織重構的要求，滿足通用性和專業性的要求。

（二）數字化框架組成 1.數字樣機系統

數字樣機是產品的數字化描述，貫穿于產品從概念設計到售后服務的全生命周期，是工程設計、功能分析、試驗仿真、加工制造、直至產品售后服務等的信息交換媒介。隨著產品研制的不斷深入，數字樣機由表及里，由粗到細，成熟度不斷增長。

數字樣機系統生成了數字樣機，也提供了對數字樣機進行分析、評估、仿真等功能。2.產品數據管理系統

產品數據管理系統管理并維護與產品相關的所有工

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程數據，包括產品的幾何模型、說明性文檔、技術狀態數據等，產品數據管理同時也管理與維護產品數據間的關聯信息，如產品結構、構型、版本等信息。3.工程協同系統

工程協同系統是由數字化設計系統、數字化試驗系統、數字化制造系統等業務系統所組成的集合，從信息化的意義上來說，業務系統就是使能工具。工程協同系統是工程數據的主要生成源，各個業務系統通過數字樣機進行數據交換。該系統包括：

（1）數字化設計系統：針對航空制造業業務需求，集成所需的專業業務軟件，包含產品設計的各種專業軟件和工具，專業仿真軟件工具，設計評估工具等。

（2）數字化試驗系統：針對航空制造業業務需求，集成所需的專業試驗系統包括：數字化強度試驗、飛控試驗、系統試驗、電氣試驗、航電武器試驗、地面聯合試驗等試驗業務系統。

（3）數字化制造系統：針對航空制造業業務需求，集成所需的專業制造系統，包括：數控加工系統、數字化復合材料生產線、數字化鈑金生產線、數字化切削生產線、數字化工裝生產線、數字化焊接生產線、數字化

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電纜管線生產線等制造業務系統。

（4）數據轉換接口：業務系統之間的數據格式轉換接口。

4.工程過程控制系統

工程過程控制系統包括基于數字樣機的并行過程控制系統和項目管理系統。

并行過程控制系統實現了設計、試驗、制造等業務系統的過程集成。并行過程控制系統確定了一個任務應涉及哪些業務系統，并通過控制數字樣機的成熟度，確定業務系統是否啟用，是否能夠訪問數字樣機，同時并行過程控制系統也監視業務系統的狀態，從而使之圍繞特定任務協調有序地運行。

項目管理系統完成項目任務的計劃、資源調配、IPT組織管理、進度和質量監控等管理控制過程。

5.工程支持系統

工程支持系統主要向工程協同系統提供工程過程中所需的支持信息，包括質量、五性（可靠性、可維修性、可測性、保障性和安全性）、標準、適航、情報資料、研制知識等信息，這些信息可以是模板、文件以及其他對象等形式。該系統同時也提供了質量、五性、標準和適

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航等方面的控制和評估功能。

（三）基礎環境

基礎環境包括計算機系統、網絡系統和數據庫系統等，是企業內部和企業間信息交換的基礎。

（四）總體框架工作機制

產品研制業務關系表現在業務數據關系和業務流程關系兩個方面，從信息化的角度來看，總體框架應實現信息的集成和過程的集成。因此，制造業數字化的總體框架由縱向的工程過程控制、橫向的工程工作面和作為支撐的基礎環境所構成，其中工程過程控制實現過程的集成，工程工作面實現信息的集成。

工程工作面是產品研制過程的時間斷面。在工程工作面中，工程協同系統是工程研制中數字化設計、試驗和生產等方面業務系統的集合；數字樣機系統對產品數據進行映射生成了數字樣機；產品數據管理系統負責管理產品相關的所有數據；工程支持系統提供工程支持信息的共享。

工程協同系統中的業務系統之間的數據交換是通過數字樣機來進行的；數字樣機系統根據業務系統的不同要求，對產品數據管理系統所管理的產品數據進行過濾，—7—

生成相應的數字樣機；工程協同系統可以從工程支持系統中得到質量、標準等信息。工程工作面實現了信息的集成。

工程過程控制分為兩條主線：一條主線是基于數字樣機的并行過程，所控制的對象是工程協同系統中的各個業務系統，并行過程采用成熟度控制的機制；另一條主線是項目管理過程，采用任務節點控制的機制。

