數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造

1、數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造一、背景在計(jì)算機(jī)技術(shù)出現(xiàn)之前，機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與加工的方式一直都是圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和手工加工的方式，這種傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造方式，這使得產(chǎn)品在質(zhì)量上完全依賴于產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員與加工人員的專業(yè)技術(shù)水平，而數(shù)量上則完全依賴于產(chǎn)品加工人員的熟練程度，而隨著工業(yè)社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量提出了更高要求，同時(shí)數(shù)量上的需求也不斷增長(zhǎng)。為了適應(yīng)社會(huì)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品在質(zhì)量與數(shù)量上的需求，同時(shí)也為了能進(jìn)一步降低機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，人們?cè)谂で笠环N全新的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)與加工方式，而二十世紀(jì)四五十年代以來計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)及其發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的出現(xiàn)，讓人們看到了變革傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)方式的曙光。于是

2、，數(shù)字化設(shè)計(jì)與制作方式應(yīng)運(yùn)而生，人們逐步將機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與加工任務(wù)交給計(jì)算機(jī)來做，這一方面使得機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期大大縮短，另一方面也使得產(chǎn)品的質(zhì)量與數(shù)量基本擺脫了對(duì)于設(shè)計(jì)與加工人員的依賴，從而大大提升了產(chǎn)品的質(zhì)量，降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，同時(shí)也使得產(chǎn)品更加適合批量化生產(chǎn)。二、概念數(shù)字化設(shè)計(jì)：就是通過數(shù)字化的手段來改造傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法，旨在建立一套基于計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，支持產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)全過程的設(shè)計(jì)方法。數(shù)字化設(shè)計(jì)的內(nèi)涵：支持產(chǎn)品開發(fā)全過程、支持產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)、支持產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)管理、支持產(chǎn)品開發(fā)流程的控制與優(yōu)化等。其基礎(chǔ)是產(chǎn)品建模，主體是優(yōu)化設(shè)計(jì)，核心是數(shù)據(jù)管理。數(shù)字化制造：是指對(duì)制造過程

3、進(jìn)行數(shù)字化描述而在數(shù)字空間中完成產(chǎn)品的制造過程。數(shù)字化制造是計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與制造技術(shù)不斷融合、發(fā)展和應(yīng)用的結(jié)果，也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的必然。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù): 是以相似原理、信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)及相應(yīng)領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和各種物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對(duì)實(shí)際的或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)研究的一門綜合性技術(shù)。該技術(shù)通過建立某一過程或某一系統(tǒng)的模型來描述該過程或該系統(tǒng)，然后用一系列有目的、有條件的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)來刻畫系統(tǒng)的特征，從而得出數(shù)量指標(biāo)，為決策者提供關(guān)于這一過程或系統(tǒng)的定量分析結(jié)果，作為決策的理論依據(jù)。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的基本步驟為：系統(tǒng)分析把被仿

4、真系統(tǒng)的內(nèi)容表述清楚模型設(shè)計(jì)選擇合適的仿真方法，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)模型模型運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行模型模型分析分析執(zhí)行輸出三、工具1、 CAD-計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD在早期是英文Computer Aided Drawing (計(jì)算機(jī)輔助繪圖)的縮寫，隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的發(fā)展，人們逐步的認(rèn)識(shí)到單純使用計(jì)算機(jī)繪圖還不能稱之為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。真正的設(shè)計(jì)是整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，它包括產(chǎn)品的構(gòu)思、功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、加工制造等，二維工程圖設(shè)計(jì)只是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的一小部分。于是CAD的縮寫由Computer Aided Drawing改為 Computer Aided Design，CAD也不再僅僅是輔助繪圖，而是協(xié)助創(chuàng)

5、建、修改、分析和優(yōu)化的設(shè)計(jì)技術(shù)。2、CAE-計(jì)算機(jī)輔助工程分析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。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。3、CAM-計(jì)算機(jī)輔助制造CAM（Computer Aided Manufacture）是計(jì)算機(jī)輔助制造的縮寫，能根據(jù)CAD模型自動(dòng)生成零件加工的數(shù)控代碼，對(duì)加工過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬、同時(shí)完成在實(shí)現(xiàn)加工時(shí)的干涉和碰撞檢查。CAM系統(tǒng)和數(shù)字

