數(shù)字化制造技術(shù)精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇數(shù)字化制造技術(shù)，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化；先進(jìn)制造；機械；信息化

【Abstract】This paper presents the key feature of advanced manufacturing technology. The relationship of advanced manufacturing technology and digital technology were discussed. The status and development of the digital technology and advanced manufacturing technology were analyzed. Pointing out that digital manufacturing is the core technology of the advanced manufacturing technology. Several key technologies in the digital manufacturing system were specifically discussed.

【Keywords】Digital technology； Advanced Manufactories Technology； Mechanical Manufacture； Informatization

1 先進(jìn)制造技術(shù)的含義

先進(jìn)制造技術(shù)AMT（Advanced Manufactories Technology）是指以提高制造企業(yè)綜合效益為目的，綜合利用信息、能源、環(huán)保等高新技術(shù)以及現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)，對傳統(tǒng)制造過程中及產(chǎn)品的整個壽命周期中的使用、維護(hù)、回收、利用等有關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行研究并發(fā)行的所有適用技術(shù)的總稱[1-2]。

相對傳統(tǒng)制造技術(shù)，數(shù)字化制造技術(shù)是一項融合數(shù)字化技術(shù)和制造技術(shù)，且以制造工程科學(xué)為理論基礎(chǔ)的重大的制造技術(shù)革新，是先進(jìn)制造技術(shù)的核心。數(shù)字化先進(jìn)制造是在計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與制造技術(shù)的不斷融合、發(fā)展和廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上誕生的。它是對制造過程進(jìn)行數(shù)字化的描述，將制造信息采用數(shù)字化的表征、存儲、處理、傳遞和加工，從而在數(shù)字空間中完成產(chǎn)品的制造過程[3-6]。

2 數(shù)字化是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)

2.1 先進(jìn)制造技術(shù)的基本特征

先進(jìn)制造技術(shù)包括以下五個基本特征。

（1）先進(jìn)性。制造工藝作為先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)，必須是經(jīng)過優(yōu)化的先進(jìn)工藝。先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)必須是優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔工藝，它從傳統(tǒng)制造工藝發(fā)展起來，并與新技術(shù)實現(xiàn)了局部或系統(tǒng)集成。

（2）通用性。先進(jìn)制造技術(shù)不是單獨分割在制造過程的某一環(huán)節(jié)，它覆蓋了產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)設(shè)備、加工制造、銷售使用、維修服務(wù)，甚至回收整個過程。

（3）系統(tǒng)性。隨著微電子、信息技術(shù)的引入，先進(jìn)制造技術(shù)的駕馭信息生成、采集、傳遞、反饋、調(diào)整的信息流動過程。先進(jìn)制造技術(shù)是可以駕馭生產(chǎn)過程的物質(zhì)流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。

（4）集成性。先進(jìn)制造技術(shù)由于專業(yè)、學(xué)科間的不斷滲透、交叉、融合，界限逐漸淡化甚至消失，技術(shù)趨于系統(tǒng)化、集成化，已發(fā)展成為集機械、電子、信息、材料和管理技術(shù)為一體的新興交叉學(xué)科。

（5）技術(shù)與管理的更緊密結(jié)合。對市場變化做出更敏捷的反應(yīng)及對最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的追求，使先進(jìn)制造技術(shù)十分重視生產(chǎn)過程組織管理體制的合理化和最佳化。

2.2 基于數(shù)字化的先進(jìn)制造技術(shù)

數(shù)字化制造技術(shù)符合先進(jìn)制造技術(shù)的上述五個基本特征。先進(jìn)制造技術(shù)時代是數(shù)字化信息的時代，數(shù)字化技術(shù)是數(shù)字的生產(chǎn)、采集、存貯、變換、傳遞、處理及廣泛利用的新興科技領(lǐng)域。制造業(yè)從50年代數(shù)控機床的發(fā)明，標(biāo)志著機械制造業(yè)向著數(shù)字化走出了第一步，隨后制造信息化沿著三個方面推進(jìn)，一是現(xiàn)場生產(chǎn)方面，如：NC/CNC/DNC/PLC/FMS/AC等；二是產(chǎn)品和工藝設(shè)計方面，如APT/CAD/CAM/CAE等；三是生產(chǎn)管理和集成方面，如MRP/PDM/ERP/CIMS等。可以說信息技術(shù)改變了當(dāng)代制造業(yè)的面貌。

3 數(shù)字化是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的核心

3.1 數(shù)字化先進(jìn)制造的核心技術(shù)

數(shù)字化是先進(jìn)制造技術(shù)的核心，它是在計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與制造技術(shù)的不斷融合、發(fā)展和廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上誕生的。數(shù)字化先進(jìn)制造主要包括以下幾個核心技術(shù)[4，6]：

（1）制造過程的建模與仿真。制造過程的建模與仿真是在一臺計算機上用解析或數(shù)值的方法表達(dá)或建模制造過程，建模通常基于制造工藝本身的物理和化學(xué)知識，并為實驗所驗證。

（2）網(wǎng)絡(luò)化敏捷設(shè)計與制造。利用快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，改善企業(yè)對市場的響應(yīng)性。我國企業(yè)向國際接軌就必須在此領(lǐng)域開展研究，盡快掌握并趕上國外先進(jìn)水平。

（3）虛擬產(chǎn)品開發(fā)。虛擬產(chǎn)品開發(fā)有四個核心要素：數(shù)字化產(chǎn)品和過程模型、產(chǎn)品信息管理、高性能計算與通訊和組織、管理的改變。

3.2 數(shù)字化對先進(jìn)制造技術(shù)的實現(xiàn)

（1）數(shù)字制造的全球?qū)崿F(xiàn)―網(wǎng)絡(luò)制造。隨著數(shù)字化技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及交通運輸事業(yè)的迅速發(fā)展，這些企業(yè)可利用協(xié)同工作技術(shù)，在一定的時間、一定的空間內(nèi)，利用計算機網(wǎng)絡(luò)，小組成員共享通過數(shù)字網(wǎng)絡(luò)在企業(yè)內(nèi)部傳遞的知識與信息。

（2）數(shù)字制造的動態(tài)聯(lián)盟―敏捷制造。為實現(xiàn)高增值、高產(chǎn)品質(zhì)量及優(yōu)質(zhì)服務(wù)，只有借助于高性能計算機和高速網(wǎng)絡(luò)，在數(shù)字化環(huán)境中，充分利用其他企業(yè)制造過程的信息流和數(shù)據(jù)庫等有用的數(shù)字化資源，才能對變化市場做出快速的響應(yīng)。對于某些產(chǎn)品一個企業(yè)不可能快速、經(jīng)濟(jì)地獨立開發(fā)和制造其全部，必須根據(jù)任務(wù)，由一個公司的某些部門或不同公司按資源、技術(shù)和人員的最優(yōu)配置。于是，一種以數(shù)字制造為平臺的先進(jìn)制造技術(shù)即數(shù)字制造的動態(tài)聯(lián)盟―敏捷制造嶄露頭角。

