数字化技术与产品开发

数字化技术与产品开发复习题

1、数字化设计概念：将计算机设计用于产品设计领域，通过基于产品的数字化平台，建立数字化的模型等，在产品开发应用当中，达到减少或者是没有实物模型的一种开发技术。

优点：1、没有实物模型2、适用于并行设计

计算机在制造业中的作用：a、对生产过程进行监控b、用计算机进行产品研发2、各英文缩写所代表的含义：

DD:数字化设计DM：数字化制造DB:数据库CACD:计算机辅助概念设计CAGM:计算机辅助几何建模

CAPP：计算机辅助工艺规划CAP:计算机辅助规划

CATD:计算机辅助刀具设计CAE:计算机辅助工程

CAM:计算机辅助制造PDM:产品数据管理

FE：有限元FEM：有限元法

PLM、产品全生命周期管理AI:人工智能

3、考题知识点：

与传统新产品开发方式比较，计算机及其相关应用技术的引入使得整个制造业在“快交付、易变型、高质量”方面取得了显著的优势，同时也大大降低了除时间以外的其他制造成本。

计算机的主要作用可以大致划分为两大方面：一是监控各种硬件设备在生产过程中正常运行；二是辅助设计人员参与产品开发周期的各个阶段。

数字化的核心是离散化，其本质是将连续的物理现象、设计过程中出现的物理量、设计过程中的几何量、设计制造环境中的不确定现象、企业可获得的各种设计资源、设计师的个人只知识及经验加以离散化。

数字化设计（DD）：特指在通过数字化的手段来改造传统的产品设计方法，建立一套基于数值计算方法、计算机软硬件技术、网络传输技术、信息处理技术的专门支持产品开发和生产的全过程的设计方法和相关技术。

数字化制造（DM）：是指对制造过程和设备进行数字化定义和描述、通过网络环境下的计算机控制来实现产品加工制造的过程，包括CAM（计算机辅助制造）、CAPP(计算机辅助工艺规划)、CATD、(计算机辅助刀具设计)、CAP（计算机辅助规划）等。

产品全生命周期管理（PLM）：当设计师接到客户的产品订单时，客户首先是描述他们所需的产品的各种性能，想要实现什么样的功能，能够完成哪些事情。接下来就是设计师们针对客户对产品的要求、特性进行系统化的设计分析。一般情况下产品开发的过程包括以下几个阶段：设计需求分析、设计任务定义、概念设计与详细设计、工程分析和设计优化、样机制作、加工工艺开发到生产实施、销售、使用、维修、回收等。

无分工时代：在知识不发达的年代，社会分工还不是很明确，没有设计师的概念，一个产品的设计到制造整个过程通常是一个人独立完成。既充当设计人员也充当制作人员。

抛过墙时代：到了20世纪中叶，产品变得越来越复杂，制造过程需要各种专业的知识人员去负责，一个人已经不再有能力应对整个生产制造过程。设计人员完成一项设计后“抛过墙”式的传递给制造人员，必要时附上几句说明，在制造人员发现问题后又“抛过墙”式的把设计资料传递给设计人员进行修改，由于

设计人员不是很了解制造过程，很多产品能够设计出来但却加工不出来，以致于不断的返工修改，浪费了大量时间有增加了成本。

并行设计概念：并行设计理念在于设计过程与制造过程保持同步，鼓励设计团队和制造团队进行充分的交流与沟通，通过增加设计中的“小循环”来减少整个制造中的“大循环”，从而达到节约成本、提高质量、缩短进度的效果。

设计：设计是把一种规划设想用视觉的方式表达出来，将这个过程称之为设计。

a、设计是创造

b、设计是具体化

产品设计：对生产制品的功能造型结构等环节进行综合的设计，从而设计出符合大众需求的产品。

产品设计分为工业设计和工程设计

工业设计：以审美观为主的设计

工程设计：以解决工程所需为主的一种设计

原创设计：按照一个系统任务书的要求，制定一个新的原理解，而不论此任务书与原有任务书相比是相同的、有变化的、还是新的；所设计的产品是过去从没有过的新产品。

改进设计：大部分设计的活动都是改进设计，或称为再设计，根据对产品需求的变化或已知的已有设计方案的欠缺，进行设计改进。这种改进的内容可以是较大的局部改进或重新设计，或者是尺寸、结构布置方面的变更。

改进设计又分为：a、适应性设计b、变型设计c、选择设计d、布局设计通用设计理论：将设计过程描述为从功能空间到属性空间的映射过程。功能空间是对设计要求参数的描述空间，而设计属性则是对设计方案、参数的描述空间。

上位设计：包含概念设计、基本设计、功能设计等一系列抽象化的设计。

下位设计：指的是产品的具体设计，制造设计等具体化的设计。

协同设计:产品的协同设计认为设计活动不是某一个独立的设计者的个人行为，而是一个设计团队中的多个设计人员在相互沟通、交流设计数据的基础上共同工作的结果。以通过团队的协同来实现低成本、快交付期的产品设计。

配置设计（模块化设计）:将零件（组件、部件）经过一定的修配后而组成的设计。

产品设计过程（发展方向）呈现出以下趋势：

1、数字化

2、并行化

3、智能化

4、集成化（具体解释看P17页）

知识工程：知识工程的概念和技术生于20世纪70年代中期，它是以知识本身为处理对象，研究如何使用人工智能（AI）的原理和方法来设计、构造和维护知识型系统的一门学科。

参数化变型设计：一般是指设计对象的结构形状比较定型，可以用一组参数来约定尺寸关系。参数的求解较简单，参数与设计对象的控制尺寸有显式的对应关系，设计结果的修改受到尺寸驱动。

完成零件装配有两种方法：一种是自底向上，一种是自顶向下。（去网络查有关解释）

数字化建模分为两部分：

二维建模：用点、线、面的方式描述模型。

三维建模：能够准确的表达出各结构的物理性能或空间架构，它可以提供产品制造及相关过程所需的全部信息。

三维建模具体方法可以划分为以下3类：

a、线框模型：整个模型对象是通过一些线段的终点坐标以及其连接关系来表达的，其优点是操作简单、应用成本低，但当模型形状复杂时棱线过多会带来理解上的偏差，甚至在某些情况下会产生歧义。线框模型不能表达拓扑信息，如边与面、面与体之间的关系。

b、表面模型：基本上是通过一些表面如平面、旋转曲面、直纹曲面以及其他复杂表面（如：孔斯曲面、贝赛尔曲面、B样条曲面），其优势是用于构造汽车车身、船舶壳体、复杂模具中的复杂、有高精度要求的自由曲面，缺点是在拓扑关系上表达不够完整。

c、实体模型：包括了关于实体表达所需要的完整信息，并以一定的具体形式表达出来。其克服了线框模型和表面模型的局限，能够方便地生成剖视图和断面图，可以消除隐藏线和隐藏面，能够直接进行数控加工的编程并直接生成刀具加工轨迹。