項目管理過程控制的是點，而并行過程控制的是線，并行過程由項目管理過程觸發，工程過程控制實現了過程的集成。

項目管理過程可以理解為對工程過程的任務節點（里程碑）的控制過程，任務節點主要描述了任務的進度、資源需求和任務間的關系等。在一個任務開始前，需要配置相應的資源（包括人員和物料、設備等），由IPT小組執行此項任務。通常，一個任務是否完成，是由并行過程控制系統返回的狀態來確定的，對里程碑（階段評審）來說，需要階段評審的結論來支持。階段評審的內容可以包括：質量、標準、五性和用戶意見等方面。

當一個任務結束后，為之所配置的資源將被釋放，隨著一個新任務的啟動，新的資源配置也將完成。因此，—8—

項目管理過程同時也包含了IPT組織的動態變化過程。

按照過程定義，并行過程確定哪些業務系統參與任務的執行。業務系統之間的協同是以數字樣機為共同的信息基礎，并行過程通過控制數字樣機的成熟度，來限制各個業務系統訪問數字樣機。并行過程監控各業務系統的運行狀態，并根據數字樣機的成熟度、過程定義實現對各個業務系統的協同控制。

工程工作面、工程過程控制和基礎環境，三個部分構成了以數字樣機為中心、以產品數據管理為手段、以工程過程控制為主線的制造業數字化總體框架。

三、數字化制造助力航空制造業發展

隨著電子計算機軟硬件技術和網絡技術的發展，在產品的設計開發、虛擬制造、工廠的管理軟件和電子商務方面，都有大量比較成熟的硬件平臺和軟件供使用，然而，產品最重要的一個環節--生產制造方面，目前來講還是一個瓶頸，制約了數字化的應用和發展。

在這種大的環境和背景下，對生產制造關鍵環節的信息化要求就越來越迫切。數控機床雖然經歷了幾十年

—9— 的發展，無論從功能還是從精度來講都已經發展到了一個新的高度，但是長久以來，數控機床網絡化的應用更多的還是停留在由計算機向機床傳輸程序、機床參數和加工參數等原始的應用內容方面，而機床的工作狀態如何我們無法知曉。很顯然，這樣的數控機床很難跟上這個時代的步伐，無法適應當今智能化，網絡化和信息化方面的需要。為了適應發展的需要，MAZATROL FUSION 640系統應用而生：

（一）MAZATROL FUSION 640系統簡介 MAZATROL FUSION 640系統是MAZAK公司開發的新一代數控系統。該系統將CNC和PC緊密地融合起來，兼具傳統CNC和現代PC雙方面的優勢，使很多智能化和網絡化的功能得以實現。

采用人機對話式編程方式的MAZATROL 640系統對編程操作人員的要求大大地降低，同時也提高了編程的準確性和效率。操作者只需要輸人被加工零件的材質、使用的刀具材質、加工部位的最終要求、被加工工件的形狀數據和工件的安裝位置，數控系統就會通過內置的專家系統自動決定零件的加工參數(比如主軸轉速、進給速度等)以及自動計算并確定刀具路徑，避免了絕大部分的

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編程錯誤。系統還有三維實體模擬加工功能，可以立即對編程的結果加以驗證；系統的加工向導預測功能可以根據切削條件計算出主軸的功率負荷和加工時間，據此，編程操作人員可以對程序進行進一步的優化，以平衡主軸輸出負荷，提高加工效率。

系統的語音提示和導航功能可以在開機后用語音問候操作者，提示操作者機床的狀態并做安全確認，防止出現誤操作；震動抑制功能可以將機床加減速引起的機械震動消除，從而提高零件的加工質量和刀具的使用壽命；同時，可以進行虛擬加工，在機床、工件、刀具和夾具的3D模型下實現加工程序與實際加工環境一樣的模擬加工，從而在實際加工前就可以檢查加工中可能出現的干涉，還有智能安全保護功能，在手動操作時可以進行干涉確認，在干涉發生前停止機床，不用擔心發生撞車;虛擬加工、自動加工過程中的干涉檢查，使得編程更加放心、快捷、簡單。

另外，刀其的壽命管理功能、機床維護保養提示和在線服務等智能化的功能也為機床的使用和維護提供了很好的手段。

（二）智能生產中心CPC(Cyber Production Center)

