数字制造的概念与关键技术研究.pdf

信息与电脑 2016年第4期 China ComputerCommunication 计算机工程应用技术 数字制造的概念与关键技术研究 刘保华 （河北建筑工程学院，河北 张家口 075000） 摘 要： 给出数字制造的基本概念与定义，根据现代制造业的发展趋势，分析数字制造对制造信息系统的基本要求， 同时讨论数字制造的一些关键技术。 关键词：数字制造；关键问题；开放系统 中图分类号：TH164    文献标识码：A    文章编号：1003-9767（2016）04-029-02 信息、材料、新能源等技术带动其他它科学技术飞速发 将设计、制造、保障等系统按照要求连接，形成成熟的数字线。 展，使世界近50 年产生了巨大变化。当今正在进入数字时代， 实施设计时，综合利用智能传感器、控制器等提高保障性， 数字作为计算机技术的基础，它的概念得到了广泛应用。数 同时考虑系统的安全性。对传感器来说，主要是使用现有传 字化技术是以计算机软硬件、周边设备、协议和网络为基础 感器优化产品和工艺操作，并为未来的发展提供需求输入。 的信息离散化表述、定量、感知、传递、存储、处理、控制、 智能制造包括高效的耐用传感器、高逼真度建模与仿真 联网的集成技术。将数字化技术用于支持产品全生命周期的 技术，用于技术集成的开源平台。 [1] 制造活动和企业的全局优化运作就是数字制造技术 。 集成所有制造过程中的清洁能源和高效利用的资源，是 制造业迅速发展的同时，制造过程中的信息表征、存储 一种环保和优化生产率的方式，可以降低制造过程中的能耗。 处理、传递加工也在发生着巨大变化，从而使得制造业由传统 对传感器来说，可用新的方式监测工厂的能量使用及现有传 的能量驱动转变为信息驱动。制造业中的数字化已逐渐成为制 感器的使用。由于计算机、网络信息和制造技术的发展与在 造业中产品生命周期不可缺少的驱动因素。数字制造成为一种 实际生产中的应用产生了数字制造。数字制造信息系统是将 [2-5] 新型的制造形式，将成为未来制造业发展的重要特征之一 。 所有与制造有关的过程放在一起，进行管理形成的系统，由 [7] 数字支撑系统和数字应用系统组成，结构功能如图 1 所示 。 1 数字制造的概念 数字制造是在虚拟现实、计算机网络、数据库等技术支 撑下，按照用户的需求，对产品信息、工艺信息和资源信息 进行分析规划和重组，实现对产品设计和功能的仿真以及原 型制造，进而快速生产出达到用户要求性能的产品。 数字制造融入设计、加工、服务的循环过程中而不是只在 加工中，需要应用计算机、自动化、信息、管理技术，互相融合 不可分割。技术、组织、管理的集成，强调制造组织、管理体制 的简化合理。硬件和软件，人和网络统一在一起，重视体制的合 理化，按功能为中心过渡到以过程为中心。数字制造与传统制造 不同在于，它从分散的、系统的、非线性的和时变的观点研究制 [6] 造工艺、生产装备、生产技术、组织管理、市场营销等问题 。 图1 数字制造信息系统结构功能图 数字制造要求以人为核心，不追求全面、高度的自动化， 实现数字制造要分五步走： 要求自主与自律的统一，调动人的创造性和协调性，不再强 （1）将数据转化成知识，关注建模标准，数字化和信 调技术至