浅谈数字化制造技术

2009年1月

Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProducts

机电产品开发与创新

Vol．22,No．1·制造业信息化Jan．,2009·

浅谈数字化制造技术

吕琳1,2，胡海明1

（1.青岛科技大学，山东青岛266000；2.莱芜职业技术学院，山东莱芜271100）

摘要：介绍了数字化制造技术的概念，详细分析了数字化制造技术国内外发展研究现状，阐述了数字

化制造技术的关键技术和核心技术，并对未来我国的数字化制造技术的发展作出预测和建议。

关键词：数字化制造技术概念；国内外研究现状；关键技术；核心技术；发展趋势中图分类号：F4

文献标识码：A

文章编号：1002－6673（2009）01－087－03

0引言

伴随着信息时代的来临，全球进入了数字化时代。数字化时代是数字化技术在生产、生活、经济、社会、科技、文化、教育和国防等各个领域不断扩大应用并取得显著效益的时代。数字化制造技术是一项融合数字化技术和制造技术，且以制造工程科学为理论基础的重大制造技术革新，具有广阔的应用前景。

设计制造出相应的产品。在数字制造环境下，在广域内形成了一个由数字织成的网，个人、企业、车间、设备、经销商和市场成为网上的一个个结点，由产品在设计、制造、销售过程中所赋予的数字信息成为主宰制造业最活跃的驱动因素。

2数字化制造技术的国内外研究现状

20世纪50年代，数控机床的出现开辟了制造装备

的新纪元。随着微型计算机的产生和发展，计算机数控的广泛应用，数控机床得到广泛应用和提高。相继出现的数控三坐标测量机（CMM）、工业机器人和数控机床一起成为重要的数字化加工、测量和操作装备，其本质是用数字控制代替凸轮行程控制，实现运动数字化。数控技术发展的趋势是提升各种装备性能甚至使其更新换代，即所谓的数字制造装备（简称数字装备）。

1数字化制造技术的概念

所谓数字化制造，指的是在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下，根据用户的需求，迅速收集资源信息，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整个制造过程。也就是说，数字制造实际上就是在对制造过程进行数字化的描述而建立数字空间，并在其中完成产品制造的过程。

从数字制造的要领出发，可以清楚地看到，数字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。对制造设备而言，其控制参数均为数字信号。对制造企业而言，各种信息（包括图形、数据、甚至知识和技能）均以数字的形式通过数字网络在企业内部传递。对全球制造业而言，用户通过数字网络发布需求信息，各大中小型企业则通过数字网络根据需求，优势互补，动态组合，迅速敏捷地协同

收稿日期：2008－11－05

作者简介：吕琳（1980-），女，讲师，青岛科技大学工程硕士在读。研究方向：机电一体化；胡海明(1964-)，男，山东临沂人，教授。主要从事模具CAD的教学与科研工作（本文在子午线轮胎模具制造工艺的分析与应用研究基础上完成）。

20世纪90年代，数字装备的一个重要的发展趋势

是对海量信息处理能力的提高，在数字仿形技术的基础上，利用Laserscanner、CT、核磁共振等数字测量设备实现零件几何形状的数字化,然后通过数据预处理、表面建模、实体建模、后置处理等过程生成STL文件（或数控代码），驱动快速成型机（或数控机床）加工出新零件。伽马刀、电镜-视觉引导的机器人等数字医疗设备扩展了基于视觉的数字测量仪器的应用范围，实现了人体内腔器官的数字化。

数字装备的另一个重要的发展趋势是加工对象的尺度变化，由毫米、微米到纳米，陆续出现了显微数字图像处理设备、电子制造装备等精密数字制造装备。在技术方面,数字装备与数字制造的研究已从单纯的制造过程的几何量（位移、多坐标联动位移、运动形状、微观形状等）的数字描述,发展到对制造过程的物理量（温度、流量场、应力场、热变形、密度、物质材料等）以及知识、经验、信息等的数字描述。另外，制造过程和制造

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