數(shù)字化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

1、.PAGE ：.；PAGE 9數(shù)字化技術(shù)的現(xiàn)狀與開展趨勢駱宏偉【摘 要】對數(shù)字化技術(shù)進展了引見,綜述了國內(nèi)外數(shù)字化制造技術(shù)的研討現(xiàn)狀,論述了數(shù)字化制造技術(shù)是先進制造技術(shù)的中心,對數(shù)字化制造技術(shù)的幾個中心技術(shù)進展了較為詳細的引見,最后對數(shù)字化制造技術(shù)進展了展望并結(jié)合我國實踐情況對我國如何開展數(shù)字化制造技術(shù)提出了幾點建議【關(guān)鍵詞】數(shù)字化 數(shù)字化技術(shù)現(xiàn)狀 數(shù)字化技術(shù)運用 開展趨勢一、引言 數(shù)字化技術(shù)指的是運用0和1兩位數(shù)字編碼，經(jīng)過電子計算機、光纜、通訊衛(wèi)星等設(shè)備，來表達、傳輸和處置一切信息的技術(shù)。數(shù)字化技術(shù)普通包括數(shù)字編碼、數(shù)字緊縮、數(shù)字傳輸、數(shù)字調(diào)制與解調(diào)等技術(shù)。數(shù)字化技術(shù)是信息技術(shù)的中心，信息

2、的媒體有多種，如字符、聲音、言語和圖像等。這些信息媒體存在著共同的問題，一是信息量太小，二是難以交換、交流。如一本厚厚的辭海雖然有1300萬漢字，但與大型數(shù)據(jù)庫相比，包含的信息量仍太少，辭海只能查找字詞的根本涵義，假想象查去年世界各國的國防開支是多少那么無可奉告。一本書，要從一個城市寄到另一個城市少那么數(shù)天多那么數(shù)周。這種信息，交換起來很不方便。又如，當(dāng)今世界大約有3500種言語，運用不同言語的人，信息交流就非常困難。數(shù)字化技術(shù)的實現(xiàn)，這些問題便迎刃而解。無論是字符、聲音、言語和圖像；也無論是中文還是外文，都運用世界上共同的兩個數(shù)字0和1編碼來表達、傳輸和處置，到了終端，即用戶手上，又原本來本

3、地還它本來面目。這無異于消除了世界各個國家，各個民族之間的言語隔閡。普通說來8個0和1，就是一個最根本的信息單位，稱之為1個比特，簡寫為1b。每秒鐘傳輸?shù)男畔⒘糠Q之為信息的傳送速率b/s，即每秒傳送多少個比特。每秒傳送1千比特為1kb/s，每秒傳送1兆比特表示為1Mb/s,再大就是每秒1千兆，表示為1Gb/s,等等。用簡單的兩位數(shù)0和1表達、傳輸和處置一切信息，把信息數(shù)字化、一體化，這是信息史上的又一次重要革命。但從技術(shù)上講，卻又相當(dāng)復(fù)雜，相當(dāng)困難。世界上如此龐雜的事物、浩如煙海的信息，都要用簡單的0和1 來表達，這是非常復(fù)雜的技術(shù)。信息以0 還表達后，會出現(xiàn)龐大的數(shù)交流，這對數(shù)據(jù)的快速傳送提

4、出了很高的要求。總之，信息數(shù)字化技術(shù)涉及到數(shù)字的轉(zhuǎn)換表達、存取、處置、傳輸、控制等一系列高技術(shù)。例如，提高信息存取才干的微電子技術(shù)；提高信息傳輸才干的光纖技術(shù)，提高信息變換才干的光電技術(shù)；提高信息轉(zhuǎn)換和控制才干的計算機及其軟件技術(shù)等等。所以說，信息數(shù)字化技術(shù)實踐上是由一群高技術(shù)綜合開展而實現(xiàn)的。 二、數(shù)字化制造技術(shù)在國內(nèi)外的研討現(xiàn)狀20世紀50年代,數(shù)控機床的出現(xiàn)開辟了制造配備的新紀元。隨著微型計算機的產(chǎn)生和開展,計算機數(shù)控的廣泛運用,數(shù)控機床得到廣泛運用和提高。相繼出現(xiàn)的數(shù)控三坐標丈量機(CMM)和工業(yè)機器人與數(shù)控機床一同成為重要的數(shù)字化加工、丈量和操作的配備,其本質(zhì)是用數(shù)字控制替代凸輪行程

