数字化技术的现状与发展趋势

1、.PAGE ：.；PAGE 9数字化技术的现状与开展趋势骆宏伟【摘 要】对数字化技术进展了引见,综述了国内外数字化制造技术的研讨现状,论述了数字化制造技术是先进制造技术的中心,对数字化制造技术的几个中心技术进展了较为详细的引见,最后对数字化制造技术进展了展望并结合我国实践情况对我国如何开展数字化制造技术提出了几点建议【关键词】数字化 数字化技术现状 数字化技术运用 开展趋势一、引言 数字化技术指的是运用0和1两位数字编码，经过电子计算机、光缆、通讯卫星等设备，来表达、传输和处置一切信息的技术。数字化技术普通包括数字编码、数字紧缩、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中心，信息

2、的媒体有多种，如字符、声音、言语和图像等。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根本涵义，假想象查去年世界各国的国防开支是多少那么无可奉告。一本书，要从一个城市寄到另一个城市少那么数天多那么数周。这种信息，交换起来很不方便。又如，当今世界大约有3500种言语，运用不同言语的人，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、言语和图像；也无论是中文还是外文，都运用世界上共同的两个数字0和1编码来表达、传输和处置，到了终端，即用户手上，又原本来本

3、地还它本来面目。这无异于消除了世界各个国家，各个民族之间的言语隔阂。普通说来8个0和1，就是一个最根本的信息单位，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送速率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、传输和处置一切信息，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，这是非常复杂的技术。信息以0 还表达后，会出现庞大的数交流，这对数据的快速传送提

4、出了很高的要求。总之，信息数字化技术涉及到数字的转换表达、存取、处置、传输、控制等一系列高技术。例如，提高信息存取才干的微电子技术；提高信息传输才干的光纤技术，提高信息变换才干的光电技术；提高信息转换和控制才干的计算机及其软件技术等等。所以说，信息数字化技术实践上是由一群高技术综合开展而实现的。 二、数字化制造技术在国内外的研讨现状20世纪50年代,数控机床的出现开辟了制造配备的新纪元。随着微型计算机的产生和开展,计算机数控的广泛运用,数控机床得到广泛运用和提高。相继出现的数控三坐标丈量机(CMM)和工业机器人与数控机床一同成为重要的数字化加工、丈量和操作的配备,其本质是用数字控制替代凸轮行程

5、控制,实现运动数字化。从机械构造和控制方式来看：数控机床、坐标丈量机和工业机器人有其共同特点:都可看作数控多坐标配备,运动副都是挪动副和转动副,运动链以串联开环为主。数控技术开展的一趋势是提升各种配备性能甚至使其更新换代,即所谓的“数字制造配备,如电子制造配备、科学仪器、生物医疗配备以及印刷、纺织等轻工机械。20世纪90年代,数字配备的一个重要的开展趋势是对海量信息处置才干的提高,在数字仿形技术的根底上,利用Laser scanner、CT、核磁共振等数字丈量设备实现零件外形特征等几何量的数字化,然后经过数据预处置、外表建模、实体建模、后置处置等过程生成STL 文件(或数控代码)驱动快速成型机

6、(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丈量仪器的运用范围,实现了人体内腔器官的数字化。三、数字化技术在制造业领域的运用：数字化制造技术数字化制造技术术语性定义：在数字化技术和制造技术交融的背景下，并在虚拟现实、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，迅速搜集资源信息，对产品信息、工艺信息和资源信息进展分析、规划和重组，实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造，进而快速消费出到达用户要求性能的产品整个制造全过程。通俗地说：数字化制培育是指制造领域的数字化，它是制造技术、计算机技术、网络技术与管文科学的交叉、融和

