數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)數(shù)字化技術(shù)是以數(shù)字電子計(jì)算機(jī)硬軟件、周邊設(shè)備、協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的信息離散化表述、定量、感知、傳遞、存貯、處理、控制、聯(lián)網(wǎng)的集成技術(shù)。其用于制造業(yè)可包括數(shù)字化制造技術(shù)與數(shù)字化產(chǎn)品兩部分。將數(shù)字化技術(shù)用于支持產(chǎn)品全生命周期的制造活動(dòng)和企業(yè)的全局優(yōu)化運(yùn)作就是數(shù)字化制造技術(shù)；將數(shù)字化技術(shù)注入工業(yè)產(chǎn)品就行成了數(shù)字化產(chǎn)品。本世紀(jì)40年代末數(shù)字計(jì)算機(jī)誕生，不久就被試用于控制加工機(jī)床，其特點(diǎn)是把過(guò)去利用人工、行程開(kāi)關(guān)或模板產(chǎn)生的加工信息數(shù)字化，并用以控制機(jī)床的加工運(yùn)動(dòng)，這就是數(shù)字控制機(jī)床。盡管這遠(yuǎn)不是數(shù)字化制造，但它卻是數(shù)字化制造的一個(gè)十分重要的基礎(chǔ)。歷經(jīng)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展和應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床的擁有量及其年產(chǎn)量已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家制造能力的重要標(biāo)志。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)品就出現(xiàn)以下趨勢(shì)：（1）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(wú)圖紙制造方向發(fā)展。如產(chǎn)品CAD數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)校核，直接傳送給數(shù)控機(jī)床完成加工就是一例。（2）通過(guò)局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部并行工程，通過(guò)Internet建立跨地區(qū)的虛擬企業(yè)，實(shí)現(xiàn)資源共享，優(yōu)化配置，使制造業(yè)向互聯(lián)網(wǎng)輔助制造方向發(fā)展。（3）將數(shù)字化技術(shù)注入傳統(tǒng)產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，無(wú)論從工業(yè)裝備和人民生活需求都是社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)。目前在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，數(shù)字化制造技術(shù)與產(chǎn)品已經(jīng)成為提高企業(yè)和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。近半個(gè)世紀(jì)，特別是近30年來(lái)，隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，信息技術(shù)與制造技術(shù)相融合，使制造日益走向數(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(kāi)始實(shí)現(xiàn)無(wú)圖紙生產(chǎn)，廣泛使用CAD／CAM，實(shí)現(xiàn)100％數(shù)字化設(shè)計(jì)。制造過(guò)程技術(shù)在快速成型、并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)床、機(jī)器人化機(jī)床、多功能機(jī)床等整機(jī)方面和高速電主軸、直線(xiàn)電機(jī)、軟件補(bǔ)償精度等單元技術(shù)方面先后有所突破，為數(shù)字化制造技術(shù)向縱深發(fā)展創(chuàng)造了條件。數(shù)字化制造技術(shù)在我國(guó)有了一定發(fā)展，如數(shù)控技術(shù)、制造信息支持系統(tǒng)以及CAD／CAM／CAPP／CAE／NET為主體的技術(shù)等在我國(guó)已有不同程度的發(fā)展。CAD技術(shù)在“九五”期間，特別是實(shí)施“CAD應(yīng)用工程”后，我國(guó)大量的骨干企業(yè)都不同程度地采用了CAD技術(shù)，使我國(guó)的設(shè)計(jì)自動(dòng)化水平產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。MRPII和ERP已在國(guó)內(nèi)企業(yè)中得到部分應(yīng)用，并取得一定的效果；制造業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)信息支持系統(tǒng)以機(jī)械工業(yè)共性技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)作為信息資源，目前已提供單機(jī)使用服務(wù)。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，該數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用將步入網(wǎng)絡(luò)化、集成化，其功能也將從數(shù)據(jù)查詢(xún)進(jìn)一步上升為決策支持；現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，我國(guó)制造企業(yè)車(chē)間生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的差距很大，這是我國(guó)制造企業(yè)面臨的嚴(yán)重問(wèn)題。我國(guó)在數(shù)字化制造技術(shù)和產(chǎn)品方面的發(fā)展有一定的基礎(chǔ)，CAD和數(shù)控裝備是數(shù)字化制造的上下游基礎(chǔ)技術(shù)，對(duì)于數(shù)控裝備，我國(guó)已有40年研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的歷史，數(shù)控機(jī)床擁有率目前已達(dá)3％；在CAD技術(shù)方面，我國(guó)工程設(shè)計(jì)單位CAD普及率已達(dá)到80％，機(jī)械行業(yè)骨干CAD普及率已達(dá)到30％；Chinanet網(wǎng)絡(luò)已于1994年在我國(guó)建成。全國(guó)40多萬(wàn)個(gè)制造企業(yè)在走向市場(chǎng)、參與競(jìng)爭(zhēng)的過(guò)程中，對(duì)數(shù)字化制造技術(shù)的需求日益迫切。我國(guó)已有研究所、企業(yè)開(kāi)發(fā)數(shù)字化產(chǎn)品，有的數(shù)字化產(chǎn)品已走向市場(chǎng)，這些都為數(shù)字化制造技術(shù)和產(chǎn)品在我國(guó)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。未來(lái)的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)將向智能化、高速化、精準(zhǔn)化方向發(fā)展。特別是智能化出現(xiàn)了智能監(jiān)控、智能控制、智能診斷、智能決策、智能維護(hù)技術(shù)，成為數(shù)字化設(shè)計(jì)發(fā)展的新趨勢(shì)。其次是高速化，高速化一直是數(shù)控制造技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)，圍繞高速主軸單元、高性能數(shù)控和伺服系統(tǒng)、以及數(shù)控工具系統(tǒng)的創(chuàng)新，成為數(shù)