6、化裝備結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)無紙化生產(chǎn)，為CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。CAM中最核心的技術(shù)是數(shù)控技術(shù)。通常零件結(jié)構(gòu)采用空間直角坐標(biāo)系中的點(diǎn)、線、面的數(shù)字量表示，CAM就是用數(shù)控機(jī)床按數(shù)字量控制刀具運(yùn)動(dòng)，完成零件加工。4、CAPP-計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃世界上最早研究CAPP的國家是挪威，始于1966年，并于1969年正式推出世界上第一個(gè)CAPP系統(tǒng)AutoPros，并于1973年正式推出商品化AutoPros系統(tǒng)。美國是60年代末開始研究CAPP的，并于1976年由CAM-I公司推出頗具影響力的CAP-I's Automated Process Planning系統(tǒng)。5、PDM-產(chǎn)

7、品數(shù)據(jù)庫管理隨著CAD技術(shù)的推廣，原有技術(shù)管理系統(tǒng)難以滿足要求。在采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以前，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝和經(jīng)營管理過程中涉及到的各類圖紙、技術(shù)文檔、工藝卡片、生產(chǎn)單、更改單、采購單、成本核算單和材料清單等均由人工編寫、審批、歸類、分發(fā)和存檔，所有的資料均通過技術(shù)資料室進(jìn)行統(tǒng)一管理。自從采用計(jì)算機(jī)技術(shù)之后，上述與產(chǎn)品有關(guān)的信息都變成了電子信息。簡(jiǎn)單地采用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬原來人工管理資料的方法往往不能從根本上解決先進(jìn)的設(shè)計(jì)制造手段與落后的資料管理之間的矛盾。要解決這個(gè)矛盾，必須采用PDM技術(shù)。PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）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)

8、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。PDM關(guān)注的是研發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。6、ERP-企業(yè)資源計(jì)劃企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)，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

9、的要求，成為企業(yè)在信息時(shí)代生存、發(fā)展的基石。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、庫存管理）和財(cái)務(wù)管理（會(huì)計(jì)核算、財(cái)務(wù)管理）。7、RE-逆向工程技術(shù)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、RP-快速成型快速成型（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)，

10、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。計(jì)算機(jī)仿真軟件：MATLAB、ANSYS、COSMOS等。四、數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造的發(fā)展歷程1、CAx工具應(yīng)用階段自上個(gè)世紀(jì)50年代起，各種CAx工具（CAD /CAE /CAM /CAT等）開始出現(xiàn)并逐步得到應(yīng)用，標(biāo)志著數(shù)字化設(shè)計(jì)的開始。2、并行工程應(yīng)用階段并行工程是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)過程（包括制造過程和支持過程）的系統(tǒng)方法。這種方法要求產(chǎn)品開發(fā)人員在一開始就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度

11、計(jì)劃和用戶要求。并行工程的目標(biāo)提高質(zhì)量、降低成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期和產(chǎn)品上市時(shí)間。并行工程的具體做法：1）在產(chǎn)品開發(fā)初期，組織多種職能協(xié)同工作的項(xiàng)目組，使有關(guān)人員從一開始就獲得對(duì)新產(chǎn)品需求的要求和信息，積極研究涉及本部門的工作業(yè)務(wù)，并將所需要求提供給設(shè)計(jì)人員，使許多問題在開發(fā)早期就得到解決，從而保證了設(shè)計(jì)的質(zhì)量，避免了大量的返工浪費(fèi).2）在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)期間，將概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、最終需求等結(jié)合起來，保證以最快的速度按要求的質(zhì)量完成。3）各項(xiàng)工作由與此相關(guān)的項(xiàng)目小組完成。進(jìn)程中小組成員各自安排自身的工作，但可以定期或隨時(shí)反饋信息并對(duì)出現(xiàn)的問題協(xié)調(diào)解決。4）依據(jù)適當(dāng)?shù)男畔⑾到y(tǒng)工具，反饋

