http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 13:23:54 來源:周祖德 餘文勇 陳幼平/《中國機械工程》
所謂數字製造,指的是在虛擬現實、計算機網絡、快速原型、數據庫和多媒體等支撐技術的支持下,根據用戶的需求,迅速收集資源信息。對產品信息、工藝信息和資源信息進行分析、規gui劃hua和he重zhong組zu,實shi現xian對dui產chan品pin設she計ji和he功gong能neng的de仿fang真zhen以yi及ji原yuan型xing製zhi造zao,進jin而er快kuai速su生sheng產chan出chu達da到dao用yong戶hu要yao求qiu性xing能neng的de產chan品pin的de整zheng個ge製zhi造zao過guo程cheng。也ye就jiu是shi說shuo,數shu字zi製zhi造zao實shi際ji上shang就jiu是shi在zai對dui製zhi造zao過guo程cheng進jin行xing數shu字zi化hua的de描miao述shu而er建jian立li起qi的de數shu字zi空kong間jian中zhong完wan成cheng產chan品pin的de製zhi造zao過guo程cheng。
數字製造的概念,首先來源於數字控製技術(NC或CNC)與數控機床。數控技術就是用數字量及字符發出指令並實現控製的技術。它不僅控製位置、角度、速度與機械量,也可控製溫度、壓力、流量等物理量。這些量的大小不僅可用數字表示,而且是可測、可(ke)控(kong)的(de)。如(ru)果(guo)一(yi)台(tai)設(she)備(bei)實(shi)現(xian)其(qi)自(zi)動(dong)工(gong)作(zuo)過(guo)程(cheng)的(de)命(ming)令(ling)是(shi)以(yi)數(shu)字(zi)形(xing)式(shi)來(lai)描(miao)述(shu)的(de),則(ze)稱(cheng)其(qi)為(wei)數(shu)控(kong)設(she)備(bei)。顯(xian)而(er)易(yi)見(jian),這(zhe)遠(yuan)不(bu)是(shi)數(shu)字(zi)製(zhi)造(zao),卻(que)是(shi)數(shu)字(zi)製(zhi)造(zao)的(de)一(yi)個(ge)十(shi)分(fen)重(zhong)要(yao)的(de)基(ji)礎(chu)。
隨著數控技術的發展,又出現了對多台機床,用一台(或幾台)計算機數控裝置進行集中控製的方式,即所謂直接數字控製(DNC)。為適應多品種、小(xiao)批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan)的(de)自(zi)動(dong)化(hua),發(fa)展(zhan)了(le)若(ruo)幹(gan)台(tai)計(ji)算(suan)機(ji)數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)和(he)一(yi)台(tai)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)協(xie)同(tong)工(gong)作(zuo),以(yi)便(bian)加(jia)工(gong)一(yi)組(zu)或(huo)幾(ji)組(zu)結(jie)構(gou)形(xing)狀(zhuang)和(he)工(gong)藝(yi)特(te)征(zheng)相(xiang)似(si)的(de)零(ling)件(jian)。從(cong)而(er)構(gou)成(cheng)所(suo)謂(wei)柔(rou)性(xing)製(zhi)造(zao)單(dan)元(yuan)(FMC),借jie助zhu一yi個ge物wu流liu自zi動dong化hua係xi統tong,將jiang若ruo幹gan柔rou性xing製zhi造zao單dan元yuan或huo工gong作zuo站zhan連lian接jie起qi來lai實shi現xian更geng大da規gui模mo的de加jia工gong自zi動dong化hua就jiu構gou成cheng了le柔rou性xing製zhi造zao係xi統tong。以yi數shu字zi量liang實shi現xian加jia工gong過guo程cheng的de物wu料liao流liu、加工流和控製流的表征、存儲與控製,就形成了以控製為中心的數字製造觀。
由you於yu計ji算suan機ji的de發fa展zhan以yi及ji計ji算suan機ji圖tu形xing學xue與yu機ji械xie設she計ji技ji術shu的de結jie台tai,產chan生sheng了le以yi數shu據ju庫ku為wei核he心xin,以yi交jiao互hu式shi圖tu形xing係xi統tong為wei手shou段duan,以yi工gong程cheng分fen析xi計ji算suan為wei主zhu體ti的de一yi體ti化hua的de計ji算suan機ji輔fu助zhu設she計ji(CAD)係統。CAD係統能夠在二維與三維的空間精確地描述物體,大大地提高了生產過程中描述產品的能力和生產率。正如數控技術與數控機床一樣,CAD的產生和發展為製造業產品的設計過程數字化和自動化打下了基礎。
將CAD的產品設計信息轉換為產品的製造、工藝規則等信息,使加工機械按照預定的工序和工步的組合和排序,選擇刀具、夾具、量具,確定切削用量,並計算每個工序的機動時間和輔助時間,這就是計算機輔助工藝規劃(CAPP)。將包括製造、檢測、裝配等方麵的所有規劃,以及麵向產品設計、錨造、工藝、管理、成本核算等所有信息數字化,轉換為計算機所理解,並被製造過程的全階段所共享,從而形成了所謂CAD/CAM/CAPP。這就是基於產品設計的數字製造觀。
從數字製造的概念出發,可以清楚地看到,數字製造是計算機數字技術、網絡信息技術與製造技術不斷融合、發展和應用的結果,也是製造企業、製造係統和生產係統不斷實現數字化的必然。對製造設備而言,其控製參數均為數字信號。對製造企業而言,各種信息(包括圖形、數據甚至知識和技能)junyishuzidexingshitongguoshuziwangluozaiqiyeneibuchuandi。duiquanqiuzhizaoyeeryan,yonghutongguoshuziwangluofabuxuqiuxinxi,gedazhongxiaoxingqiyezetongguoshuziwangluogenjuxuqiu,youshihubu,dongtaizuhe,xunsuminjiedixietongshejizhizaochuxiangyingdechanpin。zaishuzizhizaohuanjingxia,zaiguangyuneixingchengleyigeyoushuzizhichengdewang,geren、企業、車間、設備、經銷商和市場成為網上的一個個結點,由產品在設計、製造、銷售過程中所賦予的數字信息成為主宰製造業的最活躍的驅動因素。另一方麵,數字製造包含了以控製為中心的數字製造、以yi設she計ji為wei中zhong心xin的de數shu字zi製zhi造zao和he以yi管guan理li為wei中zhong心xin的de數shu字zi製zhi造zao。當dang前qian,網wang絡luo製zhi造zao是shi數shu字zi製zhi造zao的de全quan球qiu化hua實shi現xian,虛xu擬ni製zhi造zao是shi數shu字zi工gong廠chang和he數shu字zi產chan品pin的de一yi種zhong具ju體ti體ti現xian,而er電dian子zi商shang務wu製zhi造zao是shi數shu字zi製zhi造zao的de一yi種zhong動dong態tai聯lian盟meng。