何謂數字制造？
http://www.moduwu.com 2012-10-22 15:46 來源：周祖德 余文勇 陳幼平/《中國機械工程》
所謂數字制造，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的整個制造過程。也就是說，數字制造實際上就是在對制造過程進行數字化的描述而建立起的數字空間中完成產品的制造過程。
數字制造的概念，首先來源于數字控制技術(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并實現控制的技術。它不僅控制位置、角度、速度與機械量，也可控制溫度、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、可控的。如果一臺設備實現其自動工作過程的命令是以數字形式來描述的，則稱其為數控設備。顯而易見，這遠不是數字制造，卻是數字制造的一個十分重要的基礎。
隨著數控技術的發展，又出現了對多臺機床，用一臺（或幾臺）計算機數控裝置進行集中控制的方式，即所謂直接數字控制(DNC)。為適應多品種、小批量生產的自動化，發展了若干臺計算機數控機床和一臺工業機器人協同工作，以便加工一組或幾組結構形狀和工藝特征相似的零件。從而構成所謂柔性制造單元(FMC)，借助一個物流自動化系統，將若干柔性制造單元或工作站連接起來實現更大規模的加工自動化就構成了柔性制造系統。以數字量實現加工過程的物料流、加工流和控制流的表征、存儲與控制，就形成了以控制為中心的數字制造觀。
由于計算機的發展以及計算機圖形學與機械設計技術的結臺，產生了以數據庫為核心，以交互式圖形系統為手段，以工程分析計算為主體的一體化的計算機輔助設計(CAD)系統。CAD系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的產生和發展為制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制造、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，并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)。將包括制造、檢測、裝配等方面的所有規劃，以及面向產品設計、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，并被制造過程的全階段所共享，從而形成了所謂CAD／CAM／CAPP。這就是基于產品設計的數字制造觀。
從數字制造的概念出發，可以清楚地看到，數字制造是計算機數字技術、網絡信息技術與制造技術不斷融合、發展和應用的結果，也是制造企業、制造系統和生產系統不斷實現數字化的必然。對制造設備而言，其控制參數均為數字信號。對制造企業而言，各種信息（包括圖形、數據甚至知識和技能）均以數字的形式通過數字網絡在企業內部傳遞。對全球制造業而言，用戶通過數字網絡發布需求信息，各大中小型企業則通過數字網絡根據需求，優勢互補，動態組合，迅速敏捷地協同設計制造出相應的產品。在數字制造環境下，在廣域內形成了一個由數字織成的網，個人、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、制造、銷售過程中所賦予的數字信息成為主宰制造業的最活躍的驅動因素。另一方面，數字制造包含了以控制為中心的數字制造、以設計為中心的數字制造和以管理為中心的數字制造。當前，網絡制造是數字制造的全球化實現，虛擬制造是數字工廠和數字產品的一種具體體現，而電子商務制造是數字制造的一種動態聯盟。
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