产品特征=形状特征+工程语义信息

其中语义信息包括3类属性信息，即静态信息（描述特征形状、位置属性数据）、规则和方法（确定特征功能和行为）、特征关系（描述特征间相互约束的关系）。

特征的分类

通过分析机械产品大量的零件图样信息和加工工艺信息，可以构成零件的特征分为6大类：

（1）管理特征：与零件管理有关的信息集合，如标题栏信息（如零件名、图号、设计者、设计日期等）。

（2）技术特征：描述零件的性能和技术要求等信息。

（3）材料特征：描述零件材料、热处理和条件等有关的信息，如材料性能、热处理方式、硬度值等。

（4）精度特征：描述零件几何形状、尺寸的许可变动量的信息集合，包括公差（尺寸公差和形位公差）和表面粗糙度等。

（5）形状特征：描述与零件几何形状、尺寸相关的信息集合，包括功能形状、加上工艺形状（如退刀槽、工艺凹台等）、装配辅助形状。

（6）装配特征：描述零件在装配过程中将使用的信息，如零、部件的相关方向、相互作用和配合关系等。

形状特征的分类：

（1）基本特征：它用来构造零件的基本集合形体，是最先构造的特征，也是后续特征的基础，它反映了零件的主要形状，体积（或质量）。根据其特征形状的复杂程度，有分为简单特征和宏特征。

1、简单特征：主要指圆柱体、圆锥体、成形体、长方体、圆球、球缺等简单的基本几何形状。

2、宏特征：指具有相对固定的结构形状和加工方法的形状特征，其几何形状比较复杂，但又不便于进一步细分为其他形状特征的组合。

（2）附加特征：附加特征是依附于基本特征之上的几何形状特征，是对基本特征的局部修饰，反映了零件几何形状的细微结构。附加特征依附于基本特征，也依附于另一附加特征。

与传统的几何建模方法相比，特征建模具有如下特点：

1、特征建模着眼于更好地表达产品完整的技术和生产管理信息，为建立产

品的集成信息服务。

2、它使产品设计工作在更高的层次上进行，设计人员的操作对象不再是原始的线条和体素，而是产品的功能要素（如螺纹孔、定位孔、键槽等）。

3、它有助于加强产品的设计、分析、工艺准备、加工、检验等各部门间的联系，更好地将产品的设计意图贯穿到各个后续环节中，并且及时得到后者的意见反馈，为开发新一代基于统一产品信息模型的CAD/CAPP/CAM 集成系统创造了前提。

参数化设计系统的功能主要有以下几点：

1、从参数化模型自动导出精确的几何模型。它不要求输入精确图形，只要输入一个草图，标注一些几何元素的约束，然后通过改变约束条件来自动地导出精确的几何模型。

2、通过修改局部参数来达到自动修改几何模型的目的，这对于大致形状相似的一系列零件，只要修改一下参数，即可生成新的零件。

基于特征的参数化建模：

基于特征的参数化建模是将特征造型技术与参数化技术有机结合起来，实现对多种设计方式（自顶向下或自底向上等）和设计形式（初始设计、相似设计和变异设计等）支持的一种建模方法。

一、基于特征的参数化建模主要过程包括以下内容：

①基于约束的特征描述；

②特征结构图元参数化建模；

③特征之间的约束建模

二、基于特征参数化设计过程中包括以下内容：

①将产品描述为几何形状特征的集合

②形状特征分解为具有一定几何体素的特征结构图元

③根据几何体素及位置关系进行分析结构图元的几何构成及其位置

三、在CAD参数化设计系统中，产品的主要特征和辅助特征均要实现参数

化，参数化定义过程可以描述如下：

①首先选择并创建结构特征的几何体素，使用参数完整表达几何形状的结构体素

②指定足够的测量实体，如组成实体的点、线、圆弧、倒角等测量基准；

③建立定形尺寸，即各个标注的尺寸单元

④建立定位尺寸，以定位点为基准，确定各个特征点的对应位置

⑤确定尺寸约束和位置约束，建立约束方程并对约束归纳过程进行求解

有限元：是指利用数学或力学知识，通过计算机技术来解决工程实际问题。

有限元常用术语：

(1)单元：有限元模型中每一小的块体称为单元，根据其形状不同，可以将单

元划分为一下几种类型：线段单元、三角形单元、四边形单元、四面体单元和六面体单元等。

(2)节点：用于确定单元形状、表述单元特征及连接相邻单元的点称为节点。

节点是有限元模型中的最小构成元素。多个单元可以共用一个节点，节点起连接单元和实现数据传递的作用。

(3)载荷：工程结构所受到的外在施加力或力矩称为载荷，包括集中力、力矩

及分布力等。

(4)边界条件：边界条件是指结构在边界上所受到的外加约束。

(5)初始条件：初始条件是指结构响应前所施加的初始速度、初始温度及预应

力。

有限元中常用的单元类型:

(1)杆状单元：杆状结构的截面尺寸往往远小于其轴向尺寸，杆状单元属于一维单元。

（2）平面单元：平面单元属于二维单元，单元厚度假定为远远小于单元在平面中的尺寸，单元内任意点的应力、应变和位移只与两个坐标方向的变量有关。

（3）薄板弯曲单元和薄板单元：当平面厚度h远小于其长度a与宽度b（h

（4）多面体单元：多面体单元属于三维单元，即单元的位移分布是空间三维坐标的函数。

（5）等参数单元：对这个单元进行特性分析可以得出，单元内任一点的位移与节点位移之间的关系恰好和该点的坐标与节点坐标之间的关系相同。

（6）轴对称单元：对于几何形状是回转体，所受约束和外力对称于其回转的机械结构，如飞轮，转轴、活塞、气缸套等，其应力、应变和位移也对称于回转轴线，这类结构的应力、应变分析称为轴对称问题。