（3）數(shù)字制造的計算機實現(xiàn)―虛擬制造。數(shù)字化表征與傳遞、建模與仿真是數(shù)字制造的核心科學(xué)問題。這種能實現(xiàn)制造形狀與過程的數(shù)字化表征、非符號化制造知識的表征、制造信息的可靠獲取及其傳遞的、由整個制造信息形成的數(shù)字空間，為計算機和計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用提供了用武之地。

（4）數(shù)字制造的快速實現(xiàn)―快速原型制造。制造業(yè)面臨兩個重要的挑戰(zhàn)：一是要大大減少開發(fā)時間，二是產(chǎn)品的個性化。雖然計算機輔助設(shè)計和制造（CAD和CAM）已在很大程度上改善了傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計和制造方法，但在計算機輔助設(shè)計和計算機輔助制造集成實踐過程中仍有許多障礙。

虛擬制造技術(shù)在計算機上實現(xiàn)了產(chǎn)品實際的制造過程，對縮短產(chǎn)品開發(fā)的周期、減少開發(fā)費用、提高市場競爭能力做出了重大貢獻(xiàn)。通過長期的探索與實踐，催生了制造技術(shù)上的又一次新的變革―快速成型制造技術(shù)。

（5）數(shù)字制造的環(huán)保化實現(xiàn)―綠色設(shè)計與制造。制造業(yè)為人類的繁榮昌盛做出了巨大貢獻(xiàn)的同時，每年產(chǎn)生了近55億噸的無害廢品和7億噸的有害廢品。因此，為了有效地保護(hù)環(huán)境，一定要在制造的各個階段進(jìn)行污染控制。有必要使用能在各個階段評估環(huán)境被影響的后果的工具和方法學(xué)來支持設(shè)計和制造，一種具有意識的先進(jìn)制造技術(shù)―綠色設(shè)計與制造ECD&M （EnvironmentallyConscious Design and Manufacturing ）。

4 數(shù)字化是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的未來

目前，計算機和網(wǎng)絡(luò)已成為制造業(yè)企業(yè)的基礎(chǔ)環(huán)境和重要手段，目前世界500強企業(yè)無一例外地建立了內(nèi)部網(wǎng)。制造業(yè)在知識經(jīng)濟(jì)到來時呈現(xiàn)明顯的信息化趨勢，可以說信息技術(shù)在促進(jìn)當(dāng)代制造業(yè)發(fā)展過程中的作用是第一位的，信息技術(shù)將在更深層次上滲透和改造傳統(tǒng)制造業(yè)。

當(dāng)前，數(shù)字化制造正在深入發(fā)展，其主要趨勢呈以下四點：

（1）由二維向三維的轉(zhuǎn)變―形成以MBD/MBI（Model Based Definition，MBD 基于模型的定義/Model-BasedInstructions，MBI基于模型的作業(yè)指導(dǎo)書）為核心的設(shè)計與制造。MBD是用集成的三維實體模型來完整的表達(dá)產(chǎn)品生命周期各階段的產(chǎn)品定義技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為設(shè)計人員服務(wù)，解決的是要制造什么的問題；MBI是以三維模型表達(dá)的車間工作規(guī)范和方法，為加工、裝配、檢測人員服務(wù)，解決的是怎么制造的問題。MBD/MBI技術(shù)將使工程技術(shù)人員從繁瑣的二維圖紙和表格文化中解放出來，可將更多精力轉(zhuǎn)移到需求分析和產(chǎn)品創(chuàng)新研發(fā)上。

（2）真正并行和協(xié)同的實現(xiàn)-數(shù)字化制造中的直觀可視化工作環(huán)境以及建模和仿真技術(shù)，為并行和協(xié)同工作提供了友好的協(xié)同工作環(huán)境及有效的實驗驗證手段和評估優(yōu)化工具。數(shù)字化制造是制造業(yè)信息化發(fā)展的新階段，也是目前制造業(yè)的重要發(fā)展方向，如精密化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、極端化等，無一不與數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。

（3）數(shù)字化裝配與維修的應(yīng)用―裝配是產(chǎn)品生命周期中的重要環(huán)節(jié)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR， Virtual Reality）的發(fā)展為解決裝配序列規(guī)劃和裝配性能仿真提供新的思路和方法，虛擬裝配技術(shù)可在無物理樣機的情況下對產(chǎn)品可裝配性、可拆卸性、可維修性和裝配過程中的裝配精度、裝配性能等進(jìn)行分析、預(yù)測和驗證，并支持面向生產(chǎn)現(xiàn)場的裝配工藝過程的動態(tài)仿真、規(guī)劃與優(yōu)化。目前虛擬裝配技術(shù)已從簡單的幾何裝配正朝著考慮精度、物性、過程、環(huán)境等多方面因素的裝配技術(shù)方向發(fā)展，這是推進(jìn)虛擬裝配技術(shù)實用化發(fā)展的重要一步。

（4）數(shù)字化車間與數(shù)字化工廠―數(shù)字化工廠是數(shù)字化制造技術(shù)在車間和和工廠集成應(yīng)用和高效運營的全新生產(chǎn)模式。它在三維工藝過程、工藝裝備、生產(chǎn)線布局和生產(chǎn)管理綜合優(yōu)化和集成的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)產(chǎn)品在工廠、車間和生產(chǎn)線上由設(shè)計到制造的數(shù)字化執(zhí)行、管理和控制問題，是實現(xiàn)企業(yè)挖潛和增效的最有效形式。目前，生產(chǎn)線建模仿真技術(shù)和車間布局規(guī)劃已日益受到重視，它為高效物流實施以及精益生產(chǎn)、可重構(gòu)制造、單元化制造等先進(jìn)制造模式提供科學(xué)分析工具，尤其對多品種、變批量和混線生產(chǎn)等復(fù)雜生產(chǎn)模式具有重要指導(dǎo)意義。

5 結(jié)束語

先進(jìn)制造技術(shù)是改造傳統(tǒng)制造業(yè)的有效手段，為了有效地在我國利用先進(jìn)制造技術(shù)改造傳統(tǒng)制造業(yè)，需要明確研究、開發(fā)和應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)的重點。綜觀以上先進(jìn)制造技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展，可以看出數(shù)字制造實為先進(jìn)制造技術(shù)的核心技術(shù)，是實施其他先進(jìn)制造技術(shù)的平臺。

數(shù)字化先進(jìn)制造技術(shù)是席卷全球的數(shù)字化浪潮中的重要一環(huán)，其本質(zhì)是支持?jǐn)?shù)字化或信息化制造業(yè)的技術(shù)。充分運用當(dāng)代數(shù)字化技術(shù)，大力發(fā)展數(shù)字化先進(jìn)制造技術(shù)符合本世紀(jì)制造業(yè)的發(fā)展趨勢。

【參考文獻(xiàn)】

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關(guān)鍵詞：數(shù)字化；制造技術(shù)；汽車；質(zhì)量管理