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管理軟件

隨著企業的不斷發展和生產規模的不斷擴大，企業需要更多的生產設備來滿足生產的需要，但是隨著生產設備的增多，生產管理的工作量也越來越大，因此，MAZAK公司在單機的智能化網絡化基礎上，開發了智能生產中心CPC管理軟件，一套軟件可以管理多達250臺的數控機床。該軟件包含4個獨立的模塊:加工程序自動編制(CAMWARE)、智能化日程管理(Cyber Scheduler),智能刀具管理(Cyber Tool Manager)和智能監控(Cyber Monitor)。

加工程序自動編制是一種易學易用的人機對話式零件加工自動編程系統，該系統使用通用的DXE或者IGES格式從CAD圖紙中獲取零件的形狀信息，根據每臺加工設備的設備信息和工廠內的刀具數據庫刀具信息，通過簡單的操作針對現有的設備和刀具配置生成零件的加工程序以及刀具需求、加工時間等數據，并通過網絡將這些數據直接傳送到相應的加工單元和管理系統軟件。這些數據就可以自動生成工時成本，進行刀具準備，實現了加工工藝編制、加工程序編制、工藝路線安排和刀具資源配置的并行作業。而且該軟件還有加工程序管理方

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面的功能，方便客戶對大量的程序資源進行準確、高效的管理。

智能化日程管理軟件能夠根據營業單要求的數量、交貨期以及CAM WARE提供的加工時間數據和工時成本信息，迅速自動編制出對顧客的交貨周期和報價。另外根據合同要求的交貨周期以及生產現場的每個單元、工位的現狀做出零件、部件的作業計劃和整機的裝配和出貨計劃，對臨時出現的緊急情況也可以方便快速地對計劃做出調整，并通過網絡自動將精確的日工作計劃發送到每個現場終端和每臺機床的控制器上。通過智能化日程管理，工廠的每個加工單元、加工工位都實現了實時精確的作業調度，最大限度地減少了機器的空閑時間，給顧客報出的交貨周期和價格更具準確性和競爭力。

智能刀具管理軟件能夠根據智能編程軟件提供的刀具信息和智能化日程管理軟件提供的工作任務信息，對每臺設備的刀具數據進行分析，結合控制系統的刀具壽命管理功能將刀庫內現有的刀具清單和需要的刀具清單進行對照分析；再針對每個加工任務提出刀具需求和狀態，比如加工工件需要而刀具庫中沒有的刀具清單、刀具庫中多余的刀具清單、刀具庫中雖然有但是加工過程

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中將要達到壽命的刀具清單;然后通過網絡將這些信息發送到每個相應的加工單元和刀具室。有了這些信息，操作者和刀具管理人員就可以對刀具進行快捷、高效的管理。

智能監控軟件將現場每臺機床以及每個工位的加工狀態通過網絡實時反饋到管理者和相關部門的電腦上，使管理者以及相關部門在任何有網絡的地方都可以實時地了解到加工現場的工作情況和計劃的執行情況，隨時監督機床的運轉狀態、參數設定是否合適、加工完成情況而無需人工匯報;同時，能夠做出準確的判斷，必要時及時下達相應指令。另外，MAZATROL FUSION 640數控系統的雙向通信功能可以讓管理軟件直接調用其工況記錄數據庫，使得工場工作量的統計完全由計算機自動進行。智能監控的應用使管理者無論身在何處，都能夠清楚地了解工廠的生產狀況，從而對瞬息萬變的市場做出及時淮確的反應。

（三）智能生產中心結合MAZATROL 640系統的優勢功能

智能生產中心軟件結合MKP,PDM和ERP等等管理軟件，可以實現從訂單輸入、產品設計、庫存管理、生產

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制造訂單發行、生產購買訂單發行、生產管理、半成品和成品管理全過程控制，實現了作業日程安排、工藝管理以及數控機床運行狀態的監控，使生產全過程控制由車間級細化到每臺數控機床，保證了生產進度和生產成本控制，使機床開動率大幅提高。使用一般的生產管理模式和CNC機床時，有75%的時間是用來進行準備的(設計、工藝、編程、刀夾量具準備、調度、工時或成本核算等)，只有25%的時間是用來加工的。用智能生產中心后，準備時間由75%降為50%，加工時間由25%上升至50%，使工廠的生產和管理過程實現了并行化、網絡化，大幅度降低了生產過程中的輔助時間，從而有效提高了生產效率。