有限元分析的过程：

建模（判断类型）→生成实体→赋予材料属性→装配→建立分析步（1、分析对象的原始状态2、施加外部载荷）→网格划分→边界条件→结果查看→对分析对象进行优化。

数字化设计与制造试题及答案

数字化设计与制造试题及答案 一、填空题 1.在全球化竞争时代，制造企业面临严峻挑战体现在时间产品质量成本服务水平和环保 2.从市场需求到最终产品主要经历两个过程：设计过程和制造过程。 3.设计过程包括分析和综合两个阶段。 4.数字化设计技术群包括：计算机图形学计算机辅助设计计算机辅助分析和逆向工程。 5.有限元方法是运用最广泛的数字化仿真技术。 6.数控加工是数字化制造中技术最成熟最、运用最广泛的技术。 7.实现数据交换的两种方式：点对点交换和星形交换。 8.计算机图形学主要是对矢量图形的处理。 9.笛卡尔坐标系分为：右手坐标系和左手坐标系。 10.常用坐标系的转换关系：建模坐标系-世界坐标系--观察坐标系--规格化坐标系--设备坐标系。 11.参数化造型的软件系统分为：尺寸驱动系统和变量设计系统。 12.仿真的对象是：系统。 13.CAPP的类型：派生型、创成型、智能型、综合型、交互型。 14.高速切削刀具的材料有;金刚石、立方氮化硼、陶瓷刀具、涂层刀具和硬质合金刀具。 15.逆向工程的四种类型：实物逆向、软件逆向、影像逆向和局部逆向。 16.逆向工程基本步骤：分析、再设计、制造。 17.实物逆向工程的关键技术主要有：逆向对象的坐标数据测量、测量数据的处理及模型重构技术。 18.对三坐标测量机数据修正方法：等距偏移法、编程补偿法。 19.典型的快速原型制造工艺及设备：立体光固化（SL）、熔融沉积成形(FDM)、选择性激光烧结(SLS)、叠层实体制造(LOM)、三维印刷(3DP)。 20.尺寸驱动系统只考虑尺寸及拓扑约束，不考虑工程约束，变量设计系统不仅考虑尺寸及拓扑约束还考虑工程约束。 21.FMS是指柔性制造系统 二、简答题 1.CAD、CAE、CAM之间的关系？ 答：以计算机辅助设计和计算机辅助分析为基础的数字化设计和以计算机辅助制造为基础的数字化制造，是产品数字化开发的核心技术。 数字化设计与制造的特点有哪些？ 答：a.计算机和网络技术是数字化设计与制造的基础； b.计算机只是数字化设计与制造的重要辅助工具； c. 数字化设计与制造能有效地提高了产品质量、缩短产品开发周期、降低产品成本； d.数字化设计与制造技术只涵盖产品生命周期的某些环节。 2.窗口与视口的变换关系是怎样的？ 答：视口不变，窗口缩小或放大，视口显示的图形会相应的放大或缩小；窗口不

产品设计的数字化

上海大学20 13 ～20 14 学年 冬 季学期课程考试 （课程收获体会 ） 课程名称： 产品设计的数字化 课程编号： 0900L3001000 论文题目： 浅谈产品设计的数字化 学生姓名： 徐广浩 学 号： 12120626 教师评语： 成 绩: 任课教师: 评阅日期: 一 □ 二 □

产品设计的数字化顾名思义就是用数字化的技术来设计产品，首先我们先来了解一下何为数字化。 数字化是指一种纯技术的转换过程，就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型，把它们转变为一系列二进制代码，引入计算机内部，进行统一处理。简单地说，所谓数字化就是指把所有的信息都用0和1进行编码表达。因此以现实世界不同的是，在数字化的网络世界中，一切都是由0和1来代表的，就是一些信息变得非常简单，易于处理。随着计算机和软件技术的发展，如今的数字化已经远远超过了0和1的比特组合，不再是一种静态的符号意义，已不能将数字化简单地理解为是物理、电子世界或是机械的数学是的纯逻程序或纯比特的堆积，它已经使我们超越物理时空界限，超越现实社会，拓展出人类实践活动的全新领域，衍生出诸多全新的时间方式。数字化已不再是单纯的网络信息技术概念，而是包括现代科技、社会经济和文化的综合性概念。数字化从根本上改变了信息的获取。传递、处理方式、将人类社会推向信息时代。 什么是设计？ 设计作为人类生物性与社会性的生存方式，其渊源是伴随制造工具的人的产生而产生的。设计就是设想、运筹、划算与预算，它是人类为实现某种特定目的而进行的创造性活动。 因此产品设计的数字化，就是用数字化的技术进行产品设计。以前科技不发达时，先辈们就应经设计出来许多美丽的产品，如陶瓷，雕塑……但是传统的设计只能依靠手工操作来完成，设计思想在设计人员的大脑中表现为三维模型，但传统的设计方法是将设计思想表达为二维工程图，这带来了许多的弊端，如表达不清晰、更改费时费工、使用报关不便等。同时，二维工程图对于零部件的性能分析、零部件的装配、结构的优化等帮助不大。随着世界科技与经济的发展，尤其是计算机技术的发展和广泛应用带来了信息革命，使人们的设计思想有了一次飞跃，应用计算机辅助技术设计和计算机辅助工程，将设计思想表达为计算机的三维模型彻底摆脱了传统设计的缺点。利用计算机进行三维建模，吧机械零部件的结构全部用三维实体描述出来，并把各种技术要求、设计说明、材料公差等非几何信息以及各结构之间的相对位置表示清楚，在此基础上进行虚拟准备，检查零部件之间是否发生干涉以及他们之间的间隙，在产品的开发设计阶段就对其生命周期全过程中的各种因素考虑周全，排除某些设计的不合理性，最终形成数字样机。数字样机作为制造一句，能够实现精确设计，最大限度地减少了工程更改，节省了大量汞装模具和生产准备时间。很显然，与传统的设计方法相比，采用三维数字化设计不仅使设计对象几何形状得以直观显示，而且被赋予物理属性的

数字化设计及仿真

数字化设计及仿真 祝楷天 （盐城工学院优集学院江苏盐城224051） 摘要：制造业信息化的发展促使许多企业建立起了相应的CAD/CAM软件环境平台，并应用CAD/CAM软件进行产品的设计、分析、加工仿真与制造，取得了显著的效果。利用计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)软件系统来完成机床夹具设计过程是加速夹具设计效率、提高设计质量的一种重要手段。但现有的通用CAD/CAM软件没有针对机床夹具设计的完整技术手册资料和三维标准件图库系统，设计人员仍然需要使用传统的纸质工具手册书籍进行资料查询和标准件三维实体图绘制工作，影响了机床夹具设计的效率和质量。因此，研究机床夹具数字化设计手册软件和三维标准件图库系统对满足数字化时代工程技术人员的需要具有重要的作用。 关键词：机械产品；数字化；设计仿真。 Digital design and simulation ZHU Kai-tian （UGS College，Yancheng Institute of Technology，Yancheng，Jiangsu 224051）Abstract: The development of manufacturing industry has led many enterprises to set up the corresponding CAD/CAM software environment platform, and the application of CAD/CAM software for product design, analysis, processing simulation and manufacturing, has achieved remarkable results. Using computer aided design and manufacturing (CAD/CAM) software system to accomplish machine tool fixture design process is an important means to accelerate fixture design efficiency and improve design quality. But the existing general CAD/CAM software does not have the complete technical manual data and the 3D standard part library system for the machine tool fixture design, the design personnel still need to use the traditional paper tools manual books to inquire and the standard piece three-dimensional entity chart drawing work, has affected the efficiency and the quality of the machine tool jig design. Therefore, it is important to study the software and 3D standard part library system of the digital design of machine tool fixture to meet the needs of engineering and technical personnel in the digital age. Keywords: Mechanical products, Digitization , Design simulation.

