数字化控制与制造技术范文

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中图分类号：C35 文献标识码： A

1、引言

机械的安全性能一般就是指在机械安全使用说明书规定下，在正常的使用条件下执行其功能时不产生伤害工人身体健康的性能保证。但事实上任何一台机械都有存在风险，在操作不适当的时候，更会直接导致危险，而这些危险都会进一步导致安全事故的发生、对操作人员造成伤害。一般来说，事故的发生原因主要有两个方面：操作人员人的不规范操作和机器的不安全状态两个因素有关。当发生一起机械安全事故的时候，人们关注的.追究的是入的不规范操作行为。而对机械本身的不安全状态考虑甚少。

2、安全控制系统与安全现场总线系统的基本内涵

2.1安全控制系统

安全控制系统是指在机械运行、停止时以及操作期间对生产装置提供安全保护。这种安全系统在工厂装置本身出现危险或人为原因而导致危险时，能够立即做出反应并输出正确信号，使装置安全停车，以防止危险的发生、事故的扩散或者降低事故的危害性。它包括了现场的安全信号，逻辑控制单元和输出控制单元三个主要的方面。

安全控制系统与控制系统属于两个完全不同的概念。控制系统是一个动态的系统，它时刻监控系统中的运行相关的参数，并根据系统逻辑进行相应的输出控制，保证机械的正常运行。安全控制系统是一个静态的系统，其监控系统中的安全相关的参数。在系统正常运行期间，安全控制系统不作出任何响应。但是当系统出现异常、或安全相关信号被触发，安全控制系统立刻夺去系统的控制权，根据其内部逻辑，对输出设备进行安全控制，从而保证了整个系统的安全。

安全控制系统中的逻辑控制元器件是决定整个安全控制系统安全等级、设计成本、运行质量的重要因素之一。在安全自动化领域，常用的安全逻辑控制元器件包括有安全继电器模块、安全可编程控制系统和安全总线系统。针对不同的应用场合，这些安全逻辑元器件可以配置成合适的安全解决方案。

2.2安全现场总线系统

现场总线控制系统技术是20世纪80年代中期在国际上发展起来的一种崭新的工业控制技术。现场总线控制系统的出现引起了传统的PLC和DCS控制系统基本结构的革命性变化。现场总线控制系统技术极大地简化了传统控制系统繁琐且技术含量较低的布线工作量，使其系统检测和控制单元的分布更趋合理，更重要的是从原来的面向设备选择控制和通信方式转变成为基于网络来选择设备。

通俗的讲，现场总线是用在现场的总线技术。传统控制系统的接线方式是一种并联接线方式，由PLC控制各个电器元件，对应每一个元件有一个I/O口，两者之间需要用两个线进行连接，作为控制和/或电源。当PLC所控制的电器元件数量达到数十个甚至数百个时，整个系统的接线就显得十分复杂，容易搞错，施工和维护都十分不便。为此，人们考虑怎么样把那么多的导线合并到一起，用一根导线来连接所有设备，所有的数据和信号都在这个线上流通，同时设备之间的控制和通信可任意设置。因而这根线自然地被称为总线，就如计算机内部的总线概念一样。由于控制对象都在工矿现场，不同于计算机通常用于室内，所以这种总线被称为现场的总线，简称现场总线。

在机械制造领域，对于采用现场总线的安全控制系统，必须具有失效安全功能。当现场设备，如传感器、电缆、控制器或触发器在发生障碍、错误、失效的情况下，应该具有导致减轻以致避免损失的功能，以确保人员和机器的安全，这个要求就是失效――安全原则。

失效――安全狭义概念是指：当设备发生故障时，能自动导向安全一方的技术；广义概念是指：当设备发生故障时，不仅能自动导向安全一方，而且具有维护安全的手段

3、机械制造控制系统安全自动化技术的应用

3.1安全自动化控制系统在钢铁制造业中的应用

钢铁制造是典型的机械制造业，并且具有一定的危险性，在其生产过程中，钢板的开卷、剪裁以及冷轧生产线，如果操作不当，很容易对生产工人造成伤害，在钢铁的冷轧生产线上，其生产原料是热轧带钢，而热轧带钢生产过程中，需要经过轧制与冷却工艺的加工，这会在其表面形成一层氧化铁层，为了保证生产工人的安全，必要在实施冷轧之前，将其表面的氧化铁膜予以清除，清除的过程中可以应用酸洗的方法来进行，使后续的生产工艺在干净的金属表面来进行，这样才能保证机器的正常运转，在该环节中，制造工艺是相对比较复杂的，对该过程中的安全性能具有较高的要求，并且很多步骤都需要技术人员及生产工人进行现场的装载、清洗、调试、检测等，在钢卷的轧制、测厚、小车移动、乳酸喷射、再卷、开卷等过程中，如果机械设备出现故障，或者是人为操作不当，很容易对相关的工作人员产生辐射、拖拽、灼伤、缠绕、冲击、碰撞、切割等伤害。

由此可见，采取有效的安全防护措施来保证机械设备及相关工作人员的安全，降低生产风险是非常必要的，在钢铁制造业的安全保护系统中，主要的工作内容是保证生产现场所有的安全功能，一旦发现系统中出现相应的故障，应该立即将相关的输出进行自动的切断，使得机械设备能够安全的停止，如，依据生产的需要，工作人员进入到机械工作区域进行调试、清洗、维修等工作时，为了保证工作人员的人身安全，应该对现场的安全隐患进行全面的分析，并在安全自动化控制系统中，进行相关的设置，保证在危险来临时，安全自动化控制系统能够对工作人员实施有效的保护。