5、控制,實現(xiàn)運動數(shù)字化。從機械構(gòu)造和控制方式來看：數(shù)控機床、坐標丈量機和工業(yè)機器人有其共同特點:都可看作數(shù)控多坐標配備,運動副都是挪動副和轉(zhuǎn)動副,運動鏈以串聯(lián)開環(huán)為主。數(shù)控技術(shù)開展的一趨勢是提升各種配備性能甚至使其更新?lián)Q代,即所謂的“數(shù)字制造配備,如電子制造配備、科學(xué)儀器、生物醫(yī)療配備以及印刷、紡織等輕工機械。20世紀90年代,數(shù)字配備的一個重要的開展趨勢是對海量信息處置才干的提高,在數(shù)字仿形技術(shù)的根底上,利用Laser scanner、CT、核磁共振等數(shù)字丈量設(shè)備實現(xiàn)零件外形特征等幾何量的數(shù)字化,然后經(jīng)過數(shù)據(jù)預(yù)處置、外表建模、實體建模、后置處置等過程生成STL 文件(或數(shù)控代碼)驅(qū)動快速成型機

6、(或數(shù)控機床)加工出新零件。伽馬刀、電鏡- 視覺引導(dǎo)的機器人等數(shù)字醫(yī)療設(shè)備擴展了基于視覺的數(shù)字丈量儀器的運用范圍,實現(xiàn)了人體內(nèi)腔器官的數(shù)字化。三、數(shù)字化技術(shù)在制造業(yè)領(lǐng)域的運用：數(shù)字化制造技術(shù)數(shù)字化制造技術(shù)術(shù)語性定義：在數(shù)字化技術(shù)和制造技術(shù)交融的背景下，并在虛擬現(xiàn)實、計算機網(wǎng)絡(luò)、快速原型、數(shù)據(jù)庫和多媒體等支撐技術(shù)的支持下，根據(jù)用戶的需求，迅速搜集資源信息，對產(chǎn)品信息、工藝信息和資源信息進展分析、規(guī)劃和重組，實現(xiàn)對產(chǎn)品設(shè)計和功能的仿真以及原型制造，進而快速消費出到達用戶要求性能的產(chǎn)品整個制造全過程。通俗地說：數(shù)字化制培育是指制造領(lǐng)域的數(shù)字化，它是制造技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與管文科學(xué)的交叉、融和

7、、開展與運用的結(jié)果，也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)與消費過程、消費系統(tǒng)不斷實現(xiàn)數(shù)字化的必然趨勢，其內(nèi)涵包括三個層面：以設(shè)計為中心的數(shù)字化制造技術(shù)、以控制為中心的數(shù)字化制造技術(shù)、以管理為中心的數(shù)字化制造技術(shù)。數(shù)字化制造技術(shù)的內(nèi)容如下：1、CAD計算機輔助設(shè)計CAD在早期是英文Computer Aided Drawing (計算機輔助繪圖)的縮寫，隨著計算機軟、硬件技術(shù)的開展，人們逐漸的認識到單純運用計算機繪圖還不能稱之為計算機輔助設(shè)計。真正的設(shè)計是整個產(chǎn)品的設(shè)計，它包括產(chǎn)品的構(gòu)思、功能設(shè)計、構(gòu)造分析、加工制造等，二維工程圖設(shè)計只是產(chǎn)品設(shè)計中的一小部分。于是CAD的縮寫由Computer Aided Dr

8、awing改為 Computer Aided Design，CAD也不再僅僅是輔助繪圖，而是協(xié)助創(chuàng)建、修正、分析和優(yōu)化的設(shè)計技術(shù)。 2、CAE計算機輔助工程分析CAE (Computer Aided Engineering)通常指有限元分析和機構(gòu)的運動學(xué)及動力學(xué)分析。有限元分析可完成力學(xué)分析(線性.非線性.靜態(tài).動態(tài))；場分析(熱場、電場、磁場等)；頻率呼應(yīng)和構(gòu)造優(yōu)化等。機構(gòu)分析能完成機構(gòu)內(nèi)零部件的位移、速度、加速度和力的計算，機構(gòu)的運動模擬及機構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化。3、CAM計算機輔助制造CAMComputer Aided Manufacture是計算機輔助制造的縮寫，能根據(jù)CAD模型自動生成零件加