7、、开展与运用的结果，也是制造企业、制造系统与消费过程、消费系统不断实现数字化的必然趋势，其内涵包括三个层面：以设计为中心的数字化制造技术、以控制为中心的数字化制造技术、以管理为中心的数字化制造技术。数字化制造技术的内容如下：1、CAD计算机辅助设计CAD在早期是英文Computer Aided Drawing (计算机辅助绘图)的缩写，随着计算机软、硬件技术的开展，人们逐渐的认识到单纯运用计算机绘图还不能称之为计算机辅助设计。真正的设计是整个产品的设计，它包括产品的构思、功能设计、构造分析、加工制造等，二维工程图设计只是产品设计中的一小部分。于是CAD的缩写由Computer Aided Dr

8、awing改为 Computer Aided Design，CAD也不再仅仅是辅助绘图，而是协助创建、修正、分析和优化的设计技术。 2、CAE计算机辅助工程分析CAE (Computer Aided Engineering)通常指有限元分析和机构的运动学及动力学分析。有限元分析可完成力学分析(线性.非线性.静态.动态)；场分析(热场、电场、磁场等)；频率呼应和构造优化等。机构分析能完成机构内零部件的位移、速度、加速度和力的计算，机构的运动模拟及机构参数的优化。3、CAM计算机辅助制造CAMComputer Aided Manufacture是计算机辅助制造的缩写，能根据CAD模型自动生成零件加

9、工的数控代码，对加工过程进展动态模拟、同时完成在实现加工时的干涉和碰撞检查。CAM系统和数字化配备结合可以实现无纸化消费，为CIMS计算机集成制造系统的实现奠定根底。CAM中最中心的技术是数控技术。通常零件构造采用空间直角坐标系中的点、线、面的数字量表示，CAM就是用数控机床按数字量控制刀具运动，完成零件加工。4、CAPP计算机辅助工艺规划世界上最早研讨CAPP的国家是挪威，始于1966年，并于1969年正式推出世界上第一个CAPP系统AutoPros，并于1973年正式推出商品化AutoPros系统。美国是60年代末开场研讨CAPP的，并于1976年由CAM-I公司推出颇具影响力的CAP-I

10、s Automated Process Planning系统。5、PDM产品数据库管理 随着CAD技术的推行，原有技术管理系统难以满足要求。在采用计算机辅助设计以前，产品的设计、工艺和运营管理过程中涉及到的各类图纸、技术文档、工艺卡片、消费单、更改单、采购单、本钱核算单和资料清单等均由人工编写、审批、归类、分发和存档，一切的资料均经过技术资料室进展一致管理。自从采用计算机技术之后，上述与产品有关的信息都变成了电子信息。简单地采用计算机技术模拟原来人工管理资料的方法往往不能从根本上处理先进的设计制造手段与落后的资料管理之间的矛盾。要处理这个矛盾，必需采用PDM技术。 PDM产品数据管理是从管理C

11、AD/CAM系统的高度上诞生的先进的计算机管理系统软件。它管理的是产品整个生命周期内的全部数据。工程技术人员根据市场需求设计的产品图纸和编写的工艺文档仅仅是产品数据中的一部分。PDM系统除了要管理上述数据外，还要对相关的市场需求、分析、设计与制造过程中的全部更改历程、用户运用阐明及售后效力等数据进展一致有效的管理。PDM关注的是研发设计环节。 6、ERP企业资源方案企业资源方案系统，是指建立在信息技术根底上，对企业的一切资源物流、资金流、信息流、人力资源进展整合集成管理，采用信息化手段实现企业供销链管理，从而到达对供应链上的每一环节实现科学管理。ERP系统集中信息技术与先进的管理思想于一身，成

12、为现代企业的运转方式，反映时代对企业合理调配资源，最大化地发明社会财富的要求，成为企业在信息时代生存、开展的基石。在企业中，普通的管理主要包括三方面的内容：消费控制方案、制造、物流管理分销、采购、库存管理和财务管理会计核算、财务管理。7、RE逆向工程技术 对实物作快速丈量，并反求为可被3D软件接受的数据模型，快速创建数字化模型CAD。进而对样品进而作修正和详细设计，到达快速开发新产品的目的。属于数字化丈量领域。 8、RP快速成型快速成型Rapid Prototyping技术是90年代开展起来的，被以为是近年来制造技术领域的一次艰苦突破，其对制造业的影响可与数控技术的出现相媲美。RP系统综合了机