3.2安全自动化控制系统在汽车制造业中的应用

相对于其他行业的机械制造业生产，汽车制造业中的总装、涂装、焊装、冲压等制造工艺具有一定的危险性，尤其是其中的冲压工艺，是所有汽车制造所有制造工艺中最危险系数最高的，在步骤的生产过程中，对其安全性能具有非常高的要求，所以在冲压车间中，也应用了比较多的安全自动化控制技术，在汽车制造的高速冲压生产过程中，生产工艺比较复杂，在正常的机械生产过程中，不仅要保证其工艺功能，保证各个生产线的生产安全是非常重要的，其中包括机械设备的运行安全与工作人员的人身安全不受损害。

对汽车制造业应用有效的安全自动化技术，保证生产安全，主要可以从以下几方面进行：

（1）双手控制设备，当工作人员在进行相关的具有安全隐患的操作时，为了防止出现危险，强行的使工作人员进行双手操作，并且要在操作的过程中工作人员要处于制定的安全操作范围中，系统才能响应其操作，这对于保证工作人员的人身安全具有非常重要的作用。

（2）紧急停止装置，该装置能够对无意之间进行的设备的重新启动予以阻止，在一些老旧设备中，由于不具备锁定功能，如果对启动按钮进行了误动作，将会直接导致设备的重新启动，非常的危险。

（3）防护安全门设备，工作人员在压机内工作时，具有一定的危险性，为了对工作人员实施有效的保护，应用可移动的防护门设备是一种非常好的保护手段，该设备的主要工作原理时，在相关机械设备的危险动作停止之前，限制工作人员进入到危险区域中，这对于工作人员的人身安全具有非常好的保护作用。

结束语

总之，基于安全自动化控制系统、技术在机械制造领域的科学重要性、优质内涵我们只有开展机械制造业控制系统安全自动化技术的深入研究，明晰安全总线系统要求，实施有效的安全实践策略，才能确保机械制造业生产经营的安全有序，并促进其实现可持续的全面发展。

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中图分类号：TG659 文献标识码：A

随着经济的飞速发展以及科技的不断进步，机械制造行业对数控技术也提出了更高的要求。我国经济发展过程中需要的各种技术设备都离不开机械制造的大力支持，机械制造水平的不断提高要靠数控技术来提供技术保障，数控技术是提高机械制造自动化水平的关键。因此，要加强对数控技术与自动化机械制造的研究，并将数控技术科学、合理、有效地运用到机械制造中，从而促进我国机械制造以及国民经济快速、有序的发展。

1数控技术

数控技术指的是数字、符号以及文字等数字信息对机械运动以及制造的过程实施有效控制的一种技术。数控技术能够对机械制造、传感检测以及计算机等相关技术进行科学合理的结合，从而为自动化机械制造提供强大的技术支撑，从而促进其制造高效率、高质量的完成。

1.1数控技术的主要特点

首先，数控技术具有较强的便利性。数控技术的合理运用可以有效减少机械制造原有的机械制造工艺，从而缩短其制造流程，提高制造的效率。在进行自动化机械制造的过程中对数控技术进行合理使用还能改变其工艺参数，从而使机械制造更加便捷。

其次，数控技术具有较高的制造效率。数控技术在自动化机械制造中的应用能够使相关机床高效的完成复杂零件的加工，取得普通机床难以取得的加工效果，使用一次的装夹工件就能够精准地完成对多道工序的深加工，极大地缩短了加工的时间，提高了加工的精确度。

最后，数控技术的信息化水平较高。数控技术对计算机、自动化、网络通信以及制造技术等进行了有效的运用，使得自动化机械制造的信息化水平得到了较大的提高。

1.2数控技术的关键性原理

数控技术对计算机、电气传动以及机械制造等技术进行有效的综合运用。数控技术系统主要是通过相应的存储程序来完成对不同机床的不同控制，整个数控技术系统主要由控制程序、数控装置以及输入设备、输出设备等构成要素组成。数控技术系统自动完成对预先设置好的程序的加载，然后借助输入设备将各种相关的数据信息输入到机床当中，之后机床通过译码以及计算机的运算处理，再将各个坐标轴的准确移动分量传送到驱动电路之中，从而使机床加工出满足不同需要的各类零件。

2 自动化机械制造

2.1自动化机械制造的现状

近年来，随着我国经济发展速度的加快，带动了自动化机械制造行业的发展，其生产规模日趋扩大，生产能力也日渐提高，但在自动化机械制造技术方面，我国的自动化机械制造整体技术水平还比较低，与国外此类技术相比还存在较大的差距，产品的技术含量还不够高，自动化机械制造的核心技术也主要从发达国家引进，因而对发达国家的依赖性较强。所以加强对国内自动化机械制造技术的研发，以使其自主研发的水平得到较大提高已成为当前我国面临的主要问题。

2.2机械制造过程进行自动化机械制造的重要作用

第一，自动化机械制造能够极大的降低制造成本。在进行机械制造的过程中，提高其制造的自动化水平，能够有效的提高产品制造的效率，缩短单件产品制造的时间，从而在单位时间内制造出更多的产品，并使产品的质量得到较大的提高。此外，实现自动化机械制造还能有效的减少人力、物力的浪费，实现某些环节的自动化操作，从而达到降低生产成本的目的。

第二，使用自动化进行机械制造能使企业的竞争力得到较大的提升。实现自动化机械制造对我国机械制造行业整体机械制造水平的提高具有不可忽视的巨大作用。自动化技术的有效运用能够使制造企业的经济效益得到大幅度的提升，使得制造出来的产品更符合客户的需要，从而扩大企业的市场，占有更多的市场份额，进而提高企业的竞争能力。