专升本机械工程及自动化数字化设计与制造技术ok

江南大学现代远程教育课程考试大作业 请于11月10日前提交 考试科目:《数字化设计与制造技术》 一、大作业题目（内容）： 一、参照一般系统的性能，对数字化设计制造来说，其主要性能及能力要求有哪些？(10分) 答：参照一般系统的性能，对数字化设计制造来说，其主要性能及能力要求包括以下几方面：1）．稳定性。稳定性是指在正常情况下，系统保持其稳定状态的能力。 2）．集成性。集成性指系统内各子系统相互关联，能协同工作。 3）．敏捷性。敏捷性指系统对环境或输入条件变化及不确定性的适应能力，对内外各种变化能快速响应、快速重组的能力。单件、多品种、小批量是市场对现代产品研制的基本生产要求。 4）．制造工程信息的主动共享能力。数字化设计制造中零件设计、工艺设计和工装设计等过程的集成和并行协同要求信息能同步传递，这种信息共享方式称为“信息主动共享”。 5）．数字仿真能力。数字仿真能力指系统对产品制造中涉及的诸多问题进行虚拟仿真的能力。6）．支持异构分布式环境的能力。无论从不同类型设备联网还是从数据管理考虑，或是从面向全生命周期的零件信息模型考虑，均需对系统的结构体系和数据结构进行合理的综合规划与设计，实现系统分布性与统一性的协调。 7）．扩展能力。系统的扩展是通过软件工具集的扩展来实现的。 二、什么是参数化设计？请说明参数化设计在产品设计中的意义。(10分) 答：参数化设计一船是指设计对象的结构形状基本不变，而用一组参数来约定尺寸关系。参数与设计对象的控制尺寸有显式对应关系，设计结果的修改受尺寸驱动，因此参数的求解较简单。 意义：在产品设计中，设计实质上是一个约束满足问题，即由给定的功能、结构、材料及制造等方面的约束描述，经过反复迭代、不断修改从而求得满足设计要求的解的过程。除此之外，设计人员经常碰到这样的情况：①许多零件的形状具有相似性，区别仅是尺寸的不同；⑧在原有罕件的基础上做一些小的改动来产生新零件；③设计经常需要修改。这些需求采用传统的造型方法是难以满足的，一般只朗重新建模。参数化方法提供了设计修改的可能性。 三、CAPP系统由哪些基本部分组成？(10分) 答：传统的CAPP系统通常包括三个基本组成部分，即产品设计信息输入、工艺决策、产品工艺信息输出。 1．产品设计信息输入：工艺规划所需要的最原始信息是产品设计信息。 2．工艺决策：所谓工艺决策，是指根据产品／零件设计信息，利用工艺知识和经验，参考具体的制造资源条件，确定产品的工艺过程。 3．产品工艺信息输出 四、数字化制造体系下的制造计划系统有哪些？(10分) 答：数字化制造体系下的制造计划系统主要有MRP计划系统、JIT(Just ln Time)计划系统、 TOC(Theory of Constraint)计划系统和APS(Advanced P1anning System)计划系统四个主要流派，各自蕴含的原理和方法均有所不同. 1．MRP计划系统：物料需求计划系统是一种将库存管理和生产进度计划结合在一起的计算机辅助生产计划管理系统。

数字化设计及仿真应用

数字化设计及仿真应用 [摘要］制造业信息化的发展促使许多企业建立起了相应的CAＤ／CAＭ软件环境平台，并应用C ＡD/ＣAＭ软件进行产品的设计、分析、加工仿真与制造，取得了显著的效果。利用计算机辅助设计和制造(CＡＤ/CAM）软件系统来完成机械设计过程是加速设计效率、提高设计质量的一种重要手段。 本文首先介绍了数字化设计的概念和发展历史,然后展望了数字化设计的发展趋势,最后主要探讨了数字化设计和仿真分析技术的应用及效益。 [关键词]:机械产品;数字化设计；仿真分析 ? 目录 1．?引言 (1) 2.数字化设计技术1? 2.１数字化设计技术的特点 (1) 2.2 数字化设计技术发展历史......................................................... 错误!未定义书签。 ２.3 数字化设计技术发展趋势 (2) 3.数字化仿真技术2? 3.1 数字化建模技术2? 3.2 数字化仿真与虚拟现实技术 (3) 3.３有限元分析技术....................................................................... 错误!未定义书签。 4.数字化设计及仿真的应用和效益................................................................................. ４ ４．1 数字化设计及仿真的应用 (4) ４.2 数字技术带来的效益 (5) 4．２.1 产品设计的效益5? ４.2.１工艺规划的效益?错误!未定义书签。 4．2.3 业务规划和生产效益 (6) 5.?数字化设计及仿真的意义6? ５.１数字化设计技术的意义......................................................................................... ７ 5.2 数字化仿真的意义7? 6．结束语8?

三维建模数字化设计与制造

附件4：山西省第九届职业院校技能大赛（高职组） “三维建模数字化设计与制造”赛项规程 一、赛项名称 赛项名称：三维建模数字化设计与制造 赛项组别：高职组 赛项归属产业：加工制造类 二、竞赛目的 本项竞赛旨在考核机械制造、数控技术应用等机械类相关专业的学生，组队完成三维逆向扫描、逆向建模设计、机械创新设计、数控加工技术应用等方面的任务，展现参赛队选手先进技术与设备的应用水平和创新设计等方面的能力，以及跨专业团队协作、现场问题的分析与处理、安全及文明生产等方面的职业素养。引领全省职业院校机械制造类专业将新技术、新工艺、新方法应用于教学，加快校企合作与教学改革，提升人才培养适应我国制造业更新换代快速发展的需要。 三、竞赛内容与方式 （一）竞赛内容 竞赛内容将以任务书形式公布。 针对目前批量化生产的具有鲜明自由曲面的机电类产品（或零部件）进行反求、建模，并对产品(或产品局部)外形进行数控编程与加工，对无自由曲面的结构或零件根据机械制造类专业知识按要求进行局部的创新（或改良）设计。 整个竞赛过程，分为第一阶段“数据采集与再设计”和第二阶段“数控编程与加工”这两个可以分离、前后又相互关联的部分，分别为60%和40%的权重。 1、第一阶段：数据采集与再设计 该阶段竞赛时间为3小时，竞赛队完成三项竞赛任务。

任务1：样品三维数据采集。利用给定三维扫描设备和相应辅助用品，对指定的外观较为复杂的样品进行三维数据采集。该模块主要考核选手利用三维扫描设备进行数据采集的能力； 任务2：三维建模。根据三维扫描所采集的数据，选择合适软件，对上述产品外观面进行三维数据建模。该模块主要考核选手的三维建模能力，特别是曲面建模能力； 任务3：产品创新设计。利用给定样品和已经完成的任务2内容，根据机械制造知识，按给定要求对样品中无自由曲面部分的结构或零件或附属物进行创新设计。该模块主要考核选手应用机械综合知识进行机械创新设计的能力。 2、第二阶段：数控编程与加工 竞赛时间为3小时，竞赛队完成两项竞赛任务。 任务4：数控编程与加工。赛场提供第一阶段被测样品的标准三维数据模型,选手根据这组三维模型数据和赛场提供的机床、毛坯，选择合适软件对该产品进行数控编程和加工。主要考核选手选用刀具，以最佳路径和方法按时高质量完成指定数控加工任务。并考核选手工艺编制、程序编制、机床操作等方面的能力。 任务5：职业素养。主要考核竞赛队在本阶段竞赛过程中的以下方面： （1）设备操作的规范性； （2）工具、量具的使用； （3）现场的安全、文明生产； （4）完成任务的计划性、条理性，以及遇到问题时的应对状况等。 （二）竞赛方式 1、竞赛采用团体赛方式。 2、竞赛队伍组成：每支参赛队由2名正式学生比赛选手组成，其中队长1名。每队设指导教师2名。