9、工的數(shù)控代碼，對加工過程進展動態(tài)模擬、同時完成在實現(xiàn)加工時的干涉和碰撞檢查。CAM系統(tǒng)和數(shù)字化配備結(jié)合可以實現(xiàn)無紙化消費，為CIMS計算機集成制造系統(tǒng)的實現(xiàn)奠定根底。CAM中最中心的技術(shù)是數(shù)控技術(shù)。通常零件構(gòu)造采用空間直角坐標系中的點、線、面的數(shù)字量表示，CAM就是用數(shù)控機床按數(shù)字量控制刀具運動，完成零件加工。4、CAPP計算機輔助工藝規(guī)劃世界上最早研討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年代末開場研討CAPP的，并于1976年由CAM-I公司推出頗具影響力的CAP-I

10、s Automated Process Planning系統(tǒng)。5、PDM產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理 隨著CAD技術(shù)的推行，原有技術(shù)管理系統(tǒng)難以滿足要求。在采用計算機輔助設(shè)計以前，產(chǎn)品的設(shè)計、工藝和運營管理過程中涉及到的各類圖紙、技術(shù)文檔、工藝卡片、消費單、更改單、采購單、本錢核算單和資料清單等均由人工編寫、審批、歸類、分發(fā)和存檔，一切的資料均經(jīng)過技術(shù)資料室進展一致管理。自從采用計算機技術(shù)之后，上述與產(chǎn)品有關(guān)的信息都變成了電子信息。簡單地采用計算機技術(shù)模擬原來人工管理資料的方法往往不能從根本上處理先進的設(shè)計制造手段與落后的資料管理之間的矛盾。要處理這個矛盾，必需采用PDM技術(shù)。 PDM產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理是從管理C

11、AD/CAM系統(tǒng)的高度上誕生的先進的計算機管理系統(tǒng)軟件。它管理的是產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的全部數(shù)據(jù)。工程技術(shù)人員根據(jù)市場需求設(shè)計的產(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，還要對相關(guān)的市場需求、分析、設(shè)計與制造過程中的全部更改歷程、用戶運用闡明及售后效力等數(shù)據(jù)進展一致有效的管理。PDM關(guān)注的是研發(fā)設(shè)計環(huán)節(jié)。 6、ERP企業(yè)資源方案企業(yè)資源方案系統(tǒng)，是指建立在信息技術(shù)根底上，對企業(yè)的一切資源物流、資金流、信息流、人力資源進展整合集成管理，采用信息化手段實現(xiàn)企業(yè)供銷鏈管理，從而到達對供應(yīng)鏈上的每一環(huán)節(jié)實現(xiàn)科學(xué)管理。ERP系統(tǒng)集中信息技術(shù)與先進的管理思想于一身，成

12、為現(xiàn)代企業(yè)的運轉(zhuǎn)方式，反映時代對企業(yè)合理調(diào)配資源，最大化地發(fā)明社會財富的要求，成為企業(yè)在信息時代生存、開展的基石。在企業(yè)中，普通的管理主要包括三方面的內(nèi)容：消費控制方案、制造、物流管理分銷、采購、庫存管理和財務(wù)管理會計核算、財務(wù)管理。7、RE逆向工程技術(shù) 對實物作快速丈量，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。進而對樣品進而作修正和詳細設(shè)計，到達快速開發(fā)新產(chǎn)品的目的。屬于數(shù)字化丈量領(lǐng)域。 8、RP快速成型快速成型Rapid Prototyping技術(shù)是90年代開展起來的，被以為是近年來制造技術(shù)領(lǐng)域的一次艱苦突破，其對制造業(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

13、械工程、CAD、數(shù)控技術(shù)，激光技術(shù)及資料科學(xué)技術(shù)，可以自動、直接、快速、準確地將設(shè)計思想物化為具有一定功能的原型或直接制造零件，從而可以對產(chǎn)品設(shè)計進展快速評價、修正及功能實驗，有效地縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期。四、數(shù)字化技術(shù)的未來開展趨勢隨著計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開展,使得基于多媒體計算機系統(tǒng)和通訊網(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)、分布式運轉(zhuǎn)、虛擬協(xié)作、遠程操作與監(jiān)視等提供了能夠。數(shù)字化制造技術(shù)與產(chǎn)品的開展趨勢如下:(1)制造信息的數(shù)字化,將實現(xiàn)CAD /CAPP /CAM /CAE的一體化,使產(chǎn)品向無圖紙制造方向開展,如產(chǎn)品CAD數(shù)據(jù)經(jīng)過校核,直接傳送給數(shù)控機床完成加工就是一例;(2)經(jīng)過