3 数控技术在自动化机械制造的有效运用

3.1机床设备运行中数控技术的有效运用

机床设备对机械制造具有十分重要的作用，其是机械制造的基础条件。数控技术在机械制造中的使用为机床控制力的不断提高提供了前提保障，数控机床是一种以代码的形式来对机床实施控制的机电产品，其将刀具的有效选择以及主轴的变速等的相关操作、动作顺序的数字码准确的、详细的记录在相应的控制介质之上，从而通过控制指令的发出来完成对机床的控制，进而使机床自动有序地加工出一定标准的机械零件。

3.2工业生产发展过程中数控技术的有效运用

执行系统、控制系统以及驱动系统是工业机器最重要的组成部分。在进行工业生产的时候，由于受到各种因素如生产条件等的影响，许多生产环节都无法由人工完成其操作，或者由人工完成的话会极大的影响产品质量，甚至还会威胁操作人员的生命安全，而数控技术则使这一现象得到了较好的改善。在工业生产过程中，数控技术不仅能对进行机械制造的机床进行合理控制，而且还具备一定的监督作用，只要机床出现操作错误的情况，错误信息就会通过传感器反馈给控制单元，并采取相应的应对措施。此外，数控技术的使用能够为操作人员提供更多的安全保障，并且借助计算机相关系统进行远程操作，有效节省了人力。

3.3汽车工业发展过程中数控技术的有效运用

随着交通行业的发展，汽车作为人们的主要出行工具也获得较快的发展，因而数控技术在汽车工业的运用也就成了必然选择。数控技术对汽车相关零部件的生产制造发挥着日益重要的作用，它使相关部件的质量得到了较好的保证。在传统的汽车相关零部件生产制造过程中，主要关注的是产生的规模及效益，而引入了数控技术进行生产以后，零部件的质量、生产效率以及生产成本等也纳入了数控技术的考虑范围，使整个汽车制造行业的总体生产水平都获得了较大的提升。

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中图分类号：G718 文献标识码： C 文章编号：1672-1578（2013）09-0245-01

1 前言

随着我国经济的发展，也带动了我国科技的迅速发展，这就使我国从原来的机械大国逐步转变成为了机械强国，但是从目前高等院校的人才培养模式来看，仍然存在着很多问题，具体表现在虽然每年毕业生的人数都在不断增加，但是个人素质却没有显著提高，很难达到企业的要求。追溯这个原因，主要体现在大部分高校在现阶段的教育仅仅是注重单纯的给学生传授专业方面的知识，但是却忽视了培养学生的个人能力、综合能力以及创新意识。高校应该尽快完成对教学模式和教学体系的调整与改革，不仅重视理论的培养，还更应该做好学生实践能力的培养工作。

2 当前的人才培养目标与定位

由于当今科学技术的迅速发展，使得传统机械方面的学科和人文科学、材料以及信息等方面的其他专业的边界变得越来越模糊，几个专业之间的联系也变得越来越紧密。因此，机械设计制造及其自动化专业为了适应新形势教学要求的需要，就需要对该专业的人才培养模式做出全面的改革。第一，改革的目的主要是为了给一些事业单位及企业提供具有高素质的人才，以满足现代社会对于人才的能力、个人素养以及专业知识等方面日益增长的需求。在人才类型上主要可以分成工程应用型以及工程研究型两类，这两种类型的人才在培养时所需要的专业知识、操作能力以及个人素质的方式既有共同点也有区别。第二，为了满足新时代下的现代化需求，应该培养出德智体美劳各个方面全面发展，具备专业的基础知识、基本技能以及创新能力的优秀人才，这样才能够满足制造行业一线生产的要求。第三，在现代化的培养目标中，能够充分地体现出当今社会的发展与社会的进步。培养的人才主要应该具备机电结合与工程应用两个方面的特征，人才培养视为了服务制造行业的一线生产；其业务范围具体规定了需要设计制造、管理销售和技术运用及改造等方面的人才。而在该专业的人才培养目标中，并不包含开发型人才。

3 人才培养结构的基本框架

当前该专业的应用型人才培养框架大致可以概括为以下几点：以工程应用为一条主线；以机与电为两根支柱；以设计、制造、测控和传动三个方面为三个模块；以数学物理、人文科学、计算机技术、外语四个方面为四块基石；以专业技术、工程素质、人文修养、道德品质、身心健康五个方面为五种素质。

4 应用型人才培养的主要措施

4.1加强高校师资队伍建设

要想实现教学改革，高校就需要建立起一支具有高素质、专兼结合的已经优化配置的师资队伍。在一所高校中，师资队伍的教学质量、学术水平以及具体实践能力，都会直接影响到学生的水平和质量。首先，需要对该专业的专职教师进行培训，提高基础课教师对专业课的了解，掌握该课程的基础理论与实际应用的技能；使专业课教师明确教学的目标和方向，充分了解专业发展的动态与前言的信息，学习最新的加工工艺，从而保证学生能够学到更好的机械制造技能。

4.2加强高校实验基地建设

高校应该加大对机械制造实验室的投资力度，提高实验室的硬件条件与软件设施。与此同时，还需要修建一些机械拆装实验室，为学生提供机械拆装的设备，使该装业的学生能够通过对这些机械设备的拆装与测绘等技术提高自己的专业技能，之后还需要学生通过三维软件对这些机械拆装的部件做好建模，这样就能够进一步强化学生对于这些机械拆装结构、原理等的掌握。