数字化设计与制造

数字化设计与制造 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

数字化设计与制造 一、背景 在计算机技术出现之前，机械产品的设计与加工的方式一直都是图纸设计和手工加工的方式，这种传统的产品设计与制造方式，这使得产品在质量上完全依赖于产品设计人员与加工人员的专业技术水平，而数量上则完全依赖于产品加工人员的熟练程度，而随着工业社会的不断发展，人们对机械产品的质量提出了更高要求，同时数量上的需求也不断增长。为了适应社会对机械产品在质量与数量上的需求，同时也为了能进一步降低机械产品的生产成本，人们在努力寻求一种全新的机械产品设计与加工方式，而二十世纪四五十年代以来计算机技术的出现及其发展，特别是计算机图形学的出现，让人们看到了变革传统机械产品设计与生产方式的曙光。于是，数字化设计与制作方式应运而生，人们逐步将机械产品的设计与加工任务交给计算机来做，这一方面使得机械产品的设计周期大大缩短，另一方面也使得产品的质量与数量基本摆脱了对于设计与加工人员的依赖，从而大大提升了产品的质量，降低了产品的生产成本，同时也使得产品更加适合批量化生产。 二、概念 数字化设计：就是通过数字化的手段来改造传统的产品设计方法，旨在建立一套基于计算机技术和网络信息技术，支持产品开发与生产全过程的设计方法。 数字化设计的内涵：支持产品开发全过程、支持产品创新设计、支持产品相关数据管理、支持产品开发流程的控制与优化等。 其基础是产品建模，主体是优化设计，核心是数据管理。 数字化制造：是指对制造过程进行数字化描述而在数字空间中完成产品的制造过程。 数字化制造是计算机数字技术、网络信息技术与制造技术不断融合、发展和应用的结果，也是制造企业、制造系统和生产系统不断实现数字化的必然。

产品造型设计的评价指标体系 (修复的)

产品造型设计的评价指标体系 郭文涛 （西安电子科技大学机电工程学院） 摘要：产品造型设计的评价指标体系涉及到美学、技术、人机、环境和经济等诸多领域。对产品造型设计的评价既包括理性方面，也包括了感性方面。科学的应用评价指标体系，不仅可以保证评价结果的准确性，同时也为产品设计的实施和展开有很大的促进作用。本文围绕产品造型设计的评价指标体系进行展开，介绍了产品造型设计评价指标体系的构建准则和组成结构，为产品造型的设计评价奠定了物质基础。 关键词：产品造型，造型设计，评价指标体系。 Abstract: The evaluation index system of product design involves a lot of fields such as aesthetics, technology, man-machine, environment and economy. The evaluation of product design includes both the rational aspect and the perceptual aspect. Scientific application of evaluation index system, not only can guarantee the accuracy of the evaluation results, but also for the implementation of product design and development have a great role in promoting. In this paper, around the evaluation index system of product design, this paper introduces the criteria and the structure of the evaluation index system of product design, which lays the material foundation for product design. Keywords:Product modeling, Modeling design, Evaluation index system. 1 引言 美国苹果公司的产品造型设计，堪称现代产品造型设计的楷模。究其原因，产品造型设计是实现企业形象的具体表现。产品造型设计是以产品设计为核心，以评价指标体系为理论依据，在产品激烈的市场竞争中赢得一片天地。 现如今，人们往往对产品设计投入大量的精力，而往往忽略了对产品造型设计评价的重要性。一个良好的评价指标体系，可以有效的促进产品设计的实施与展开；也可为评价结果的准确性做保证；同时也节省了大量的工作时间，避免了资源浪费。 据了解，目前在国内，产品造型设计的评价指标体系主要着重于理性方面的研究，众所周知注重理性评价，虽然数据资料充分明确，证明力强，但与用户关联少或几乎没有，多为采纳专家意见作为评价依据。产品造型设计注重“以人为本”，产品没有广泛关注消费者的亲身感受，这样的产品造型，定然不会取得很大的成功。而在国外，他们虽然注重消费者对产品的感受，注重感性研究。不过这种研究同样也会造成很大的困扰，例如：消费者人数过多，数据不易采集；采集的数据资料缺乏准确性等等。如何正确解决产品造型设计的评价指标体系，成为现在很多学者广泛研究的问题。要评价一款产品是否完美，就要考虑到多个因

(产品管理)知识驱动数字化产品开发

（产品管理）知识驱动数字 化产品开发

知识驱动数字化产品开发 发表时间：2008-9-19屈福平来源：e-works 1、前言 「知识工程-KnowledgeBaseEngineering」是由美国Feigenbaum教授于1977年提出。早期主要用于专家系统及人工智能以提供知识获取及基于知识的推理技术和方法。现今，具有知识处理能力的软件系统已成为新壹代专业软件的重要指针。所谓知识工程其普遍的共识及定义为:以知识为处理对象，即用工程化的思考模式，且应用人工智能的原理、方法及技术以达成设计、建构及维护知识系统的壹门科学。 知识工程的目的是于研究知识的基础上，开发智能系统。因此，知识的获取、知识的表达及知识的运用便构成知识工程的三大要素。知识工程的研究主要内容包括:基础理论的研究、实用技术的开发、知识型工具系统及智能机等关联课题的研究。其中，基础理论的研究主要是研究基本的理论方法，包括知识的本质、知识的表达、推理、获取及学习的方法等。实用技术的开发则主要研究解决建立知识系统过程中遇到的问题，包括实用知识的表达方法，建立知识获取技术，实用知识推理方法、知识库结构系统及知识系统体系结构等。建立知识型系统工具的主要目的是给系统的开发提供良好的运用工具，以提高系统研制的质量和缩短系统研制周期等。所以，知识系统能解决专家等级的问题，能快速的进行假设及搜索解答，即系统具有大量的基础知识及壹般问题的求解能力，具自动推理的能力。 从制造业的技术来见，知识工程是壹种基于知识的计算机应用系统，它着眼于自动的、导引式的方式帮助使用者进行产品的工程设计，包括产品的造型、分析、检测、制造评估及工艺规划等活动。且且能够捕捉及再利用和产品开发有关的优化设计制造方案知识和良好的设计经验。它是和人工智能、协同设计、知识库系统、几何造型系统及信息技术进行有效整合的壹项工程技术。 从本质见，知识工程的目的是「知识重用」，即将知识创造性的应用到壹个工业产品的设计开发及生产制造过程中，充份利用各种实践经验、专家知识及其有关的讯息，产生以知识驱动为基础的工程设计新思路。现今对知识的建立，基本上是应用所定义的计算机语言(符号)来架构人类的各种概念及概念间的关系，每壹种表示方式实际上是壹种数据结构。 「知识融合程序语言-KnowledgeFusion」SiemensPLM软件公司的NX系统提供自定义开发且符合工程知识融合需要的知识融合程序语言，以有效描述及整合工程知识和几何模型间的关系。 图1.传统KBE系统和NX/KF的区别 知识融合程序语言是高级语言，因而能够用比较浅显的语言文字描述程序的功能和运作方式，可用来表示全新的对象模型。因此该语言为面向对象(Objectoriented)的解释性(Interpreted)语言，于知识融合程序语言中有类(Class)及对象(Object)能够进行多重继承(Inherent)。类是对象的共同特征的抽象描述，其定义方式如图2所示。 图2.类(Class)的定义 用户能够方便的应用此程序语言于产品模型中以规则(Rule)的型式增加工程知识，图3则是应用规则控制其知识工程的应用程序案例，而此规则为此语言的基本组件，其直斜螺齿轮及螺旋斜齿轮和加工方法的决定是由工程规则决定，且对具知识的资料库进行读写的动作。 图3.利用规则控制知识工程的程序案例 另外，KF程序中允许用户以任意顺序定义属性，将其视为「关键词」，使其能够「需求驱动(Demand-driven)」方式取用。此外，知识融合语言有能力存取NX系统以外的知识资源，如资料库及电子试算文件等，且有能力结合其它分析及优化软件。KBE系统结构是对象导向的结构，这也使得对象属性具有对象的继承性。此壹结构具有方便储存几何尺寸及知识推理的表现形式。此外，NX的规则是用于实现过程的表达式，而面向对象的系统和规则的结合，提供用户可捕捉全生命周期知识(Lifecycleknowledge)。 2、知识管理的过程 近几年来，KBE技术已经从理论研究转向实际应用，各主要的PLM厂商相继于推出了不同的制造业领域的KDA(知识驱动自动化 -KnowledgeDrivenAutomation)解决方案，比如：SiemensPLM软件公司的模具工程向导（MoldWizard/ProgressiveDieWizard）、齿轮设计向导(GearWizard)、汽车工程向导(VichicleWizard),达索公司CATIA知识工程专家KWE，PTC公司的专家模架系统EMX等，相信大家利用NX系统于日常工程应用中也有体验到它对企业的实际应用所带来的价值，本文主要围绕SiemensPLM软件公司的KF技术于玻璃制品及模具领域的智能化应用开发展开叙述。 2.1于利用KF进行开发的前期，首先要对NX/KF开发及后期管理过程进行规划，同时仍要深刻理解其开发目标。 图4.KBE前期开发的理解