1數(shù)字化制造技術(shù)的內(nèi)容

通常情況下，認(rèn)為數(shù)字化制造技術(shù)的技術(shù)基礎(chǔ)是計算機的虛擬制造，利用虛擬的功能，在沒有制作樣品的情況下，對產(chǎn)品的設(shè)計、制造、安裝、質(zhì)量檢測等階段進(jìn)行模擬，降低產(chǎn)品從設(shè)計到制造之間的不確定性[1]。在計算機的模擬技術(shù)中，生產(chǎn)制造的過程在數(shù)字空間壓縮和提前，并得到檢驗，能夠提前發(fā)現(xiàn)在實際的生產(chǎn)制造中可能會出現(xiàn)的問題，并及時改善，使實際的生產(chǎn)過程和生產(chǎn)系統(tǒng)得到優(yōu)化，在節(jié)約研發(fā)費用和研發(fā)時間的基礎(chǔ)上提高設(shè)計的成功率。

2數(shù)字化制造技術(shù)的具體工作流程

數(shù)字化工廠系統(tǒng)是數(shù)字化制造技術(shù)在工藝領(lǐng)域的綜合運用，也為汽車的供應(yīng)商和制造商提供一個共享工藝信息的開放平臺，企業(yè)在這個平臺上能夠?qū)崿F(xiàn)制造各個流程的模擬，并且共享制造的信息，順利制造產(chǎn)品。數(shù)字化制造技術(shù)的具體流程包括：①從設(shè)計部門獲取產(chǎn)品（汽車）的數(shù)據(jù)；②從工裝工具和汽車生產(chǎn)部門獲得資源數(shù)據(jù)；③對制造工藝進(jìn)行規(guī)劃；④對制造工藝進(jìn)行驗證和仿真；⑤客戶化輸出。

3數(shù)字化制造技術(shù)在汽車制造中的實踐

數(shù)字化制造技術(shù)從汽車的開發(fā)到質(zhì)量檢測都能夠模擬，能夠大幅度提高汽車的開發(fā)質(zhì)量，因而得到在汽車制造中得到應(yīng)用普及。數(shù)字化制造技術(shù)在汽車制造流程中的應(yīng)用包括了質(zhì)量管理、沖壓、白車身、涂裝、總裝、動力總成。1）在沖壓中的應(yīng)用。仿真沖壓生產(chǎn)線能夠分析動態(tài)力、材料流，檢查模具干涉，從而對汽車的設(shè)計加以驗證。其主要優(yōu)點是：利用3D在設(shè)計階段就能夠更好地溝通，檢查早期設(shè)計錯誤、優(yōu)化運動學(xué)、工藝設(shè)計同步進(jìn)行、降低工作時間。2）在白車身中的應(yīng)用。汽車制造中白車身的制造主要是焊裝，通過自動分配焊點、自動選擇焊槍、可達(dá)性分析、離線編程等工具的使用，優(yōu)化管理白車身的工藝流程（設(shè)計、仿真、優(yōu)化、方案驗證），并將白車身制造過程中的信息及時更新、共享，加強生產(chǎn)線供應(yīng)商和主機廠的交流合作。3）在涂裝中的應(yīng)用。仿真涂裝生產(chǎn)線，利用可達(dá)性分析、離線編程、標(biāo)準(zhǔn)工序等工具動態(tài)分析涂裝流程，并對多種概率分布，比如正態(tài)、經(jīng)驗分布做統(tǒng)計分析，輸出相關(guān)的統(tǒng)計分析圖，利用這些分析圖優(yōu)化設(shè)計方案。4）在總裝中的應(yīng)用。數(shù)字制造技術(shù)在總裝生產(chǎn)線上主要是對生產(chǎn)工藝進(jìn)行規(guī)劃，包括定義裝配操作和裝配次序，分配需要裝配的零部件。在總裝中可以利用的技術(shù)有三維仿真分析、靜動態(tài)干涉分析、裝配間隙分析、支持生產(chǎn)裝配分析、工具可達(dá)性分析、裝配可視性分析等等，利用仿真人工裝配操作優(yōu)化操作的場地和裝配循環(huán)的時間，并且制定方案設(shè)計和排產(chǎn)計劃[2]。5）質(zhì)量管理。利用數(shù)字制造技術(shù)對汽車制造的質(zhì)量進(jìn)行管理，在設(shè)計上優(yōu)化公差和裝配方案，并以定義的質(zhì)量特征為依據(jù)；在離線的狀態(tài)下生產(chǎn)測量程序，供數(shù)控機床或者是坐標(biāo)測量機使用。對比CAD模型的尺寸信息，分析和優(yōu)化汽車的質(zhì)量控制。

4數(shù)字化制造技術(shù)在汽車質(zhì)量管理中的應(yīng)用

車身的質(zhì)量是汽車質(zhì)量控制的重點內(nèi)容，其中包括了鈑金連接強度、內(nèi)外觀性能、裝配難易性等，而這些又都和制造的精度有著密切關(guān)系[3]。控制汽車制造精度技術(shù)控制汽車各種尺寸，因此需要控制和管理尺寸偏差。汽車的機構(gòu)比較復(fù)雜，一般只看車身裝配就包括了四百個左右薄板沖壓零件、一百個左右裝配站、兩百個左右夾具和四五千個焊點，還包括內(nèi)外飾件，過多的零件會積累尺寸偏差，必須在汽車質(zhì)量控制的全過程對尺寸偏差實施管控。1）設(shè)計階段。在數(shù)字化制造技術(shù)中有一種叫做產(chǎn)品保質(zhì)設(shè)計的設(shè)計方法，利用仿真分析工具模擬原型，并將后續(xù)的制造問題也考慮在設(shè)計當(dāng)中，優(yōu)化設(shè)計方案和設(shè)計工藝。在設(shè)計中利用的仿真分析工具是3D尺寸鏈和仿真產(chǎn)品，在其制造和裝配的過程中對產(chǎn)品的尺寸偏差進(jìn)行預(yù)測，并分析導(dǎo)致偏差的原因，判斷設(shè)計的尺寸能不能夠達(dá)到要求，如果不能達(dá)到要求，就會給出整改方案。2）制造階段。在加工制造汽車的過程中，對質(zhì)量進(jìn)行控制的是CMM和CNC，CMM是指數(shù)字化的設(shè)置、仿真與模擬三坐標(biāo)測量儀，而CNC是指數(shù)控加工設(shè)備，利用這兩個設(shè)備做到制造階段的離線編程和在線監(jiān)測。3）汽車生產(chǎn)階段。跟蹤、分析和從工廠各類測量設(shè)備中獲取的生產(chǎn)質(zhì)量信息，利用對數(shù)據(jù)的深度關(guān)聯(lián)分析找出能夠解決問題的方案，在降低成本的同時提高汽車的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

5結(jié)束語

在汽車質(zhì)量管理中，數(shù)字化制造技術(shù)是未來汽車行業(yè)會普遍應(yīng)用的技術(shù)，也是汽車行業(yè)在市場競爭和科技發(fā)展下的必然選擇。只有融合了高科技技術(shù)的汽車制造，才能夠滿足人們對汽車質(zhì)量的要求，保持汽車行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[2]周會霞,孫會玲.汽車質(zhì)量管理中數(shù)字化制造技術(shù)的實踐[J].科研,2016(8):82.