除此之外，学校还应该积极联系校外的实习基地，组织学生去实习基地参观、实习。在这个基础上们不仅能够提高教师的实践能力与科研能力，还能够实现真正的资源共享与优势互补，是高校都能共同进步。

4.3加强高校学风制度建设

高校不仅需要抓好教学的质量，还需要规范教学过程，要同时充分调动教师与学生的积极性。教师应该做好理论教学与课堂教学，同时还不应该忽视学生的课余时间。可以在学校成立与该专业相关的协会，为学生在课余时间提供学生与实践的场所，而教师也应该积极参与到实训中，给学生做出及时、专业、正确的指导。该实训基地应该全天为学生开放，避免挫伤学生的学习积极性。通过课下的实践，既能够提高教师的教学水平与实践技能，还能够培养学生的动手能力与实践能力。

5 结语

总而言之，在新的时代要求下，国内的各大高校都应该积极研究、探索并改革当前对机械设计制造及其自动化专业的人才培养策略，高校应该转变教育的思想，进一步明确高校培养人才的目的与特色，从而为今后提供高质量的应用型人才做好保证。

参考文献：

[1]明哲.基于数控技术的机械设计制造及其自动化专业应用型本科人才培养模式的研究与实践[J].制造业自动化，2012，03.

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与其他加工制造方法相比,饭金件的数字化设计制造有自身的特点。饭金件并非一次成形,它的制造过程包括多个工序,因此饭金件的数字化定义不仅包括零件本身的定义,更包括工序件的定义和优化。为了保证制造精度,必须根据零件形状、成形工艺、材料特性等进行成形过程中工艺数模的定义,作为工序间的制造依据和检测依据。其次,饭金件成形是塑性变形过程,无法完全定量控制。再次,饭金成形过程中需控制的主要是成形力、温度等工艺过程参数,而非坐标等几何参数,控制难度更大。由于材料性能的不稳定性和随机性,使工艺参数设计和成形过程精确控制十分困难。因此必须从成形工艺开始直至工装模具试压交付整个过程进行研究,形成饭金件数字化设计制造的解决方案,建立饭金的数字化设计制造体系。饭金数字化设计制造包括工艺数字化设计、数字化工艺数模(即制造模型)、工装数字化设计、工装模具数字化制造等内容,这些内容以产品数模库、产品工艺数据库、工艺数模库、模具设计知识库、标准件库、成形分析/仿真库等共享数据为支撑,通过数据接口与相关部门进行数据交换,由数据管理系统进行管理,进行系统集成,实现并行设计制造,从而提高饭金模具设计质量,缩短制造周期。饭金的数字化设计制造技术工艺设计和制造模型的定义是核心,应该进行以下方面的工作:建立企业共享数据库。饭金件设计是典型的知识需求密集的过程。企业在以往的制造过程中积累了大量关于饭金材料性能数据、典型流程、工艺参数等经验及试验数据,这些数据转化为共享知识,建立模具工艺知识数据库,有助于提高饭金工艺设计的效率和成形质量。此外还有模具设计知识数据库、模具数字化分析数据库等。研究饭金件制造模型定义方法,建立毛坯和工艺模型的专用计算工具,为工装设计、工艺参数设计、数控编程等提供数据源,以满足零件精密成形的需要。图1中,成形模具的外形制造依据为制造模型中的成形工艺模型而不是零件原始数模。成形工艺模型考虑了零件的回弹等因素,对型面和尺寸进行了合理的预修正。以制造模型为框肋零件橡皮囊液压成形工艺过程的数据源,改变了反复试错的制造方式,简化了模具设计的工作,减少了人为不确定因素的影响,提高了模具设计的效率,同时可保证零件成形后的精度,提高零件制造的质量,实现零件的精密、快速和低成本的制造。图1框类零件橡皮囊液爪成形过程飞机蒙皮柔性工装是数字化制造的一个典型案例。图2所示是一种柔性多点吸盘式夹持工装系统,采用数字量传递的蒙皮制造技术,与工艺数字化和数控设备结合很容易实现蒙皮零件的数字化生产,使工装制造周期大幅减少,生产效率显著提高。模具外形调整在10分钟之内可以完成,对于多品种小批量蒙皮零件的生产具有独特优势。国内北京航空制造工程研究所已经开展了这方面的工作5:。

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一、数字化技术与自然人结合

数字化技术与自然人在车间生产中各有特点。数字化技术能够对车间内的控制信息、设备信息、库存信息等进行管理和控制，但是缺乏灵活性，而人却能够随机应变。将数字化技术控制的各种设备和数据通过无线通信网络传到自然人的数字化设备，自然人通过数字化设备能够全面的掌握车间的运行状态。

二、数字化人的特点

因为数字化设备与自然人结合后，人成为车间内的移动控制者，他能够不断地来回移动，对正在运行的设备状况进行随时监控，也能够对产品加工工艺进行调整。车间内采用的无线局域网技术，使得人的这种移动控制成为可能。软件上车间各种信息应能快速反映到数字设备上，并按照人的操作发出指令，控制设备。

数字设备功能多，体积小，因此集成是必然的选择。硬件上要集成多种芯片，包括WIFI、蓝牙等通信芯片，还包括存储器、处理器、其他模块和各种接口、电池、显示器等。软件上要与上层工作站通信，发送各种信息，与设备通信，这么多功能都要集成在一款软件之内，占用资源要小，功能要齐全。