14、局域網(wǎng)實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部并行工程,經(jīng)過Internet建立跨地域的虛擬企業(yè),實現(xiàn)資源共享,優(yōu)化配置,使制造業(yè)向互聯(lián)網(wǎng)輔助制造方向開展;(3)將數(shù)字化技術(shù)注入傳統(tǒng)產(chǎn)品,開發(fā)新產(chǎn)品,無論從工業(yè)配備和人民生活需求都是社會開展的趨勢。特別是在我國,國家在數(shù)字配備和數(shù)字制造的根底研討方面應(yīng)加大資助力度,建立國家級的研討中心和工程中心;與數(shù)字地球、數(shù)字流域、數(shù)字城市等數(shù)字技術(shù)相順應(yīng),大力開展和運用適宜我國國情和國防建立的數(shù)字制造技術(shù)和精細、艱苦數(shù)字配備;特別注重人才隊伍建立,大力培育一批具有創(chuàng)新認識、思想活潑、立足國內(nèi)的從事數(shù)字制造根底研討的高科技人才;積極開展數(shù)字制造的國際交流和協(xié)作,盡快提高我國數(shù)字制造的研

15、討程度。實現(xiàn)我國制造業(yè)的跨躍式開展。1.數(shù)字化制造技術(shù)在國內(nèi)外的研討現(xiàn)狀?！緟⒖嘉墨I】 1學(xué)昌,習(xí)俊通. 基于點云數(shù)據(jù)的復(fù)雜型面數(shù)字化檢測技術(shù)研討 J . 計算機集成制造2建成. 淺析科技型中小企業(yè)的信息化 J . CAD /CAM與制造業(yè)信息化.2005.3王莉娟,寧汝新. 數(shù)字化制造中的PDM與CAPP集成技術(shù) J . 航空制造技術(shù),2005.4胡平. 車身部件快速仿真設(shè)計與數(shù)字化模具 J . 鍛造與沖壓, 2005.5建輝. 以數(shù)字化造船促進中國船舶工業(yè)跨越式開展 J . 上海造船,2005. 致 謝短暫的三年大學(xué)生活很快就要終了了，我曾多么憧憬愉快的學(xué)生時代，如今當(dāng)本人臨近畢業(yè)時，我又

16、留戀曾經(jīng)流逝的三年學(xué)生生涯。本文是在單文化教師悉心指點和親切關(guān)懷下，并且在實習(xí)期間得到公司有關(guān)指點的協(xié)助 ，經(jīng)過不斷的學(xué)習(xí)和修正完成的。教師嚴謹?shù)膶W(xué)風(fēng)，淵博的學(xué)問，謙遜的為人，豐富的實際閱歷，高瞻遠矚、敏銳的科學(xué)目光，將是我永遠學(xué)習(xí)的楷模；教師樂觀、耿直、樸實的生活態(tài)度，令我深深敬仰。教師的諄諄教導(dǎo)，將使我終生受害。在此，謹致以衷心的贊賞和崇高的敬意。明達學(xué)院的各位教師以及實習(xí)所在單位指點給了我很大協(xié)助 和啟示，使我學(xué)到更多的知識，從而順利的完成畢業(yè)論文。在此一并表示衷心的贊賞。祝愿他們身體安康，任務(wù)順利，事業(yè)上獲得更大勝利。我還要深深贊賞我的家人和同窗，是他們給予了我物質(zhì)上的資助和精神上的鼓勵，使我得以順利完成學(xué)業(yè)。再次真誠地贊賞一切在我三年讀書期間協(xié)助 過我的教師、同窗和朋友。明達職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文數(shù)字化技術(shù)的現(xiàn)狀與開展趨勢專 業(yè) 機電一體化技術(shù) 學(xué)生姓名 駱宏偉 班 級 07機電2 學(xué) 號 62073221 指點教師