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關(guān)鍵詞：數(shù)字化；人機協(xié)同；加工；制造；通信

一、數(shù)字化技術(shù)與自然人結(jié)合

數(shù)字化技術(shù)與自然人在車間生產(chǎn)中各有特點。數(shù)字化技術(shù)能夠?qū)囬g內(nèi)的控制信息、設(shè)備信息、庫存信息等進(jìn)行管理和控制，但是缺乏靈活性，而人卻能夠隨機應(yīng)變。將數(shù)字化技術(shù)控制的各種設(shè)備和數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)傳到自然人的數(shù)字化設(shè)備，自然人通過數(shù)字化設(shè)備能夠全面的掌握車間的運行狀態(tài)。

二、數(shù)字化人的特點

因為數(shù)字化設(shè)備與自然人結(jié)合后，人成為車間內(nèi)的移動控制者，他能夠不斷地來回移動，對正在運行的設(shè)備狀況進(jìn)行隨時監(jiān)控，也能夠?qū)Ξa(chǎn)品加工工藝進(jìn)行調(diào)整。車間內(nèi)采用的無線局域網(wǎng)技術(shù)，使得人的這種移動控制成為可能。軟件上車間各種信息應(yīng)能快速反映到數(shù)字設(shè)備上，并按照人的操作發(fā)出指令，控制設(shè)備。

數(shù)字設(shè)備功能多，體積小，因此集成是必然的選擇。硬件上要集成多種芯片，包括WIFI、藍(lán)牙等通信芯片，還包括存儲器、處理器、其他模塊和各種接口、電池、顯示器等。軟件上要與上層工作站通信，發(fā)送各種信息，與設(shè)備通信，這么多功能都要集成在一款軟件之內(nèi)，占用資源要小，功能要齊全。

人在車間內(nèi)要能夠監(jiān)控所有運行設(shè)備，但現(xiàn)在企業(yè)內(nèi)加工設(shè)備往往五花八門，因此兼容性是非常重要的，也是非常難以實現(xiàn)的。其原因第一個是不同廠家的設(shè)備運行模式不同，要想兼容就要研究所有的通信協(xié)議，然后才能通信，從而獲取設(shè)備的信息并進(jìn)一步控制設(shè)備，單就這一步已經(jīng)極為困難；第二個，不同時期的設(shè)備控制方式是變化的，新的設(shè)備容易通信，舊的設(shè)備通信難度大。

另一個問題是操作問題，大量的各種設(shè)備，操作方式不同而且操作復(fù)雜，加之各種信息，使得實際上的操作任務(wù)是很繁重的，如果人機界面操作不簡易，那么很難完成所有任務(wù)。因此人機界面的易操作性非常重要，好的人機界面會給操作帶來便捷，從而提升工作效率。

三、以數(shù)字化設(shè)備為主導(dǎo)的人機協(xié)同制造

1.運行模式

數(shù)字化設(shè)備管理系統(tǒng)能夠?qū)囬g進(jìn)行監(jiān)控，但人腦的決策和判斷同樣重要而且無法為數(shù)字化系統(tǒng)實現(xiàn)。人不再是具體的操作加工設(shè)備，而是根據(jù)設(shè)備狀況，對工藝、物流等進(jìn)行安排和調(diào)整。數(shù)字化設(shè)備與人的結(jié)合，對設(shè)備之間的組合、加工工藝的規(guī)劃、數(shù)控加工程序、刀具工具的使用做出具體安排，并實時監(jiān)控。

2.以數(shù)字化設(shè)備人機協(xié)同制造的特點

傳統(tǒng)加工制造，所有的任務(wù)、工藝、操作都由管理層設(shè)定，下達(dá)到生產(chǎn)現(xiàn)場，這個過程中，最上層是辦公室里負(fù)責(zé)設(shè)計和工藝的管理層，下面設(shè)備層只是命令的執(zhí)行者，這是絕大部分的數(shù)字化制造中都采用的模式。

在新的加工制造模式中，上面的被顛覆，由于數(shù)字化設(shè)備連接了管理層和現(xiàn)場設(shè)備層，因此設(shè)備層的操作人員同樣是車間的管理者，并且由于操作人員更接近生產(chǎn)設(shè)備，可以直接觀察生產(chǎn)現(xiàn)場的狀況，因此對于車間的直接控制其效果還要優(yōu)于上面的管理層。

傳統(tǒng)車間，產(chǎn)品的設(shè)計人員一般在技術(shù)部門，而現(xiàn)場的操作人員則完全按照計劃完成加工任務(wù)，這使得加工中如果出現(xiàn)問題就無法及時的修補，帶來時間和經(jīng)濟(jì)上的損失。新的加工模式很好地解決了以上問題，生產(chǎn)工藝的制定者是身處生產(chǎn)第一線的操作數(shù)字化設(shè)備的人員，這樣的工作人員通過對數(shù)字化設(shè)備監(jiān)控車間，發(fā)現(xiàn)問題能及時處理，消除了設(shè)計人員和操作人員間的距離，減少了處理問題的時間，提高了生產(chǎn)效率。

數(shù)字化設(shè)備與人的結(jié)合，最大限度地彌補了數(shù)字化設(shè)備和自然人各自的缺點，發(fā)揮了二者的長處和優(yōu)點，最大限度的使得通信技術(shù)和人的判斷得以結(jié)合，為新一代的生產(chǎn)制造模式提供了良好的平臺，是新型制造技術(shù)發(fā)展的重要方向，一部分已經(jīng)為現(xiàn)代企業(yè)所采用，其余的也必將成為制造業(yè)未來發(fā)展的潮流之一。

參考文獻(xiàn)：

[1]雷源忠.我國機械工程研究進(jìn)展與展望[J].機械工程學(xué)報，2009（5）：1―11.