数字化设计技术总结

. . 1、广义的数字化设计技术涵盖以下内容: 1) 产品的概念化设计、几何造型、虚拟装配、工程图生成及相关文档编写。 2) 进行产品外形、结构、材质、颜色的优选及匹配，满足顾客的个性化需求，实现最佳的产品设计效果。 3) 分析产品公差、计算质量、计算体积和表面积、分析干涉现象等。 4) 对产品进行有限元分析、优化设计、可靠性设计、运动学及动力学仿真验证等，以实现产品拓扑结构和性能特征的优化。 2、曲线二阶参数连续性，二阶几何连续性含义及其之间的关系？ 二阶参数连续性，记作C 2连续，是指两个曲线段在交点处有一阶和二阶导数的方向相同，大小相等。 二阶几何连续性，记为G 2连续，指两个曲线段在交点处其一阶、二阶导数方向相同，但大小不等。 关系： 1）曲线面造型中，一般只用到一阶和二阶连续性； 2）同级参数连续必能保证同级几何连续，同级几何连续不能保证同级参数连续； 3）二者形成的曲线面形状有差别。 3、实体造型优缺点： 优点：完整定义三维形体，确定物体的物性参数，方便的生成三维物体的多视图和剖视图，可以消除隐藏线和面，直接进行数控加工编程。 缺点：不能适应形体的动态修改，缺乏产品在产品设计开发整个生产周期中所需的所有信息，难以实现CAD/CAM/CAPP 集成。 4、参数化造型的含义和特点 参数化造型使用约束来定义和修改几何模型。约束反映了设计时要考虑的因素，包括尺寸约束、拓扑约束及工程约束(如应力、性能)等。 参数化设计中的参数与约束之间具有一定关系。当输入一组新的参数数值，而保持各参数之间原有的约束关系时，就可以获得一个新的几何模型。 5、逆向工程有哪些关键技术及其主要内容 实物逆向工程的关键技术:逆向对象的坐标数据测量、测量数据处理 模型重构 数据处理及模型重构技术等 主要内容：1）根据实物模型的结构特点，做出可行的测量规划，选择合适的数据采集，设备，将实物模型数据化。 2）初步处理：剔除误差明显偏大的数据点，补测某些关键点，测量数据分块处理，产品功能结构分析以及数据曲率分布，定义曲面边界，提取边界线，对测量数据进行分块，对边界进行规则化处理，提高边界拟合曲线由于疏密不均的数据精度。 3）根据所采集的样本几何数据在计算机内重构样本模型的过程，根据点数据特征分析，确定构建特征曲线所需的数据点，构造曲线网格，控制曲线的准确性和平滑度，编辑曲面间的连续性和光滑性，形成逆向对象的曲面和实体造型。 6、数字化仿真的基本步骤: 系统建模，仿真实验，仿真结果分析 1）在计算机上将描述实际系统几何、数学模型转化为能被计算机求解的仿真模型 2）运行仿真过程，进行仿真研究过程，对所建立的仿真模型进行试验求解的过程 3）仿真结果分析：从试验中提取有价值的信息以指导实际系统的开发 7、有限元分析方法的基本原理 将形状复杂的连续体离散化为有限个单元组成的等效组合体，单元之间通过有限个节点相互连接;根据精度要求，用有限个参数来描述单元的力学或其他特性，连续体的特性就是全部单元体特性的叠加;根据单元之间的协调条件，可以建立方程组，联立求解就可以得到所求的参数特征。 5/数字化开发技术： 以计算机辅助设计CAD 、计算机辅助工程分析CAE 为基础的数字化设计DD 和计算机辅助制造CAM 为基础的数字化制造DM 技术，是产品数字化开发技术的核心内容。 4/数字化开发技术的意义： 产品的数字化开发技术深刻地改变了产品设计、制造和生产组织模式，成为加快产品更新换代、提高企业竞争力、推进企业技术进步的关键技术和有效工具。 3/数字化制造技术包括： 用于编制零件的制造工艺的成组技术GT 及计算机辅助工艺规划CAPP 技术； 控制刀具和机床的相对运动，进而实现零件加工的数控NC 编程及数控加工技术； 实现产品快速开发的快速原型制造RPM 技术； 实现快速复制的逆向工程RE 技术 1. 什么是数字化设计，涵盖哪些环节和内容? 数字化设计(DD)是以实现新产品设计为目标，以计算机软硬件技术为基础，以数字化信息为辅助手段，支持产品建模、分析、修改、优化以及生成设计文档的相关技术的有机集合. 2. 论述数字化设计、制造与产品开发之间的关系。 从产品开发的角度，数字化设计和数字化制造之间具有密切的双向联系：只有与数字化制造技术结合，产品数字化设计模型的信息才能被充分利用；只有基于产品的数字化设计模型，才能充分体现数字化制造的高效性。

