在數字化技術和制造技術融合的背景下,并在虛擬現實、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、規劃和重組,實現對產品設計和功能的仿真以及原型制造,進而快速生產出達到用戶要求性能的產品整個制造全過程。
數字化就是將許多復雜多變的信息轉變為可以度量的數字、數據,再以這些數字、數據建立起適當的數字化模型,把它們轉變為一系列二進制代碼,引入計算機內部,進行統一處理,這就是數字化的基本過程。計算機技術的發展,使人類第一次可以利用極為簡潔的“0”和“1”編碼技術,來實現對一切聲音、文字、圖像和數據的編碼、解碼。各類信息的采集、處理、貯存和傳輸實現了標準化和高速處理。數字化制造就是指制造領域的數字化,它是制造技術、計算機技術、網絡技術與管理科學的交叉、融和、發展與應用的結果,也是制造企業、制造系統與生產過程、生產系統不斷實現數字化的必然趨勢,其內涵包括三個層面:以設計為中心的數字化制造技術、以控制為中心的數字化制造技術、以管理為中心的數字化制造技術。
目前,我們可以利用基于網絡的CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM集成技術,實現產品全數字化設計與制造。
1.在CAD/CAM應用過程中,利用產品數據管理PDM技術實現并行工程,可以極大地提高產品開發的效率和質量,企業通過PDM可以進行產品功能配置,利用系列件、標準件、借用件、外購件以減少重復設計,在PDM環境下進行產品設計和制造,通過CAD/CAE/CAPP/CAM等模塊的集成,實現產品無圖紙設計和全數字化制造。
2.CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM技術與企業資源計劃、供應鏈管理、客戶關系管理相結合,形成制造企業信息化的總體構架。這些技術主要用于實現產品的設計、工藝和制造過程及其管理的數字化;企業資源計劃ERP是以實現企業產、供、銷、人、財、物的管理為目標;供應鏈管理SCM用于實現企業內部與上游企業之間的物流管理;客戶關系管理CRM可以幫助企業建立、挖掘和改善與客戶之間的關系。上述技術的集成,可以整合企業的管理,建立從企業的供應決策到企業內部技術、工藝、制造和管理部門,再到用戶之間的信息集成,實現企業與外界的信息流、物流和資金流的順暢傳遞,從而有效地提高企業的市場反應速度和產品開發速度,確保企業在競爭中取得優勢。
3.虛擬設計、虛擬制造、虛擬企業、動態企業聯盟、敏捷制造、網絡制造以及制造全球化,將成為數字化設計與制造技術發展的重要方向。虛擬設計、虛擬制造技術以計算機支持的仿真技術為前提,形成虛擬的環境、虛擬設計與制造過程、虛擬的產品、虛擬的企業,從而大大縮短產品開發周期,提高產品設計開發的一次成功率。特別是網絡技術的高速發展,企業4.通過國際互聯網、局域網和內部網,組建動態聯盟企業,進行異地設計、異地制造,然后在最接近用戶的生產基地制造成產品。
以提高對市場快速反應能力為目標的制造技術將得到超速發展和應用。瞬息萬變的市場促使交貨期成為競爭力諸多因素中的首要因素。為此,許多與此有關的新觀念、新技術在21世紀將得到迅速的發展和應用。其中有代表性的是:并行工程技術、模塊化設計技術、快速原型成形技術、快速資源重組技術、大規模遠程定制技術、客戶化生產方式等。
5.制造工藝、設備和工廠的柔性、可重構性將成為企業裝備的顯著特點。先進的制造工藝、智能化軟件和柔性的自動化設備、柔性的發展戰略構成未來企業競爭的軟、硬件資源;個性化需求和不確定的市場環境,要求克服設備資源沉淀造成的成本升高風險,制造資源的柔性和可重構性將成為21世紀企業裝備的顯著特點。將數字化技術用于制造過程,可大大提高制造過程的柔性和加工過程的集成性,從而提高產品生產過程的質量和效率,增強工業產品的市場競爭力。
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