篇4

關(guān)鍵詞：項目型制造業(yè)；數(shù)字化項目制造；大規(guī)模定制

一、引言

當(dāng)前中國項目型制造業(yè)發(fā)展勢頭迅猛，主要得益于兩大原因。一是中國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，目前中國的城鎮(zhèn)化率已從2000年的36.2%提高到了47.6%，但是和國際平均65%的水平還有較大差距，和發(fā)達(dá)國家70%～80%的城鎮(zhèn)化率差距更大，所以未來20年加快推進(jìn)城鎮(zhèn)化將成為項目型制造行業(yè)的主戰(zhàn)場。其次是國家對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入的加大，2009年在電力、交通、水利等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的拉動下建設(shè)規(guī)模達(dá)到了64.7萬億，比上年增長29.8%；而項目型制造業(yè)承擔(dān)了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的最重要任務(wù)。“十二五”期間，國家仍會在改善民生、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、中西部地區(qū)開發(fā)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)方面加大投入力度。

適應(yīng)個性化需求、解決客戶最終目標(biāo)為導(dǎo)向的EPC模式（設(shè)計、采購、生產(chǎn)、建造、安裝、維護(hù)、服務(wù)一攬子解決方案）已成為一種新型的項目型制造模式；項目制造是一種面向訂單設(shè)計的生產(chǎn)制造模式。項目制造以滿足客戶個性化需求為目標(biāo)，其產(chǎn)品（如大型專用設(shè)備、飛機、船舶和坦克等）是根據(jù)客戶要求定制的。項目制造具有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，對資源計劃、能力平衡、成本控制與交貨期控制要求高等特點。

數(shù)字化項目型制造是以信息化為基礎(chǔ)、以項目管理思想為核心的項目技術(shù)管理、項目供應(yīng)鏈、項目生產(chǎn)、項目成本管理和控制問題的綜合解決方案，重點支持項目管理與業(yè)務(wù)的集成、支持多種及其混合的制造模式（如按單設(shè)計、按單組裝、按單生產(chǎn)、預(yù)測生產(chǎn)、預(yù)投生產(chǎn)、項目關(guān)鍵件計劃等），強化基于項目的計劃排程和優(yōu)化，強調(diào)項目驅(qū)動的采購和物料控制，從而實現(xiàn)項目成本的管理和基于項目的成本控制。而國內(nèi)項目制造業(yè)的數(shù)字化制造水平與發(fā)達(dá)國家的差距還十分顯著，尚未走出傳統(tǒng)工業(yè)的大量消耗資源老路。而傳統(tǒng)ERP管理還無法支撐數(shù)字化制造需求。因此，以目標(biāo)管理為導(dǎo)向、以技術(shù)管理為核心、以項目管理為基礎(chǔ)、以客戶管理為主線的數(shù)字化項目制造平臺已成為支撐新型現(xiàn)代項目型制造業(yè)的轉(zhuǎn)型最重要的手段。

二、數(shù)字化項目制造平臺的全流程管理

數(shù)字化項目制造平臺圍繞整個項目制造的全程規(guī)劃、執(zhí)行、監(jiān)管和控制，主要適合于合同制造和按訂單設(shè)計的項目型制造企業(yè)，同時在航空、國防、船舶和鋼構(gòu)也需要項目制造的全面解決方案。

首先是項目前期的客戶需求管理，包括投標(biāo)、商務(wù)和技術(shù)報價、項目可行性論證、客戶訂單管理；其次是技術(shù)設(shè)計管理，包括產(chǎn)品配置管理和兩層工藝路線設(shè)計、工程變更管理和生產(chǎn)準(zhǔn)備；第三是項目生產(chǎn)制造管理，包括項目網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度控制、項目生產(chǎn)計劃、外協(xié)管理、裝配或部裝的管理、項目成本控制；第四是項目敏捷供應(yīng)鏈管理，包括預(yù)采購計劃、協(xié)同生產(chǎn)和供應(yīng)計劃、發(fā)運過程跟蹤、項目質(zhì)量追蹤追溯；第五是項目的安裝和交付，包括現(xiàn)場安裝管理、現(xiàn)場調(diào)試管理、產(chǎn)品交付和售后維護(hù)服務(wù)支持。

因此， 數(shù)字化項目制造解決方案重點包括技術(shù)管

理（物料主文件ITEMDATA、物料清單BOM、工藝路線ROUTING、參數(shù)化產(chǎn)品配置管理、工程變更等）、敏捷詢單、主生產(chǎn)計劃MPS，物料需求計劃MRP、能力需求計劃CRP、車間作業(yè)控制SFC、支持流水線的重復(fù)式生產(chǎn)、制造執(zhí)行系統(tǒng)、產(chǎn)品質(zhì)量管理（包括質(zhì)量檢驗和試驗、過程質(zhì)量控制、質(zhì)量的追蹤和追溯）、能源管理、敏捷詢單、樣品管理及協(xié)同生產(chǎn)。

數(shù)字化項目制造特點決定了信息化解決方案還必須具備以下性能：①快速的市場響應(yīng)能力，解決方案的敏捷性是項目制造企業(yè)的主要競爭能力；②安全性，因為項目制造的產(chǎn)品是以裝備、國防、航空航天為主的國家重點行業(yè)，因此在這方面都有特殊的要求；③可靠性要求高，對于大型復(fù)雜項目，數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)維護(hù)困難，與PDM或PLM系統(tǒng)集成是保證數(shù)據(jù)同步的及時性、一致性，準(zhǔn)確性要求高，減少手工干預(yù)并減少錯誤，從而提高工作效率；④靈活性，項目制造企業(yè)的產(chǎn)品復(fù)雜，涉及的領(lǐng)域多，因此不可能由一個軟件或一家軟件提供商解決所有的項目制造問題，所以解決方案必須具備較強的靈活性、可配置性、可操作性。

三、數(shù)字化項目制造的關(guān)鍵技術(shù)

雖然以裝備制造業(yè)為代表的我國項目制造企業(yè)國際競爭能力正在不斷提升，但是仍然面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，主要問題有自主創(chuàng)新能力較弱，對外存在高度的依賴性，核心技術(shù)受制于人；粗放式的管理沒有根本轉(zhuǎn)變，片面追求發(fā)展規(guī)模和速度，尚未走出傳統(tǒng)工業(yè)化大量消耗資源的老路，整體素質(zhì)有待提高，產(chǎn)業(yè)集中度低、基礎(chǔ)薄弱，高新技術(shù)與傳統(tǒng)裝備工業(yè)改造的結(jié)合度低，制造業(yè)信息化程度不高。即使實施了ERP管理的項目制造企業(yè)盡管在財務(wù)管理、人力資源管理、辦公自動化方面取得了一定的成果，但仍然存在使用不方便、成功率低等現(xiàn)象，拋開企業(yè)對信息化不重視、或者實施規(guī)范性差等原因，針對采用通用ERP軟件的項目制造的信息化解決方案本身的主要問題是：①關(guān)鍵需求缺乏適合的解決方案，例如由于無法事先預(yù)測顧客可能要求的所有產(chǎn)品配置，結(jié)果造成大量人力輸入一些只能用一次、甚至從來沒有客戶訂購過的產(chǎn)品，造成效率低下和過高的維護(hù)與管理成本；②軟件功能與項目制造企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營特點不匹配，例如缺乏項目進(jìn)度監(jiān)控功能，容易造成訂單脫期；由于缺乏動態(tài)的成本預(yù)測，造成產(chǎn)品報價的盲目性；③缺乏熟悉項目制造企業(yè)特點的高級管理咨詢顧問，無法理解兩層工藝路線；④項目制造信息化全面解決方案的實施沒有和項目制造企業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型接軌，例如向聯(lián)盟體協(xié)同生產(chǎn)和服務(wù)型制造的轉(zhuǎn)型。