人在车间内要能够监控所有运行设备，但现在企业内加工设备往往五花八门，因此兼容性是非常重要的，也是非常难以实现的。其原因第一个是不同厂家的设备运行模式不同，要想兼容就要研究所有的通信协议，然后才能通信，从而获取设备的信息并进一步控制设备，单就这一步已经极为困难；第二个，不同时期的设备控制方式是变化的，新的设备容易通信，旧的设备通信难度大。

另一个问题是操作问题，大量的各种设备，操作方式不同而且操作复杂，加之各种信息，使得实际上的操作任务是很繁重的，如果人机界面操作不简易，那么很难完成所有任务。因此人机界面的易操作性非常重要，好的人机界面会给操作带来便捷，从而提升工作效率。

三、以数字化设备为主导的人机协同制造

1.运行模式

数字化设备管理系统能够对车间进行监控，但人脑的决策和判断同样重要而且无法为数字化系统实现。人不再是具体的操作加工设备，而是根据设备状况，对工艺、物流等进行安排和调整。数字化设备与人的结合，对设备之间的组合、加工工艺的规划、数控加工程序、刀具工具的使用做出具体安排，并实时监控。

2.以数字化设备人机协同制造的特点

传统加工制造，所有的任务、工艺、操作都由管理层设定，下达到生产现场，这个过程中，最上层是办公室里负责设计和工艺的管理层，下面设备层只是命令的执行者，这是绝大部分的数字化制造中都采用的模式。

在新的加工制造模式中，上面的被颠覆，由于数字化设备连接了管理层和现场设备层，因此设备层的操作人员同样是车间的管理者，并且由于操作人员更接近生产设备，可以直接观察生产现场的状况，因此对于车间的直接控制其效果还要优于上面的管理层。

传统车间，产品的设计人员一般在技术部门，而现场的操作人员则完全按照计划完成加工任务，这使得加工中如果出现问题就无法及时的修补，带来时间和经济上的损失。新的加工模式很好地解决了以上问题，生产工艺的制定者是身处生产第一线的操作数字化设备的人员，这样的工作人员通过对数字化设备监控车间，发现问题能及时处理，消除了设计人员和操作人员间的距离，减少了处理问题的时间，提高了生产效率。

数字化设备与人的结合，最大限度地弥补了数字化设备和自然人各自的缺点，发挥了二者的长处和优点，最大限度的使得通信技术和人的判断得以结合，为新一代的生产制造模式提供了良好的平台，是新型制造技术发展的重要方向，一部分已经为现代企业所采用，其余的也必将成为制造业未来发展的潮流之一。

参考文献：

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医药制造业是我国国民经济的重要组成部分，在整个消费市场中有着举足轻重的地位。进入21世纪以来，我国医药制造业发展迅速，目前已成为全球第二大医药市场，原料药生产出口稳居世界第一。2007-2017年，我国医药制造业规模以上企业的主营业务收入从5967亿元增长至28200亿元，复合增长率达到16.8%，远高于同期GDP增长率。不过，我国医药制造业创新能力弱、竞争能力不强等问题突出，产品仍“以仿为主”，创新药欠缺，药品质量和疗效等都有待进一步提高。另外，随着近几年药品“带量采购”、“两票制”等政策的实施，对药企运营与成本控制提出更高要求和挑战，再加上疫情冲击，我国医药制造企业的收入和利润收到较大影响，规模以上企业的主营业务收入近几年一度出现下滑。在以上背景下，推动医药制造企业数字化转型是推进我国药企向创新型技术型转型升级、提升自身竞争力的有效手段。当前，我国医药制造企业数字化与智能化水平还有较大提升空间，据统计，我国有超过一半的医药制造企业处于单点信息化、数字化覆盖状态，系统间集成度较低；另外，仍有26%的医药制造企业处于数字化起步阶段。具体而言，我国医药制造企业数字化、信息化主要存在如下问题：第一是新药研发能力普遍偏低，研发阶段信息化支撑手段缺乏。当前医药研发需要强大的平台及人工智能、大数据分析等手段支撑，我国医药企业特别是中小企业仍处于传统医药研发阶段，缺乏信息化手段及数据的支撑，导致药物研发耗时耗力，且成功率低。第二是医药生产阶段信息化及自动化大部分处于单点覆盖阶段，未形成端到端集成。一方面部分生产环节还未实现自动化，这在中成药制造企业中较为常见，如药材预处理、药物提取、环境控制等环节，仍需要大量人工参与。另一方面，医药企业信息化与自动化大部分互相分离，生产过程中的数据没有得到实时收集以用于研发、生产过程的控制及管理。第三是企业营销流通、产业链协同等环节信息化水平普遍偏低。我国医药制造企业对药品营销渠道管理、营销数据的实时跟踪及数据分析能力普遍不足。同时，当前药企普遍缺乏互联网营销及用户服务类平台，基于线上的创新发展观念薄弱。另外，医药制造企业利用信息化平台打通产业链上下游企业，实现上下游企业数据同步、资源及业务协同等方面还存在较大短板。

二、我国医药制造企业开展数字化转型推进创新发展建议

基于我国医药制造企业数字化、自动化现状及问题，为推进我国医药制造企业运营升级、产品及服务模式创新，提升行业在国际的综合竞争力，企业应根据自身实际情况进一步提升研发、生产、营销流通、用户服务等环节智能化、数字化水平，同时推进企业各环节系统间集成及数据共享流通，最终实现智能化研发、智能化生产制造、智能化企业管理等全新生产运营模式的构建，具体建议如下。