数字化设计及仿真应用

数字化设计及仿真应用 [摘要]制造业信息化的发展促使许多企业建立起了相应的CAD/CAM软件环境平台，并应用CAD/CAM软件进行产品的设计、分析、加工仿真与制造，取得了显著的效果。利用计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)软件系统来完成机械设计过程是加速设计效率、提高设计质量的一种重要手段。 本文首先介绍了数字化设计的概念和发展历史，然后展望了数字化设计的发展趋势，最后主要探讨了数字化设计和仿真分析技术的应用及效益。 [关键词]：机械产品；数字化设计；仿真分析

目录 1. 引言 (1) 2.数字化设计技术 (1) 2.1 数字化设计技术的特点 (1) 2.2 数字化设计技术发展历史 (2) 2.3 数字化设计技术发展趋势 (2) 3.数字化仿真技术 (2) 3.1 数字化建模技术 (2) 3.2 数字化仿真与虚拟现实技术 (3) 3.3 有限元分析技术 (3) 4.数字化设计及仿真的应用和效益 (4) 4.1 数字化设计及仿真的应用 (4) 4.2 数字技术带来的效益 (5) 4.2.1 产品设计的效益 (5) 4.2.1 工艺规划的效益 (5) 4.2.3 业务规划和生产效益 (6) 5.数字化设计及仿真的意义 (6) 5.1 数字化设计技术的意义 (7) 5.2 数字化仿真的意义 (7) 6. 结束语 (8)

1.引言 随着全球经济一体化的进程加快以及信息技术的迅猛发展，现代制造企业环境发生了重大的变化。为此，制造企业的战略从20世纪50年代和60年代资源经济的“规模效益第一”，经过70年代和80年代“价格竞争第一”和“质量竞争第一”发展到90年代“市场响应速度第一”及面向21世纪知识经济的“技术创新第一”。与此同时，现代制造业随之出现了适应这种发展的新模式和新哲理，其核心在于：在制造企业中全面推行数字化设计与制造技术，通过在产品全生命周期中的各个环节普及与深化计算机辅助技术、系统及集成技术的应用，使企业的设计、制造、管理技术水平全面提升，促进传统产业在各个方面的技术更新，使企业在持续动态多变、不可预测的全球性市场竞争环境中生存发展并不断地扩大其竞争优势。 数字化设计与制造是计算机辅助技术、系统及集成技术的重要组成部分，它是向网络化制造和虚拟化技术发展的基础，它使原有的传统制造业变成了智力型的工业，使企业主要通过资源要素如劳动力、设备、资金竞争逐渐变为以创新能力知本型为焦点的竞争。这正是知识经济时代最重要的特征。 2.数字化设计技术 随着信息技术和通信技术的发展，数字化时代正在到来．数字化技术是指利用计算机软硬件及网络、通信技术，对描述的对象进行数字定义、建模、存贮、处理、传递、分析、综合优化，从而达到精确描述和科学决策的过程和方法。数字化技术具有描述精度高、可编程、传递迅速、便于存贮、转换和集成等特点，因此数字化技术为各个领域的科技进步和创新提供了崭新的工具。 数字化技术与传统制造技术的结合称为数字化制造技术。30年来数字化制造的应用范围不断扩大，数字化制造技术已逐渐成为制造业信息化中的主流技术和核心技术．由于数字化技术是科学分析和科学决策的理论基础，提供了从定性到定量、从模糊到精确、从直觉到科学的工具，因而数字化技术推动了制造科学的发展和进步。 目前制造业的几个重要发展方向，如精密化、自动化、集成化、虚拟化、网络化、全球化，无一不与数字化技术的发展密切相关。因此，面对制造业全球化竞争的日益激烈，必须重视数字化制造技术在我国的形成和发展。 2.1 数字化设计技术的特点 20世纪有许多重大高新技术的应用，但没有一项技术的影响像信息技术和数字化技术那样深，那样广。由于数字化技术的可控性、可变性、离散性、可视性、集成性，产生了很多新的现代设计方法、工艺技术和管理模式。

数字化设计与制造的现状和关键技术讲解学习

数字化设计与制造的现状和关键技术 一、数字化设计与制造的发展现状 数字化设计与制造主要包括用于企业的计算机辅助设计（CAD）、制造（CAM）、工艺设计（CAPP）、工程分析（CAE）、产品数据管理（PDM）等内容。其数字化设计的内涵是支持企业的产品开发全过程、支持企业的产品创新设计、支持产品相关数据管理、支持企业产品开发流程的控制与优化等，归纳起来就是产品建模是基础，优化设计是主体，数控技术是工具，数据管理是核心。 由于通过CAM及其与CAD等集成技术与工具的研究，在产品加工方面逐渐得到解决，具体是制造状态与过程的数字化描述、非符号化制造知识的表述、制造信息的可靠获取与传递、制造信息的定量化、质量、分类与评价的确定以及生产过程的全面数字化控制等关键技术得到了解决，促使数字制造技术得以迅速发展。 作为制造业的一个分支，船舶行业要实现跨越式发展，必须以信息技术为基础。世界造船强国从CAX开始，逐步由实施CIMS、应用敏捷制造技术向组建“虚拟企业”方向发展，形成船舶产品开发、设计、建造、验收、使用、维护于一体的船舶产品全生命周期的数字化支持系统，实现船舶设计全数字化、船舶制造精益化和敏捷化、船舶管理精细化、船舶制造装备自动化和智能化、船舶制造企业虚拟化、从而大幅度提高生产效率和降低成本。所谓数字化设计就是运用虚拟现实、可视化仿真等技术，在计算机里先设计一条“完整的数字的船”。不仅可以点击鼠标进入船体内部参观一番，还可以在虚拟的大海中看它的速度、强度、抗风浪能力。这样一来船舶设计的各个阶段和船、机、舾、涂等多个专业模块在同一数据库中进行设计。 船舶是巨大而复杂的系统，由数以万计的零部件和数以千计的配套设备构成，包括数十个功能各异的子系统，通过船体平台组合成一个有机的整体。造船周期一般在10个月以上，既要加工制造大量的零部件，又要进行繁杂的逐级装配，涉及物资、经营、设计、计划、成本、制造、质量、安全等各个方面。这样的一个复杂的系统需要非常强大的信息处理能力。我国船舶行业今年来虽有很大的发展，但与国际造船强国相比，无论在产量，还是在造船技术上差距甚大，信息化水平落后是直接原因。其中，集成化设计系统与生产进程联系不紧密、船舶零部