對于工廠的管理者來講，最想知道的是昂貴的數控設備在生產現場是如何運轉從而創造利潤的，以及如何合理地安排這些資源以滿足客戶對質量和交貨周期的要求。智能化、網絡化的MAZATROL 640系統加上智能生產中心軟件可以幫助管理者隨時隨地了解這些信息。

比如管理者想知道每臺機床每天的工作時間、工作狀況、生產了多少零件、機床的開動率等信息，智能化的MAZATROL 640系統會自動記錄機床的工作狀態，管理

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者可以很方便地了解每臺機床每天的運行記錄:機床什么時候開機，什么時候停機，開機時什么時候處于自動運行狀態，什么時候處于調整狀態，什么時候發生機床報警，都加工了什么工件，加工了多少工件，機床的主軸轉速及負荷是多少等等，方便管理者及時把握現場的機床運轉狀況，并根據現場的情況及時作出調整計劃。

另外，系統還可以對記錄的這些工作狀況進行運算處理，并用圖形把它直觀地表達出來，如以時間為坐標，用條形圖顯示出機床每天每一時段的狀態，還可以用餅圖表示一段時間內各種工作狀態所占的比率，這樣可以很方便地統計出機床的開動率，工廠的管理者和計劃人員可以依據這些信息進行管理和計劃。

MAZATROL 640系統將PC和CNC融合在一起，具有非常強大的網絡化功能，可以方便地接入任何類型的計算機網絡環境，這些功能都可以通過軟件和網絡來實現。無論在辦公室、家里還是出差，只要有網絡存在，我們都可以通過計算機網絡對機床進行全方位的監控，實現了機械加工的信息化，完全滿足了現代化、信息化管理的需要，給傳統的制造業經營管理模式帶來巨大的變革。因此，它為用戶帶來的不僅僅是一種工具，而是公司管

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理方式的一種變革，這種變革可以對市場的變化作出快速的反應，從而提高了企業的生產效率和綜合競爭能力。

基于網絡的制造已經成為21世紀的主要制造模式，各個行業無不在互聯網這個平臺上進行著產品的開發設計、制造、銷售和服務。互聯網貫穿了整個產品的生命周期，成為各個企業快速響應市場需求、不斷推出新產品、贏得市場竟爭力和自身不斷發展的主要手段。具有智能化、網絡化的MA7ATROL FUSION 640系統和智能生產中心軟件使機械加工這個瓶勁環節迅速地融入到現代信息社會中，為航空企業的發展提供了有力的工具，使航空企業走在時代的前列。

四、數字化裝配過程仿真驗證技術

三維數字化裝配過程仿真驗證技術是在軟件虛擬裝配環境中，調入產品三維數模、資源三維數模和設計的裝配工藝過程，通過軟件模擬完成零件、組件、成品等數模上架、定位、裝夾、裝配(連接)、下架等工序的虛擬操作，實現產品裝配過程和拆卸過程的三維動態仿真，驗證工藝設計的準確度，以發現裝配過程工藝設計中的錯誤。仿真是一個反復迭代的過程，不斷地調整工藝設

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計，不斷地仿真，直到得到一個最優的方案。

（一）裝配干涉的仿真

在虛擬環境中，依據設計好的裝配工藝流程，通過對每個零件、成品和組件的移動、定位、夾緊和裝配過程等進行產品與產品、產品與工裝的干涉檢查，當系統發現存在干涉情況時報警，并示給出干涉區域和干涉量，以幫助工藝設計人員查找和分析干涉原因。該項檢查是零件沿著模擬裝配的路徑，在移動過程中零件的幾何要素是否與周邊環境有碰撞。在三維環境中，檢查過程非常直觀。

（二）裝配順序的仿真

在虛擬環境中，依據設計好的裝配工藝流程，對產品裝配過程和拆卸過程進行三維動態仿真，驗證每個零件按設計的工藝順序是否能無阻礙的裝配上去，以發現工藝設計過程中裝配順序設計的錯誤。雖然裝配順序設計是按先里后外的原則設計的，但實際裝配時候就發現有零件裝不上去，無奈只有拆除別的零件，先裝這個零件。