因此，數(shù)字化項目制造的關(guān)鍵技術(shù)的技術(shù)路線如圖2所示。

（1）基于敏捷詢單的項目報價管理：敏捷詢單（Agile Order Response，簡稱AOR）技術(shù)是面對客戶的詢單和招標(biāo)請求時，應(yīng)用異構(gòu)環(huán)境工作流技術(shù)使制造企業(yè)能夠快速、準(zhǔn)確地捕捉客戶需求，并對這些需求提出合理的解決方案，提交相關(guān)的技術(shù)文檔并及時回應(yīng)客戶的請求。主要特點是：快速響應(yīng)客戶的需求；快速排產(chǎn)計算來預(yù)測交貨期；快速的成本估算和報價；使客戶能夠了解項目訂單的生產(chǎn)進(jìn)度。

（2）支持大規(guī)模定制的技術(shù)管理：大規(guī)模定制（Mass Customization，簡稱MC，又稱為大批量定制）是一種接近于大批量生產(chǎn)的高速度和低成本、滿足客戶的個性化要求的生產(chǎn)方式。首先它能夠生產(chǎn)大量的不同變體產(chǎn)品，其次滿足客戶做期望的各種可能的、特定的最終產(chǎn)品，第三由于是大量生產(chǎn)，因此制造成本是低的項目制造產(chǎn)品的工程技術(shù)管理模型。

（3）支持工程變更的PLM/PDM集成技術(shù)：產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（Product Data Management，簡稱PDM）是一個用于追蹤和管理零件配置、物料清單還有版本和產(chǎn)品設(shè)計歷史的系統(tǒng)。它設(shè)計版本，分發(fā)設(shè)計數(shù)據(jù)到多個生產(chǎn)基地，并且以閉環(huán)的方式管理對設(shè)計的變更。它提供的基礎(chǔ)功能來控制設(shè)計循環(huán)流程和管理變更。PLM/PDM還必須與ERP集成。

（4）支持參數(shù)化的產(chǎn)品配置管理：參數(shù)化產(chǎn)品配置是

在模塊化設(shè)計的基型產(chǎn)品基礎(chǔ)上，通過變型設(shè)計和模塊化組件的選配實現(xiàn)滿足客戶不同需求的最終產(chǎn)品組合的過程。依據(jù)用戶指定的規(guī)則對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行匹配，生成最終配置產(chǎn)品的物料清單BOM、物料屬性、事物特征表、工藝路線等。它把產(chǎn)品定義的全部數(shù)據(jù)，包括幾何信息、技術(shù)說明、工藝文件、合同訂單和質(zhì)量文件等，都與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)建立了聯(lián)系，使用戶能夠很方便地知道某一項變化所造成的影響。

（5）支持兩層工藝路線的工藝路線管理技術(shù)：兩層工藝路線主要是指大型成套裝備橫跨各部機和設(shè)備專業(yè)制造工廠生產(chǎn)協(xié)作的第一層工藝路線，和各工廠內(nèi)部各工步組成的第二層工藝路線。從項目管理的解決方案的角度，第一層工藝路線設(shè)計實質(zhì)就是項目工作結(jié)構(gòu)分解WBS的制定，而第二層工藝路線設(shè)計就是項目活動的定義。因此，要支持兩層工藝路線關(guān)鍵必須實現(xiàn)多項目進(jìn)度協(xié)同技術(shù)。

（6）支持多工廠的生產(chǎn)進(jìn)度計劃：項目型制造業(yè)的多工廠的協(xié)同生產(chǎn)是最普遍的特點，數(shù)字化項目制造必須支持兩層主生產(chǎn)排程，上層主生產(chǎn)計劃重點解決以總成套為主的跨各專業(yè)制造工廠之間的協(xié)同多工廠生產(chǎn)計劃，第二層主生產(chǎn)計劃是各專業(yè)廠內(nèi)部的主生產(chǎn)排程。

（7）支持按訂單設(shè)計的項目合同管理： 按訂單設(shè)計（Engineer To Order，簡稱ETO，又稱為按訂單定制、專項設(shè)計）是一種根據(jù)客戶訂單進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計、采購、制造、裝配、發(fā)運的生產(chǎn)模式。客戶在招標(biāo)或下訂單時提出產(chǎn)品的功能和規(guī)格要求參數(shù)，企業(yè)根據(jù)客戶需求進(jìn)行產(chǎn)品和工藝設(shè)計，設(shè)計結(jié)果經(jīng)雙方認(rèn)可，簽訂合同后才進(jìn)行生產(chǎn)、采購、裝配、發(fā)運、現(xiàn)場調(diào)試、交付、后期運行維護(hù)支持。按訂單設(shè)計的項目合同管理重點是按照項目各階段進(jìn)度實現(xiàn)價值的資金計劃、結(jié)算、支付、決算的管理。

（8）基于項目看板的項目定義：項目看板是對整個項目生命周期的實時管控，重點支持項目制造現(xiàn)場的視頻監(jiān)控與隱患分析、資源優(yōu)化配置和制造信息實時公告。

（9）支持WBS的項目資源計劃：項目制造中必須實現(xiàn)設(shè)備、工裝模具、資金、關(guān)鍵工種技工等項目關(guān)鍵資源計劃，而基于工作結(jié)構(gòu)分解WBS驅(qū)控創(chuàng)新技術(shù)是實現(xiàn)項目資源計劃的關(guān)鍵，因此必須突破傳統(tǒng)項目管理軟件無法實現(xiàn)的企業(yè)級多項目物資需求、人力資源、費用預(yù)算的資源優(yōu)化和業(yè)務(wù)流程協(xié)同。

（10）支持軟/硬追溯的項目MRP：項目MRP（Project Material Requirement Planning）在項目型制造中，創(chuàng)新的提出以單個項目或訂單為需求進(jìn)行物料需求計劃計算的方法，主要用于項目報價中的交貨期預(yù)測，以及頻繁插單的項目生產(chǎn)計劃安排。可快速響應(yīng)市場需求，并可對項目中的產(chǎn)品、零部件和原材料進(jìn)行追蹤。這里的硬追溯指所有的庫存的物料都必須和項目號聯(lián)系在一起，軟追溯是指每個物料都是為每個項目通過物料需求計劃的計算所分配的。

（11）支持高級計劃協(xié)同的供應(yīng)鏈管理：項目制造的供應(yīng)鏈管理的關(guān)鍵是高級計劃與排程技術(shù)（Advanced Planning and Scheduling，簡稱APS），并通過高級計劃系統(tǒng)（APS）生成準(zhǔn)確的生產(chǎn)計劃和排程來保證按時完成訂單。APS與傳統(tǒng)的企業(yè)資源計劃（ERP）不同，它試圖在直接考慮潛在瓶頸的同時，找到跨越整個供應(yīng)鏈的可行最優(yōu)（或近似最優(yōu)）計劃。