产品数字化设计实践

产品数字化设计实践论文报告 西安电子科技大学 机电工程学院 任星

实现数字化设计制造的关键技术 摘要制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，将数字化技术用于设计制造过程中，可大大提高制造过程的柔性和加工过程的集成性，从而提高产品生产过程的质量和效率，增强工业产品的市场竞争力。本文就数字化设计制造的意义内涵和关键技术进行了阐释。并且就现在流行的两种三维设计软件进行了各自的功能阐释，以及就此对两种软件的功能进行对比，得出结论。 关键词数字化设计制造关键技术功能 一数字化设计制造的意义及内涵 1.1数字化设计制造的意义 数字化设计制造是指利用计算机软硬件及网络环境，实现产品开发全过程的一种技术。即在网络和计算机辅助下通过产品数据模型，全面模拟产品的设计、分析、装配、制造等过程。数字化设计与制造不仅贯穿企业生产的全过程，而且涉及企业的设备布置、物流物料、生产计划、成本分析等多个方面。数字化设计与制造技术的应用可以大大提高企业的产品开发能力、缩短产品研制周期、降低开发成本、实现最佳设计目标和企业间的协作，使企业能在最短时间内组织全球范围的设计制造资源开发出新产品，大大提高企业的竞争能力。 数字化设计制造可精确地预测和评价产品的可制造性、加工时间、制造周期、生产成本、零件的加工质量、产品质量和制造系统运行性能，零件和产品的可制造性分析、生产规划与工艺规划的评价与确认。制造技术已从物质形式的制造向信息制造转变，产品中知识信息的价值占据越来越高的比例。这不但反映在产品本身，而且体现在产品的整个生命周期，特别是设计制造环节。 制造业是国民经济持续增长的发动机、国家安全的重要保障及国家综合实力的主要体现。作为先进制造技术与信息技术相结合的产物，数字化设计与制造技术已成为世界各国在科技竞争中抢占制高点的突破口。数字化信息技术是当今社会发展最快的先进技术，制造业的信息化必将促进我国制造业走上一条持续、快速、健康的发展之路。制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国家或地区的经济实力、科技水平、生活水准和国防实力。当前提高制造生产能力的决定因素是各项高新技术的迅速发展及其在制造领域中的广泛渗透、应用和衍生，它促进了制造技术的蓬勃发展，改变了现代企业的产品结构、生产方式、生产工艺和装备以及生产组织结构。 1.2数字化设计制造的内涵 数字化设计制造技术是改造传统产业, 实现产业升级的有力武器。为了实现技术创新, 改造传统制造技术, 需吸收数字化技术, 采用数字化装置通过计算机对产品制造

数字化设计

数字化技术在工程技术领域中应用 一、数字化技术概念 数字化技术指的是运用0和1两位数字编码，通过电子计算机、光缆、通信卫星等设备，来表达、传输和处理所有信息的技术。数字化技术一般包括数字编码、数字压缩、数字传输、数字调制与解调等技术。 数字化技术是信息技术的核心，信息的媒体有多种，如字符、声音、语言和图像等。这些信息媒体存在着共同的问题，一是信息量太小，二是难以交换、交流。如一本厚厚的辞海虽然有1300万汉字，但与大型数据库相比，包含的信息量仍太少，辞海只能查找字词的基本涵义，若想查去年世界各国的国防开支是多少则无可奉告。一本书，要从一个城市寄到另一个城市少则数天多则数周。这种信息，交换起来很不方便。又如，当今世界大约有3500种语言，使用不同语言的人，信息交流就非常困难。 数字化技术的实现，这些问题便迎刃而解。无论是字符、声音、语言和图像；也无论是中文还是外文，都使用世界上共同的两个数字0和1编码来表达、传输和处理，到了终端，即用户手上，又原原本本地还它本来面目。这无异于消除了世界各个国家，各个民族之间的语言隔阂。一般说来8个0和1，就是一个最基本的信息单位，称之为1个比特，简写为1b。每秒钟传输的信息量称之为信息的传递速率（b/s，即每秒传送多少个比特）。每秒传送1千比特为1kb/s，每秒传送1兆比特表示为1Mb/s,再大就是每秒1千兆，表示为1Gb/s,等等。 用简单的两位数0和1表达、传输和处理一切信息，把信息数字化、一体化，这是信息史上的又一次重要革命。但从技术上讲，却又相当复杂，相当困难。世界上如此庞杂的事物、浩如烟海的信息，都要用简单的0和1 来表达，这是非

数字化制造到智能制造

数字化制造到智能制造 “这是最好的时代，这是最糟的时代，这是理性的时代，这是困惑的时代，这是迷信的时代，这是怀疑的时代。这是希望之春，这是失望之冬。人们拥有一切，人们一无所有。由此将坠入地狱，由此将升上天堂。” ——狄更斯只有250年的工业文明创造今天社会财富，是农业文明的千万倍！ 工业4.0将把人类推行智能文明，将会创造更加璀璨的未来！ 智能制造是制造企业必由之路！ 以智能制造为特征的工业4.0转型成功与否，不是企业经营好与坏的问题，是企业生与死的问题！ 每次工业革命，都会让一批企业倒闭，顺应变革的企业会利用技术革命更上一层楼，你企业的命运就掌握在自己的手里！！！ 处于变革时代的我们，面对一系列技术创新如：物联网，大数据、云计算、智能制造，3D打印，机器人自动化，虚拟现实等给制造业带来的深刻冲击和变化。这些技术如何深刻改变你所从事的制造业的竞争规则，竞争强度？您的企业究竟该如何规划实施转型升级？如何整合转型所需的人才，技术和相关资源？ 快速，零缺陷，高效率，低成本开发、制造和交付个性化产品，为客户提供基于智能产品的个性化精准服务，同时确保零库存、低风险的企业经营，是工业4.0时代智能制造企业的核心特征。 信息技术创新和制造业务流程中的深度集成，如何赋予制造业这些“特异功能”？ PLM，ERP，CRM、MES、SCM、CAM、CAE、QMS、WMS以及仿真等软件的应用把客户、产品、

工艺、物料、设备、工装工具、质量、人、供应商、产品使用和服务的要素标准化，数据化，集成化，把营销和销售，产品开发，制造执行，供应链运营，售后服务、以及人力资源管理和财务全部构建在信息高速公路上，让企业具备超级的敏捷性、柔性、开放性来构建大规模个性化定制和协同制造的业务模式。 各个学科知识的模型化，泛在化便于跨学科的深度融合和集成创新。基于模块化定义MBD技术的成熟，使得产品设计模块化，制造模块化，经营模块化，从而推动整个社会创新和效率的提升呈现出几何级数的上升。 物联网技术的使用让万物有了智能，智能产品和智能制造双双来临。 定制化、低成本、短交期的大规模定制时代将大幅提升用户的价值。智能化、协同化、可持续化的智能制造大幅降低生产成本，提升运营效率，让产品更加环保，同时确保高品质的产品和服务，以及员工更高的工作幸福指数。 基于互联和数据的智能制造，将彻底颠覆制造业的价值链。那些驶入智能制造高速公路上的企业将以越来越快的速度积累自己的知识资产，成为专家型企业，优化自己的生态圈。未来成功的价值链将是一批专家型企业构建的一个卓越的价值链。那些不能构建自己智能制造体系的企业将不可避免的被淘汰。 本课程取制造业第四次工业革命之大势，明智能制造之道，优企业升级转型之术，为您的升级转型之路护航。 本课程是目前世界范围内工业4.0的最新理论和最佳实践的一道大餐。 一、掌控未来——工业4.0 1.1.“以史为镜知兴衰”——工业革命的历史 1.1.1.工业1.0