（三）人機工程的仿真

產品裝配的過程，少不了人的參與，產品移動的過

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程也就是人動作的過程。在產品結構和工裝結構環境中，按照工藝流程進行裝配工人可視性、可達性、可操作性、舒適性以及安全性的仿真。將標準人體的三維模型放入虛擬裝配環境中，針對零件的裝配，對工人以下工作特性進行分析。

（四）裝配現場三維工藝布局仿真

在數字化環境下，建立廠房、地面、起吊設備等三維制造資源模型，將已經建立的各裝配工藝模型和裝配型架、工作平臺、夾具等制造資源三維模型放入廠房中，按照確定的裝配流程進行全面的工藝布局設計。三維工藝布局比傳統的二維工藝布局更直觀，充分體現了三維空間的狀況。并且在數字環境下可以仿真生產流程。

（五）可視化裝配

經過仿真驗證的三維數字化裝配過程仿真文件，可在不同的工位節點或A O節點通過程序打包傳遞到車間，也就是將產品的三維數模和工藝信息(裝配順序說明或動畫、裝配產品結構等信息)傳遞到操作者手中。操作者能夠采用終端電腦或手持電腦讀取這些信息，使工人能夠準確、迅速地查閱裝配過程中需要的信息，提高裝配的準確性和裝配效率，縮短裝配時間，降低裝配成本。

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在生產現場指導工人對飛機進行裝配，幫助工人直觀了解裝配全過程，實現可視化裝配。也可用于維護人員的上崗前培訓。

五、飛機數字化裝配技術

飛機數字化裝配技術是數字化裝配技術實際應用的一個方面，下面簡單介紹該技術的應用過程：

1.利用設計部門發放的產品三維數模和EBOM，在三維可視環境下進行產品的裝配工藝規劃及工藝設計。將三維數模數據(屬性)導入產品節點，并將三維數模數圖形的路徑關聯到每個零件上，在編制工藝的任何時候都可預覽零件和組件的三維圖形，直觀地反映裝配狀態。

2.在產品工藝分離面劃分的基礎上，對每個工藝大部件進行初步裝配流程設計，劃分裝配工位，確定在每個工位上裝配的零組件項目，在三維數字化設計環境下構建各裝配工位的段件裝配工藝模型，并制定出產品各工位之間關系的裝配流程圖，形成裝配PBOM。

3.在裝配工位劃分的基礎上，對每個工位依據段件裝配工藝模型在三維數字化環境下進一步進行各工位內的裝配過程設計，確定每個工位內的段件裝配工藝模型

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零組件的裝配順序，并且將相關的資源(設備、工裝、工具、人)關聯到工位上。確定該工位需要由多少個裝配過程實現，并定義裝配過程對應的AO號。

4.在裝配AO劃分基礎上，對每本AO依據段件裝配工藝模型進行詳細的裝配工藝過程設計，定義該工藝過程所需要的零組件、標準件、工裝等，在三維數字化環境下確定該裝配過程零組件、標準件、成品等裝配順序，明確裝配工藝方法、裝配步驟，并選定該裝配過程所需要的工裝、夾具、工具、輔助材料等資源，形成用于指導生產的AO和MBOM

六、結束語

綜上所述，先進的數字化技術已經廣泛應用于航空制造業的各個方面，而且近幾年發展迅速并對各國的先進制造行業產生了深遠的影響。但是數字化技術的普及還有待深入、提高，尤其是我國的航空數字化制造技術與歐美一些國家、日本相比還有很大差距。應當大力開展航空數字化制造技術的研究開發，使數字化制造技術普遍應用于航空制造工業，并不斷改進完善傳統的制造工業。這是我國制造業發展的大勢所趨，國家、企業和

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從業于制造業的各類人員都應給予高度重視。

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第五篇：數字化設計與先進制造系統 考試總結

串行開發模式的重大缺陷:忽視了不相鄰活動之間的交流和協調，形成以部門利益為重而不考慮全局最優化的“拋過墻式”工作環境；

2、各部門對產品開發整體過程缺乏綜合考慮，造成局部最優而非全局最優；上下游矛盾與沖突不能及時得到調解；

3、開發時間加長，成本提高。

并行工程是對產品及相關過程（包括制造過程和支持過程）進行并行、一體化設計的一種系統化工作模式。這種工作模式力圖使開發者從一開始就考慮到產品全生命周期的所有因素，包括質量、成本、進度和用戶需求。