12、與協(xié)調(diào)整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)行。利用現(xiàn)代CIM技術(shù)，在產(chǎn)品的研制與開發(fā)期間，輔助項(xiàng)目進(jìn)程的并行化。并行工程于20世紀(jì)80年代提出，具體體現(xiàn)在PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）技術(shù)及DFx（如DFM、DFA等）技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用。它是在CAD、CAM、CAPP等技術(shù)的支持下，將原來分別依次進(jìn)行的工作在時(shí)間和空間上交叉、重疊，利用原有技術(shù)，吸收計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)的成果，成為產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)的重要手段和先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)。3、虛擬樣機(jī)技術(shù)應(yīng)用階段虛擬樣機(jī)技術(shù)的定義：虛擬樣機(jī)就是用來代替物理產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)數(shù)字模型，它可以像真實(shí)的物理模型一樣，用來對(duì)所關(guān)心的產(chǎn)品的全壽命周期，如設(shè)計(jì)、制造、服務(wù)、循環(huán)利用等, 進(jìn)行展示、分

13、析和測(cè)試。這種構(gòu)造和使用虛擬樣機(jī)的技術(shù)就叫虛擬樣機(jī)技術(shù)。虛擬樣機(jī)技術(shù)的組成：三維實(shí)體模型、個(gè)人產(chǎn)品交互模型、與產(chǎn)品測(cè)試有關(guān)的可視化模型虛擬樣機(jī)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：1）減少了設(shè)計(jì)費(fèi)用2）可以輔助物理樣機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證和測(cè)試3）可以減少產(chǎn)品開發(fā)過程中所需的時(shí)間, 使產(chǎn)品盡快上市4）可以在相同的時(shí)間內(nèi)“試驗(yàn)”更多的設(shè)計(jì)方案, 這是物理樣機(jī)無法比擬的5）可以減少產(chǎn)品開發(fā)后期的設(shè)計(jì)更改, 進(jìn)而使得整個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)周期最小化6）與常規(guī)的仿真相比, 它涉及的設(shè)計(jì)領(lǐng)域廣, 考慮也比較周全, 因而可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量。7）由于虛擬樣機(jī)技術(shù)支持并行設(shè)計(jì), 使得設(shè)計(jì)小組之間的溝通變得便捷。四、優(yōu)點(diǎn)1、數(shù)字化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn):1）減少設(shè)

14、計(jì)過程中實(shí)物模型的制造。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)在產(chǎn)品研制中需經(jīng)過反復(fù)多次的“樣機(jī)生產(chǎn)-樣機(jī)測(cè)試-修改設(shè)計(jì)”的過程，這不僅耗費(fèi)物力、財(cái)力，還使得產(chǎn)品研制周期延長(zhǎng)。數(shù)字化設(shè)計(jì)則在制造物理樣機(jī)之前，針對(duì)數(shù)字化模型進(jìn)行仿真分析與測(cè)試，可排除某些設(shè)計(jì)不合理性；2）易于實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的并行化。相對(duì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過程的串行化，數(shù)字化設(shè)計(jì)可以讓一項(xiàng)設(shè)計(jì)工作由多個(gè)設(shè)計(jì)隊(duì)伍在不同的地域分頭并行設(shè)計(jì)、共同裝配，這在提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量與速度方面具有重要的意義。2、數(shù)字化制造的優(yōu)點(diǎn)：可精確地預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)產(chǎn)品的可制造性、加工時(shí)間、制造周期、生產(chǎn)成本、零件的加工質(zhì)量、產(chǎn)品質(zhì)量和制造系統(tǒng)運(yùn)行性能零件和產(chǎn)品的可制造性分析、生產(chǎn)規(guī)劃與工藝規(guī)劃的評(píng)價(jià)與確認(rèn)、

15、敏捷企業(yè)和分散化網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)系統(tǒng)中合作伙伴的選擇、生產(chǎn)過程和制造系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化網(wǎng)上制造資源的查詢與優(yōu)選低成本的人員培訓(xùn)工具。3、計(jì)算機(jī)仿真的優(yōu)點(diǎn)：1）仿真實(shí)驗(yàn)可以反復(fù)進(jìn)行，改變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和系數(shù)都比較容易，實(shí)驗(yàn)時(shí)間段，代價(jià)?。?）可以在真實(shí)系統(tǒng)建立起來之前，預(yù)測(cè)其行為效果，從而可以從不同結(jié)構(gòu)或不同參數(shù)的模型的結(jié)果比較之中，選擇最佳模型；3）對(duì)于缺少解析表示的系統(tǒng)，或者雖有解析表示但無法精確求解的系統(tǒng)，可以通過仿真獲得系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)值結(jié)果；4）對(duì)于隨機(jī)性系統(tǒng)，可以通過大量重復(fù)試驗(yàn)，獲得在統(tǒng)計(jì)意義上某些特性指標(biāo)。5）對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品的研制來說，計(jì)算機(jī)仿真能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量；縮短產(chǎn)品開發(fā)周期；降低產(chǎn)品開發(fā)成本；完