（一）研发环节数字化

医药研发环节数字化是目前我国医药制造企业存在的最大短板，也是企业加强创新药开发力度的关键一步。研发环节数字化建议从以下几方面开展。一是企业内部要构建统一的研发基础数据库，如电子实验记录、仪器原始数据、化合物/生物样品数据、生物活性数据库等，实现研发过程中各类数据电子化、标准化，并实现基础数据库在企业内部的数据共享。二是完善企业级的研发信息管理系统实现研发流程集成。构建医药研发平台，建立标准化的研发流程，基于研发平台实现研发流程集成。基于研发平台推进研发数据的整合和开发利用，实现对研发进程和研发质量的管理和控制，提高实验效率，加快药物研发进程。三是充分利用大数据、人工智能等新一代信息技术辅助研发创新。医药制造企业应和专注于大数据、人工智能的信息技术服务企业开展广泛合作，共同探索人工智能、大数据等技术在药物研发、临床试验过程中的应用，以降低研发成本、缩短研发周期。例如运用人工智能、大数据等技术在药物研发、临床试验等阶段进行大批量文本分析及预测、虚拟药物筛选、病例分析及临床匹配、晶型预测、发掘药物新适应症等工作，以提高药物研发效率。

（二）生产环节数字化

医药生产环节应重点推进生产过程自动化、智能化水平，加强各环节智能化系统的整合，逐步形成贯穿整个生产过程的智能化、自动化控制体系。由于化药、生物药、中药生产数字化基础存在较大差异，建议企业在数字化转型过程中，根据自身情况选择具体方案。具体建议如下。一是中小企业首先提升药品生产关键环节的自动化、智能化水平。推进智能装备、智能传感器等智能设备的普及，加强提取、浓缩、醇化、干燥、灭菌等关键环节自动化控制系统的部署，逐步实现各个环节工艺参数和质量控制参数（如温度、流量、压力、液位、质量、浓度等）的自动采集、监测、分析、集中显示、报警和控制，简化生产流程，减少人工干预。二是逐步形成贯穿全生产过程的智能化控制体系。在关键环节自动化系统部署基础上，推进各环节自动化控制系统的整合，形成贯穿整个生产过程的智能化、自动化控制体系，强化生产制造各类参数数据汇聚与分析，实现信息和数据的快速、合理、准确传递与共享，全面提高生产制造过程信息化管理能力。三是完善企业生产类信息化系统建设及综合集成。完善生产执行（MES）、环境监测、药品质量监管、仓储管理等生产信息化系统建设，实现生产自动化、智能化设备数据、物料、能耗等数据接入到生产信息化系统中，实现数据的实时监测及分析应用。推进生产信息化系统间集成及数据共享流通，形成集管控、优化、调度、执行和经营于一体的生产新模式。

（三）营销流通及用户服务环节数字化

营销流通及用户服务环节数字化是传统医药制造企业较为欠缺环节，随着“互联网+”在医药及医疗领域的渗透，营销流通及用户服务环节数字化成为医药企业进行精准营销、开展服务化转型的关键。具体建议如下。一是搭建精准营销平台。医药制造企业应联合医药流通企业打造面向基层医疗市场的数字化精准营销平台，重点探索医药产品精准营销方式，提高资源投放有效性。一方面基于精准营销平台整合下游终端客户资源，汇聚营销数据和客户数据，掌握药品流向动态，对渠道终端（如医院、药店等）营销数据进行实时动态管理以辅助差异化营销科学决策制定、渠道优化、终端覆盖等。另一方面基于新媒体环境，通过大数据分析手段分析医生社交网络、阅读量和转发量、医学信息浏览记录等线上数据，挖掘医生使用偏好，实现有的放矢、精准营销。二是打造线上线下融合的医药新零售、健康服务平台。医药制造企业应探索建设B2B、B2C电子商务平台或与大型医药电商平台进行合作，实现营销渠道下沉，推进线下线上全面融合。另外，有实力的医药制造企业可探索建设企业数字化服务平台，并和线下医院、体检中心、理疗中心、药店等实体机构进行密切合作，将数字化服务平台向线下机构及个人用户延伸，基于平台开展药事个性化远程咨询、疗效数字化评估、远程审方、健康监测、健康管理等。同时基于平台沉淀消费者疾病谱变化、健康需求和消费习惯等数据信息，开展C2M反向定制化研发生产。另外，医药制造企业应积极与数字化诊疗平台、互联网医院等平台类企业合作，联合推出慢病管理、术后跟踪等服务，包括在线诊断、药品购买配送、用药跟踪等，形成“医+药”闭环，延伸大健康服务半径，创新开展营销模式。

（四）企业运营管理数字化

企业运营管理数字化是医药制造企业实现内部运营升级的重要手段，通常包括企业人财物的数字化综合管理、企业数据汇聚及综合分析、企业智能决策等。具体建议如下。一是推进企业运营管理数字化升级。针对中小企业，建议通过实地部署或采购SaaS服务等方式，推广办公自动化、企业资源管理、客户关系管理、供应链管理等运营管理类信息系统的使用，加强企业管理精准管控能力。对于有实力的大型企业，建议推进运营管理类系统与药品研发、生产制造、营销流通、用户服务等环节信息化系统的整合，实现研发、生产、营销、用户服务、企业运营管理相关流程及数据的融合贯通。二是提升企业大数据创新应用水平。建议有实力的医药制造企业打造企业数据，盘活企业全量数据，实现企业各环节数据的汇聚整合、提纯加工、数据分析、数据应用服务等，形成基于大数据分析与反馈的工艺优化、流程优化、设备维护与事故风险预警、精准营销及用户服务能力，实现企业生产与运营管理的智能决策和深度优化。三是推动产业链上下游信息化协同。加强医药制造企业与上下游产业链企业的协作，通过系统整合、流程打通等推进上下游企业生产要素互通共享，逐步实现产业链互联、平台协同、要素融通，推动产业链企业生产和服务资源优化配置。