并行工程應避免的幾個誤解:

1、CE是設計與制造的并行或同步

2、CE是設計活動的并發或并行

3、CE是一種管理模式

4、CE是對其他幾種生產模式的否定

CE的關鍵技術:

1、多功能集成產品開發團隊；

2、產品開發的過程建模；

3、產品生命周期數字化建模；

4、產品數字管理；

5、質量功能配置；

6、面向X的設計；

7、并行工程集成框架

面向X的設計:DFX：X代表了產品生命周期中的所有因素，包括制造、裝配、拆卸、檢測、維護、測試、回收、可靠性、質量、成本、安全性以及環境保護等。

在單件小批量的生產模式下，傳統加工就有下列一些問題：

1、生產計劃、組織管理復雜化

2、零件從投料至加工成成品和總生產時間（生產周期）較長

3、生產準備工作量極大（技術準備、機械設備的準備、物資準備、勞動力的配備和調整、工作地準備等）。

4、產量小限制了先進生產技術的采用。在這種情況下，傳統意義上的加工部門，生產效率變的非常的低，在各個機械加工部門間產生產品加工路徑的浪費。成組技術: 產生背景：由于科學技術的發展和社會需求的多樣化、市場競爭的加劇、產品更新換代的加快，使得多品種、中小批生產在機械工業中的比例和地位都明顯呈上升趨勢。

定義：對相似的零件進行識別和分組，相似的零件歸為一個零件組或零件族，并在設計和制造中充分利用它們的相似點，獲得所期望的經濟效益。原理: 成組技術 是一門工程技術科學，研究如何識別和發掘生產活動中有關事物的相似性，并充分利用它，即把相似的問題歸類成組，尋求解決這一組問題相對統一的最優方案，以取得所期望的經濟效益

德國的奧匹茲(OPITZ)系統系統:采用十進制9位代碼表示。其結構形式由零件類別碼、形狀及加工碼、輔助碼三部分組成。第一位是零件類別碼第二位至第五位是形狀及加工碼, 這五位代碼又稱主碼, 用來反映零件形狀及加工信息。第六位至第九位是輔助碼, 它反映零件尺寸、材料、毛坯原始形狀和精度。RMS（可重構技術）

包括：1可重構加工系統

2、可重構物流系統

3、可重構控制系統

定義：是指為能適應市場的需求變化，按系統規劃的要求，以重排、重復利用、革新組元或子系統的方式，快速調整制造過程、制造功能和制造生產能力的一類新型可變制造系統。特征：

1、可模塊化。根據機器的操作功能把機器切分為能夠量化的單元。這些單元可在變化的生產計劃之間操作和控制。

2、可集成化。快速集成模塊的能力和精確的由一系列機構、信息和控制形成的接口。

3、用戶定制化。相對于通常的柔性的概念，系統/機器設計的柔性是產品家族進行的，因此也被稱為用戶柔性。

4、可擴展能力。利用重新排列現有的制造系統可以很容易的改變生產能力，或者用可重構工作站改變生產能力。

5、可交換能力。很容易變換現有系統、控制和機器的功能。例如:改變主軸的物理位置以適應所產品的要求。

6、可診斷能力。自動讀取系統檢測和診斷產品缺陷的數據，并具有分析產生這些錯誤的根本原因以及快速糾正錯誤操作的能力。大量定制: 核心（產品多樣化）基本思想：（從生產角度）

通過產品結構和制造過程重構，運用現代信息技術、新材料技術、柔性制造技術等一系列高新技術，把產品的定制生產問題全部或部分轉化為規模生產，以大量生產的成本和速度，為單個顧客或小批量多品種市場定制任意數量產品。（從管理角度）

是一種在系統整體優化的思想指導下，集企業、顧客、供應商和環境于一體，充分利用企業已有的各種資源，根據顧客的個性化需求，以大量生產的低成本、高質量和高效率提供定制產品和服務的生產模式。

MC是一種將相似性原理、重用性原理和全局性原理與應用實踐相結合的生產方式，以減少產品內部多樣化、增加產品外部多樣化為目的，在空間上對整個產品族、在時間上對產品全生命周期進行全方位的優化，低成本、快速地生產定制產品。