16、成復(fù)雜產(chǎn)品的操作和使用訓(xùn)練。五、國內(nèi)數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造的現(xiàn)狀：  “十一五”期間，我國政府組織實(shí)施了制造業(yè)信息化工程專項(xiàng)，推動(dòng)設(shè)計(jì)數(shù)字化、制造裝備數(shù)字化、生產(chǎn)過程數(shù)字化、管理數(shù)字化和企業(yè)數(shù)字化等方面的發(fā)展，數(shù)字化制造技術(shù)在我國已經(jīng)取得大量應(yīng)用：一是CAD/CAPP/CAE/CAM的推廣應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)、制作模式，已經(jīng)成為我國現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)特征；二是MRP/ERP的推廣應(yīng)用；三是CIMS的推廣應(yīng)用；四是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面，近年來互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，企業(yè)網(wǎng)絡(luò)迅猛發(fā)展。  目前，數(shù)字化制造技術(shù)正在我國深入發(fā)展，呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：一是正由2D向3D轉(zhuǎn)變

17、，形成以基于模型的定義/基于模型的作業(yè)指導(dǎo)書為核心的設(shè)計(jì)與制造；二是并行和協(xié)同，通過產(chǎn)品、工藝過程和生產(chǎn)資源的建模仿真及集成優(yōu)化技術(shù)，提高多學(xué)科的設(shè)計(jì)與制造的協(xié)同性和并行性，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品和工藝設(shè)計(jì)結(jié)果的早期驗(yàn)證；三是數(shù)字化裝配與維修；四是數(shù)字化車間與數(shù)字化工廠，這是數(shù)字化制造技術(shù)在車間和和工廠集成應(yīng)用和高效運(yùn)營的全新生產(chǎn)模式，為高效物流實(shí)施以及精益生產(chǎn)、可重構(gòu)制造、元化制造等先進(jìn)制造模式提供輔助工具；五是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，由機(jī)器、設(shè)備組、設(shè)施和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組成，能夠在更深的層面將連接能力、大數(shù)據(jù)、數(shù)字分析、3D打印等結(jié)合。我國制造業(yè)設(shè)計(jì)數(shù)字化方面的投入不斷加大，我國數(shù)字化制造快速發(fā)展，儀器儀表、數(shù)控機(jī)床、機(jī)

18、器人等行業(yè)自主創(chuàng)新成效初現(xiàn)，3D打印等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，制造業(yè)管理數(shù)字化成效顯現(xiàn)，信息化技術(shù)在制造企業(yè)得到大量應(yīng)用。但是，我國制造業(yè)與發(fā)達(dá)國家相比，創(chuàng)新能力不強(qiáng)，高新技術(shù)方面仍然處在追趕狀態(tài)，許多關(guān)鍵的核心技術(shù)還沒有掌握，制造業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力較弱，總體上處于國際分工和產(chǎn)業(yè)鏈的中低端。目前，我國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)占制造業(yè)的比重大約是美國的三分之一，我國制造業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有待優(yōu)化，數(shù)字化制造在制造業(yè)中的比重亟待提高。六：數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造在核工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用情況加速器制造（ANSYS）粒子加速器是探索原子核和粒子的性質(zhì)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相互作用的重要工具，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生、科學(xué)技術(shù)等方面也都有重要而廣泛的實(shí)際應(yīng)用。而作為一項(xiàng)精密的電物理設(shè)備，粒子加速器的研制需要良好的物理設(shè)計(jì)和工程技術(shù)的支撐。實(shí)現(xiàn)粒子加速器的數(shù)字化設(shè)計(jì)及其制造，通過用數(shù)值手段對(duì)粒子在加速器中的物理過程進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)加速器的各個(gè)部件進(jìn)行更加合理的設(shè)計(jì)，不僅能夠提升加速器的性能，還能夠降低設(shè)計(jì)成本，縮短設(shè)計(jì)周期，甚至免去物理模型的實(shí)驗(yàn)。輻射成像系統(tǒng)輻射成像技術(shù)的發(fā)