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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.009

0 前言

目前我国以航空制造业和汽车工业为主的机械类制造业发展迅速，促使我国冲压模具以年20%的速度持m增长。冲压模具本质上属于技术密集型产品，冲压生产中的冲压产品的智联、生产效率等与模具设计具有较大的关联，大力发展模具的数字化设计与制造技术的分析与研究，将数字化技术广泛应用在模具工业中，促使现代机械制造业得到快速发展。

1 冲压模具设计和制造中的数字化关键技术

在冲压模具的使用上，要将数字化技术应用在模具制造的全过程，实现自动化制造和精确化制造，促使冲压模具的高效开发。模具制造的数字化技术主要是将计算机技术应用在模具制造的过程中，实现每一制造环节的精确控制，从而满足冲压生产的要求。数字化关键技术具体包括以下几种：

（1）冲压成形CAE技术。冲压成形CAE技术本质上是利用计算机技术制造计算机软件，并将计算机通用软件应用在模具自动化质量控制过程中，促使该技术能够满足模具制造的精确度要求，也显著提高冲压模具的使用周期。如AutoForm/PAM-STAMP软件应用在模具制造过程中，通过计算机分析、模拟机械用材的流动、厚度的变化以及材料的破坏、起皱等，以此来对模具产品零件的成形、工艺设计进行准确的预见和建议，实现模具的形变。

（2）模块化的快速设计系统。对于冲压模具的制造与设计，要重视结果设计，能够将技术系统应用于模具制造上，提高模具设计的质量。如随着现代计算机技术的发展，冲压CAD/CAM的一体化技术应用在模具设计上，可以有效避免单一软件使用的弊端。

CAD通用软件主要是应用在交互绘图和造型层次的设计上，一般是以模具设计人员的设计经验为主来进行模具绘图和造型设计，这种软件设计方法不能够及时发现模具设计中的不足之处，一定情况下会延误模具设计周期，影响模具的设计质量。因此在数字化关键技术的使用上，可以将模具设计的技术结合起来，弥补单一技术应用中的不足之处。

2 冲压模具设计和制造中的数字化技术的优点

（1）数字化装配技术的优点。冲压模具的装配方法一般分为4种，包括互换装配法、分组装配法、修配装配法以及调整装配发等具体内容，在模具设计上，可以将这四种装配法按照先后顺序应用在设计环节中，有利于进行精加工，减少装配过程中模具标准件的损毁。

（2）计算机仿真技术的优点。在传统的冲压模具设计上，高度钢材在循环加载条件的作用下，会产生较强的包辛格效应，而计算机仿真技术的应用极大程度上改变了冲压设计现状，通过计算机仿真模拟将设计参数设计在固定范围内，进行冲压设计，提高了模具设计的精确度。

（3）数字化参数的程编优点。参数化程编应用在冲压模具的加工制造上，在数字化技术的作用下，逐渐从单纯的型面加工扩展到结构面加工，由中低速加工变化为高速加工，从小切深变为高进给，有效改善工件加工质量，减少加工打磨面；减少试模的工作量，提高模具制造的精度；刀具使用上以小型加工模具为主，注重细节制造，以此既满足模具的设计精确度要求，也有效降低使用费用。

3 冲压模具设计和制造中的数字化技术的应用

3.1 软件技术在模具产品设计同步工程中的应用

在模具产品的同步开发中，要想满足冲压模具的建设要求，就要将冲压工艺贯穿于冲压模具的同步开发过程中。在冲压模具的开发设计上，要求设计人员全员参与，从冲压模具的生产工艺、产品的冲压技术再到模具的具体开发，都要依据冲压成形的物理规律进行模具设计，借助计算机数字化技术真实的反映模具与板料的的关系，并将计算机软件应用在模具变形设计的全过程中。

在冲压模具的设计上，可以应用非线性理论、有限元方法以及各项计算机软硬件，以此来对产品零件的成行进行精确的预算，全面提高冲压模具的技术机控制质量与效率。

3.2 模块结构化的快速设计应用

在数字化技术使用上，要预先消化模具的任务要求（冲压要求），结合现场模具生产经验，应用模具结构库，进行模具的初设计；其次再要进行模面设计，这一阶段调用标准机械件库，组装成一套完整的模具。在参数化模块设计上，要实现典型结构模板化和重复工作智能化，以此来提高冲压模具的制造水平。

典型结构模块化，主要是基于模块化的思想，对冲压模具的典型结构进行分类总结，应用数字化技术进行模具设计参数的控制，生成智能化模板，以此在模具设计过程中完成建模；重复工作智能化应用上，主要是将模具设计过程的重复工作利用智能化模板和二次开发工具来实现缩短设计周期的目的，以此来实现冲压模具的智能化、自动控制化进程。

3.3 信息系统的应用

在冲压模具设计上，要将数字化技术应用在制造业的每一环节中，如可以将数字化技术应用在机械自动化管理、绘图设计、参数分析、模具制造以及模具检测中，在这一过程中应用信息化系统，可以实现产品信息的共享，并将模具制造信息以计算机信息化的形式固定下来，从而为冲压模具的制造设计提供借鉴意见，降低模具设计人员的工作量。

4 结语

随着信息技术以及科学技术的发展，我国的冲压模具已经由传统的机械模具形式转变为机械自动化体系，将先进的数字化技术应用在模具制造上，极大提高了我国冲压模具的发展速度，也提高了冲压模具的精确度和使用周期，推进了我国冲压模具的行业的发展进程。

参考文献：

[1]潘宇祥.探讨数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用[J]. 工程技术：全文版，2016（07）：00258.