MC應用條件：

1、可分離性

2、產品可模塊化

3、最終加工過程的易執行性

4、產品的重量、體積和品種

5、適當的交貨提前期

6、市場的不確定程度高

精益生產：

定義：通過系統結構、人員組織、運行方式和市場供求等方面的變革，通過持續改進措施，識別和消除所有產品和服務中的浪費、非增值型作業的系統方法。

精益生產的基本目標：最大限度地獲取利潤

終極目標：(1)“零”轉產工時浪費(2)“零”庫存(3)“零”浪費(4)“零”不良(5)“零”故障(6).“零”停滯(7).“零”災害

浪費定義：

1、不為產品增加價值的任何事情

2、不利于生產不符合客戶要求的任何事情

3、顧客不愿付錢由你去做的任何事情

4、盡管是增加價值的活動，但所用的資源超過了

5、“絕對最少”的界限，也是浪費 敏捷制造：

基本思想：通過對高素質的員工、動態靈活的組織機構、企業內及企業間的靈活管理以及先進的制造技術進行全面集成，使企業對持續變化、不可預測的市場需求作出快速反應，從而獲得長期、持續的經濟效益。敏捷制造強調人、組織、管理和技術的高度集成，強調企業面向市場的敏捷性。計算機集成制造： 基本思想

企業的各個生產環節是不可分割的，應該加以統一處理； 整個生產過程實質上也是對信息的采集、傳遞和加工處理的過程，在企業中主要存在信息流和物流這兩種運動過程，而物流又是受信息流控制的。

指出：CIMs是一種組織、管理和運行現代制造類企業的理念。它將傳統的制造技術和現代信息技術、管理技術、自動化技術、系統工程技術等有機結合，使企業產品全生命周期各個階段活動中有關的人/組織、經營管理和技術三要素及其信息流、物流和價值流有機集成并優化運行，以達到產品上市快、高質、低耗、服務好、環境清潔的要求，進而提高企業的柔性、健壯性、敏捷性，使企業贏得市場競爭。核心：信息的“集成” 虛擬制造：

虛擬制造是實際制造過程在計算機上的本質實現，即采用計算機仿真與虛擬現實技術，在計算機上實現產品開發、制造，以及管理與控制等制造的本質過程，以增強制造過程各級的決策與控制能力。柔性制造系統：

自動化制造系統具有五個典型組成部分：

1、一定范圍的被加工對象；

2、具有一定技術水平和決策能力的人；

3、信息流及其控制系統；

4、能量流及其控制系統：

5、物料流及物料處理系統。發展5大臺階：

第一臺階：剛性自動化，包括剛性自動線和自動單機。第二臺階：數控加工，包括數控和計算機數控。

第三臺階：柔性制造。本臺階特征是強調制造過程的柔性和高效率 第四臺階：計算機集成制造和計算機集成制造系統。

第五臺階：新的制造自動化模式，如智能制造、敏捷制造、虛擬制造、網絡制造、全球制造、綠色制造等。

加工中心又稱多工序自動換刀數控機床： 加工中心與數控機床的異同: 相同點都是通過程序控制多軸聯動走刀進行加工的數控機床。不同的是加工中心具有刀庫和自動換刀功能。

包括：1.鏜銑加工中心2.車削加工中心3.鉆削加工中心

特點：1.工序集中。加工中心工件一次裝夾實現多表面多特征多工位的連續、高效、高精度加工。2.有利于生產管理現代化。可以準確計算加工工時，從而保證生產管理，以及半成品的管理。3.智能化程度高。

AGV：裝有自動導引裝置，能夠沿規定的路徑行駛，在車體上具有編程和停車選擇裝置、安全保護裝置以及各種物料移載功能的搬運車輛

AGVS：多臺AGV小車和自動導向系統、自動裝卸系統、通信系統、安全系統在控制系統的統一指揮下，組成一個柔性化的自動搬運系統，稱為自動導引車系統，簡稱AGVS。柔性制造系統：（中國）“柔性制造系統是數控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統等組成的自動化制造系統。它包括多個柔性制造單元，能根據制造任務或生產環境的變化迅速進行調整，適用于多品種、中小批量生產。”（美國）“使用計算機控制柔性工作站和集成物料運儲裝置來控制并完成零件族某一系列工序的，或所有工序的一種集成制造系統