13、械工程、CAD、数控技术，激光技术及资料科学技术，可以自动、直接、快速、准确地将设计思想物化为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而可以对产品设计进展快速评价、修正及功能实验，有效地缩短了产品的研发周期。四、数字化技术的未来开展趋势随着计算机和网络技术的开展,使得基于多媒体计算机系统和通讯网络的数字化制造技术为现代制造系统的并行作业、分布式运转、虚拟协作、远程操作与监视等提供了能够。数字化制造技术与产品的开展趋势如下:(1)制造信息的数字化,将实现CAD /CAPP /CAM /CAE的一体化,使产品向无图纸制造方向开展,如产品CAD数据经过校核,直接传送给数控机床完成加工就是一例;(2)经过

14、局域网实现企业内部并行工程,经过Internet建立跨地域的虚拟企业,实现资源共享,优化配置,使制造业向互联网辅助制造方向开展;(3)将数字化技术注入传统产品,开发新产品,无论从工业配备和人民生活需求都是社会开展的趋势。特别是在我国,国家在数字配备和数字制造的根底研讨方面应加大资助力度,建立国家级的研讨中心和工程中心;与数字地球、数字流域、数字城市等数字技术相顺应,大力开展和运用适宜我国国情和国防建立的数字制造技术和精细、艰苦数字配备;特别注重人才队伍建立,大力培育一批具有创新认识、思想活泼、立足国内的从事数字制造根底研讨的高科技人才;积极开展数字制造的国际交流和协作,尽快提高我国数字制造的研

15、讨程度。实现我国制造业的跨跃式开展。1.数字化制造技术在国内外的研讨现状。【参考文献】 1学昌,习俊通. 基于点云数据的复杂型面数字化检测技术研讨 J . 计算机集成制造2建成. 浅析科技型中小企业的信息化 J . CAD /CAM与制造业信息化.2005.3王莉娟,宁汝新. 数字化制造中的PDM与CAPP集成技术 J . 航空制造技术,2005.4胡平. 车身部件快速仿真设计与数字化模具 J . 锻造与冲压, 2005.5建辉. 以数字化造船促进中国船舶工业跨越式开展 J . 上海造船,2005. 致 谢短暂的三年大学生活很快就要终了了，我曾多么憧憬愉快的学生时代，如今当本人临近毕业时，我又

16、留恋曾经流逝的三年学生生涯。本文是在单文化教师悉心指点和亲切关怀下，并且在实习期间得到公司有关指点的协助 ，经过不断的学习和修正完成的。教师严谨的学风，渊博的学问，谦逊的为人，丰富的实际阅历，高瞻远瞩、敏锐的科学目光，将是我永远学习的楷模；教师乐观、耿直、朴实的生活态度，令我深深敬仰。教师的谆谆教导，将使我终生受害。在此，谨致以衷心的赞赏和崇高的敬意。明达学院的各位教师以及实习所在单位指点给了我很大协助 和启示，使我学到更多的知识，从而顺利的完成毕业论文。在此一并表示衷心的赞赏。祝愿他们身体安康，任务顺利，事业上获得更大胜利。我还要深深赞赏我的家人和同窗，是他们给予了我物质上的资助和精神上的鼓励，使我得以顺利完成学业。再次真诚地赞赏一切在我三年读书期间协助 过我的教师、同窗和朋友。明达职业技术学院毕业论文数字化技术的现状与开展趋势专 业 机电一体化技术 学生姓名 骆宏伟 班 级 07机电2 学 号 62073221 指点教师