（12）支持子項目招標(biāo)的采購管理：項目型制造的采購管理還包括了分部分項工程的專業(yè)分包，因此通過信息化實現(xiàn)子項目招標(biāo)流程選擇合格的供應(yīng)商是關(guān)鍵。

（13）基于BI的項目監(jiān)控和績效分析：項目監(jiān)控和績效分析是項目風(fēng)險管理的最重要的手段，因此采用商業(yè)智能BI技術(shù)建立項目風(fēng)險監(jiān)控的指標(biāo)和模型，可以及時預(yù)警報告給風(fēng)險責(zé)任人。

（14）基于靈動項目成本的成本控制技術(shù)：項目制造中除了采用贏得值技術(shù)實現(xiàn)項目預(yù)算和實際項目成本之間的差異分析獲得項目成本控制的重要手段以外，更需要的是以目標(biāo)成本為核心的項目成本控制，而實時成本控制的重要保證。

（15）支持按項目/任務(wù)采集的質(zhì)量管理：按項目的質(zhì)量數(shù)據(jù)采集方法不僅包括項目產(chǎn)品和設(shè)備的質(zhì)量的數(shù)據(jù)采集，更關(guān)鍵的是從材料源頭批次號、爐批號的數(shù)據(jù)采集開始，它是項目質(zhì)量的追蹤和追溯的基礎(chǔ)。

（16）支持按項目控制的物流管理：在項目制造中，有時客戶和項目制造商對跟蹤和轉(zhuǎn)移物料有特殊要求，因此需要對庫存的物料按項目進(jìn)行分配，指定該物料只能用于某個項目，項目經(jīng)理可以隨時查看該項目所有物料的庫存情況。按項目分配庫存的物料時每個在庫存中的物料（除公共物料和未分配的物料以外）都必須記錄該物料對應(yīng)的項目號，同種物料不同項目中不得挪用，除非做借用或轉(zhuǎn)移到另一項目的處理，在項目結(jié)束時，可以將按項目分配的物料做批量轉(zhuǎn)移處理。

通過上述關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)，重點解決項目制造快速投標(biāo)報價方法、項目制造產(chǎn)品的工程技術(shù)管理模型、PLM/PDM與ERP集成技術(shù)、產(chǎn)品配置的自動生成工具、兩層工藝路線的維護(hù)與應(yīng)用模式、項目合同管理體系、項目看板的運用技術(shù)、項目資源計劃的方法、項目MRP的計算、項目制造的供應(yīng)鏈管理、多工廠生產(chǎn)計劃排程問題、子項目招標(biāo)的采購管理、項目監(jiān)控和績效分析手段、以目標(biāo)成本為核心的項目成本控制，按項目的質(zhì)量數(shù)據(jù)采集方法、交期控制下的發(fā)貨管理、基于預(yù)防性/預(yù)測性維護(hù)的設(shè)備維護(hù)管理等關(guān)鍵需求，從而提升項目制造企業(yè)的資源整合能力，提升項目制造企業(yè)服務(wù)價值和客戶滿意度，提升企業(yè)快速響應(yīng)市場能力、項目成本控制能力，從而擴(kuò)大項目制造企業(yè)的盈利空間。

四、結(jié)語

目前該解決方案已在特威盾門業(yè)、河北宏業(yè)、華鵬集團(tuán)、音飛貨架、捷森成電機和六維物流設(shè)備等企業(yè)得到了推廣應(yīng)用，重點解決了以下問題。①客戶化設(shè)計要求高，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長，傳統(tǒng)的企業(yè)為不同的客戶提供相同的產(chǎn)品，而項目型制造企業(yè)的產(chǎn)品都是客戶定制的，每個客戶對產(chǎn)品都有著比較獨特的個性化需求。因此，項目型制造產(chǎn)品的可重復(fù)性利用性很低，客戶化設(shè)計工作量大，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長，制造過程中不可預(yù)測的因素多。因此，項目計劃和任務(wù)的調(diào)整和變化、工藝路線的細(xì)化、工程變更、訂單拆分、例外情況發(fā)生是經(jīng)常性的。②精細(xì)化管理與項目型制造企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營特點不匹配，例如缺乏項目進(jìn)度監(jiān)控功能，容易造成訂單脫期；由于缺乏動態(tài)的成本預(yù)測，造成產(chǎn)品報價的盲目性。③項目型制造的產(chǎn)品很多需要在客戶現(xiàn)場完成安裝，以每個部件組裝為小節(jié)點，安排各部件、零件、毛坯的投入/產(chǎn)出數(shù)量和時間；同時還可能采用預(yù)投、庫存計劃、外協(xié)、提前采購等手段保證交付，由此配套成為生產(chǎn)最大的瓶頸。④單項管理無法支持項目型制造企業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型接軌，例如向聯(lián)盟體協(xié)同生產(chǎn)和服務(wù)型制造的轉(zhuǎn)型。

其中江蘇六維物流設(shè)備有限公司信息化實施實現(xiàn)了面向客戶需求的敏捷報價系統(tǒng)（創(chuàng)新地提出了快速技術(shù)響應(yīng)、基于動態(tài)成本的快速報價、交期評估功能）按項目的精細(xì)化合同管理、全程項目制造的進(jìn)度跟蹤、支持大規(guī)模定制的參數(shù)化產(chǎn)品配置、項目派工單、與立體倉庫軟件的ERP集成，使得企業(yè)實現(xiàn)了銷售增長83%、利潤增長139%、成本壓縮60%及訂單兌現(xiàn)率提高75%。

參考文獻(xiàn)

[1] 李伯鳴. 大型工程建設(shè)企業(yè)的聯(lián)盟體資源計劃（URP）系統(tǒng)的總體架構(gòu). 2010中國建筑業(yè)年鑒，2011.3.

篇5

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；加工參數(shù)；編程模板 航空發(fā)動機機匣

中圖分類號：V261 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 引言

近年來，國內(nèi)航空發(fā)動機制造企業(yè)由于面臨國內(nèi)外同行業(yè)的激烈競爭，對制造周期、加工質(zhì)量、加工成本的要求越來越高。在數(shù)控加工領(lǐng)域，迫切需要通過發(fā)展CAD快速建模技術(shù)、CAM高效編程技術(shù)、數(shù)控加工仿真技術(shù)、數(shù)控加工防錯技術(shù)等數(shù)字化制造技術(shù)來快速提升數(shù)控加工能力，來滿足企業(yè)精益生產(chǎn)的要求。

2 項目概述

2.1 技術(shù)指標(biāo)

2.1.1在某型號發(fā)動機中實現(xiàn)MBD項目的應(yīng)用

2.1.2兩類機匣實現(xiàn)基于設(shè)計模型的工序高效建模及模塊化編程應(yīng)用

2.1.3重新完成主要數(shù)控機床的仿真控制系統(tǒng)，刀具、優(yōu)化數(shù)據(jù)庫建設(shè)，實現(xiàn)仿真過程規(guī)范化。

2.1.4完成典型件刀具、切削數(shù)據(jù)庫建設(shè)，實現(xiàn)仿真過程切削參數(shù)規(guī)范化。

2.1.5完成數(shù)控程序管理防錯內(nèi)容修改，完成數(shù)控機床防錯功能和刀補防錯程序開發(fā)，在程序中和工步中增加防錯技術(shù)手段。

3 技術(shù)方案

3.1 總體技術(shù)方案及其實施過程與效果

3.1.1機匣典型零件基于設(shè)計模型的工序高效建模及模塊化編程應(yīng)用

機匣類零件UG編程模板的建立包括以下內(nèi)容：

（1）定義加工模板類型。在UG樣板文件中，針對不同機匣典型零件的加工特點，如材料、幾何特征、加工階段等內(nèi)容制定不同的加工方式。

高溫合金零件，在粗加工和精加工階段，所考慮的加工方式是不同的，粗加工主要考慮高效去處余量，保證精加工余量的均化。精加工為了保證零件的加工質(zhì)量，效率放在次要地位。針對不同的加工對象，應(yīng)采用不同的加工模板，如上面零件的銑面、清根，就需要不同的加工模板，將整個工序內(nèi)容按照加工順序，完成所有編程內(nèi)容設(shè)置。

（2）創(chuàng)建加工方法組、刀具組。建立加工方法組和刀具組，可以省去每次創(chuàng)建操作時必須進(jìn)行的加工刀具、加工方法等參數(shù)的重復(fù)性設(shè)置工作，提高編程效率。創(chuàng)建刀具組就是將所需刀具的類型、名稱、直徑、長度、切削刃長度等信息按照要求，然后調(diào)用刀具庫中已有刀具進(jìn)行關(guān)聯(lián)，完成加工刀具組工作。在加工過程中，為了保證加工的精度，需要對粗加工、精加工創(chuàng)建方法組，方法組就是為粗加工、精加工制定統(tǒng)一的加工公差、加工余量、進(jìn)給量等參數(shù)。

（3）確定加工模板中的加工參數(shù)。將操作中的各種加工參數(shù)固化，在以后的編程工作中不再重復(fù)輸入。這里主要有兩個方面的內(nèi)容：一是指加工切削參數(shù)，如進(jìn)給量、主軸轉(zhuǎn)速、走刀方式、步距、切削方向等；二是指UG產(chǎn)生程序所需的條件和控制選項，如驅(qū)動方式、投射方向、刀軸方向、機床控制、顯示方式等。對這些參數(shù)和選項按規(guī)范的要求確定好后，在以后的編程工作中不再輸入，既節(jié)省了時間，又減少了出錯的機會。

（4）刀具庫的建立。把常用的刀具參數(shù)按照規(guī)范的要求輸入，所謂規(guī)范的要求，是指根據(jù)車間刀具命名規(guī)則和實際加工用的刀具尺寸，修正加工中的各種不利因素所帶來的誤差。進(jìn)入UG加工環(huán)境后，將數(shù)控加工車間加工時所用的刀具建立到UG刀具庫中，編程時就可以直接調(diào)用了。

（5）設(shè)置模板關(guān)聯(lián)和繼承關(guān)系。自定義好的模板只有設(shè)置好了關(guān)聯(lián)性和繼承性才能實現(xiàn)調(diào)用，在Template setting中，按照創(chuàng)建的目的，對Templat和load with Parent進(jìn)行選擇， 就完成了模板關(guān)聯(lián)性和繼承性關(guān)系的設(shè)置。

3.1.3機匣數(shù)控加工仿真環(huán)境數(shù)據(jù)庫建設(shè)

3.1.4基于PDM系統(tǒng)的機匣高效切削數(shù)據(jù)庫建設(shè)

數(shù)據(jù)庫內(nèi)容包括四個部分：

（1）零件材料庫：TC4、TC17、GH4169、GH907、|0Cr17Ni4Cu4Nb、M152

（2）加工方式庫：平面銑、型銑銑、側(cè)面銑、槽銑

（3）刀具材料庫：端銑待涂層硬質(zhì)合金刀 端銑不帶涂層硬質(zhì)合金刀、 端銑帶涂層刀片，端銑不帶涂層刀片，球形帶涂層銑刀、球形不帶涂層銑刀。

（4）加工數(shù)據(jù)庫：部前面的刀具材料和零件材料、加工方式、相互組合形成的加工數(shù)據(jù)庫。

3.1.5機匣零件數(shù)控加工防錯方法技術(shù)

a）收集數(shù)控加工中出現(xiàn)的質(zhì)量事故案例。

b）總結(jié)數(shù)控加工中質(zhì)量事故的錯誤方式，并制定改進(jìn)方案。

c）采用新的數(shù)控工步卡，為建立更完善的程序說明作準(zhǔn)備。

d）建立數(shù)控加工程序編制規(guī)范并完善相應(yīng)制度。

e）完善UG軟件新版本后置軟件。

f）開發(fā)機床可用于防錯的功能，改進(jìn)刀補防錯程序，控制刀補值范圍，并在新編程完全運行。并逐漸推廣到批產(chǎn)零件。

對西門子840D控制系統(tǒng)數(shù)控機床刀具參數(shù)指令進(jìn)行了開發(fā)應(yīng)用，并進(jìn)行了全面推廣，并將規(guī)范的應(yīng)用方式寫入文件，整體提升刀補、刀長防錯能力。開發(fā)了藍(lán)天機床的區(qū)域限制功能，解決這類機床的刀補刀長防錯問題，在所有新編程序中第1加工工步增加M00，結(jié)合MSG（）指令，防止坐標(biāo)系錯誤。

3.2 達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)

3.2.1在某型號發(fā)動機中實現(xiàn)MBD項目的初步應(yīng)用

3.2.2主要研制機匣零件實現(xiàn)基于設(shè)計模型的工序高效建模及模塊化編程應(yīng)用

編程效率提升30%。

3.2.3重新完成20多臺數(shù)控機床的仿真控制系統(tǒng)，刀具、優(yōu)化數(shù)據(jù)庫建設(shè)，實現(xiàn)仿真過程規(guī)范化。

3.2.4完成四種材料所對應(yīng)典型件刀具、切削數(shù)據(jù)庫建設(shè)，實現(xiàn)仿真過程切削參數(shù)規(guī)范化。

3.2.5完成數(shù)控程序管理防錯內(nèi)容修改，完成數(shù)控機床防錯功能和刀補防錯程序開發(fā)，在程序中和工步中增加防錯技術(shù)手段。

結(jié)語

通過MBD項目的推廣，不僅可以減少精銑、精車的建模時間，還可提升機匣零件工序的建模速度，在CAM的編程技術(shù)上，通過實施模板式編程技術(shù)，可提升編程質(zhì)量和效率。

參考文獻(xiàn)