篇8

关键词：工装数字化；制造与功能性；研究

1工装数字化制造技术的国内现状

随着计算机技术的不断发展，数字化技术也越来越多的应用于制造业中，数字化技术与制造业融合已经成为主流。在目前的制造业中，数字化技术用于制造业中已经成为提高产品质量以及提高产品效益的重要手段。在近30年的制造产业发展过程中，在一些发达国家已经可以实现无图化生产模式，采用CAD/CAM实现百分之百的数字化设计生产[1]。

我国采用CAD/CAM技术是从20世纪60年代开始的，刚开始仅仅应用于航空产业，随着科技的不断发展，在诸多领域中已经都进入了实用阶段。我国工装数字化技术中的CAD技术已经得到很好发展，实现制造业自动化设计的巨大飞跃。

2工装数字化制造技术的意义

对于制造产业而言，工装数字化技术是实现技术升级的必要手段。为了使制造技术得到提升与创新，改变以往制造模式，就需要对数字化技术进行引进，采用数字化的技术来对产品质量进行严格控制。随着越来越多的制造企业采用工装数字化技术，此技术将会逐渐成为市场所需的主流。

在激烈的制造业市场竞争过程中，人们对所用产品的要求也越来越高，尤其是一些需要长期使用的物品，例如：汽车，冰箱等大型家用电器。人们除了对它的性能、质量以及价格要求之外还希望产品多样化，外观更加个性等[2]。采用数字化技术应用于制造业不仅仅能够满足这些需求，还可以更好的适应市场所需，有效降低制造企业成本。

工装的制造以及准备对于产品的零部件而言是很重要的，它是整个制造生产的准则，它的制造精度可以直接影响产品的质量，甚至可以影响产品生产所需的周期。所以将工装数字化技术应用于制造生产来讲，是具有重大意义的。

3工装数字化制造工艺参数

在进行数字化生产过程中，工艺参数是一个非常重要的问题。合理的选择参数对产品的生产效率、成本、质量以及利润都有深刻联系。对工作人员来讲，应该在现有基础上，根据市场所需以及产品要求来合理并且有效的选择切削用量，进而达到最佳的指标。

4工装数字化的重要应用

在我国，工装数字化最主要是应用于航空产业，因为此产业对制造要求极高，飞机之间的零部件数量较多，并且许多零件尺寸较大，刚性很小，在进行装置过程中容易受损变形，为了满足飞机产品的高精度要求，这中间也就需要标准数字化工装来进行信息之间的协调与控制。

在航空领域多采用工装数字化技术中的柔性装配工装技术，这项技术已经得到国内外大多数航空企业的关注与使用。柔性工装技术一般具有柔性化、数字化以及模块化和自动化的特点。柔性化可以使得工装具有使得产品进行快速重构的过程，这也一套工装也就可以应用于多种产品之中，这个也就是柔性工装最主要的特点。数字化则表现在进行产品制造、设计过程中均采用数字化模式进行。模块化则是指工装在硬件上具有模块化结构的特点，这个特点也可以体现工装的柔性，进而对各个模块进行重构。模块之间可以自动重组调整也体现了柔性工装的自动化特点。柔性工装虽然是一种柔性可重复利用的工装，但其本质决定了必须有足够的结构强度和结构刚度来保证其定位准确度；同时，柔性工装要实现其柔，使得其结构较一般刚性工装复杂。因此，针对柔性工装特点的结构优化设计技术是柔性工装设计的一项重要技术。

工装数字化在功能方面是非常全面的，并且形式也是多种多样的，能够充分满足制造业的需求[3]。单就柔性工装而言，就很很多种构成模式。例如：1、多点阵真空吸盘式柔性工装。这种形式的工装是模块化单元为带真空吸盘的立柱式单元，并且具有3个方向运动度，通过整体控制系统可以进行自动调形。2、行列式结构柔性工装。行列式结构柔性工装是一种由多个行列式排列的立柱单元构成的工装，各立柱单元为模块化结构，独立分散排列，每个立柱单元上装有夹持单元，夹持单元一般具有3自由度的运动调整能力，从而可通过调整各立柱单元上多个夹持单元排列分布，来实现对不同飞机零件的装配。

结语：综上所述工装数字化制造技术对于制造企业而言是一项非常重要的技术，在功能方面也非常全面实用，不仅能够满足企业的需求同时也能够满足市场的需求，具有非常好的前景。

参考文献：

篇9

中图分类号：V262.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0263-01

对飞机数字化装配技术进行强化，合理设计数字化装配工艺，这是推动国家飞机制造装配的主要途径。对飞机数字化装配技术的合理运用，不仅能够强化飞机制造的能力，而且还能够增强国家核心技术的竞争力。

一、 现阶段大型飞机数字化装配技术的应用状况

在科学技术快速发展的背景下，对机制造来讲，需要具备更好的飞机装配技术。目前，在飞机技术的要求下，传统飞机装配技术无法满足飞机制造的要求，即便是飞机装配技术有所进步，但是却始终存在一定的问题。现阶段，飞机装配技术经验仍然不丰富，而且对其研究的时间也不长，在投入飞机装配技术方面的资金不充足，所以，未得到大力的财力支持[1]。而且，飞机设计制造的进步并不明显，仍然采用的是串行模式生产，在技术快速发展的基础上，数字化处理也逐渐成为装配必要技术。然而，目前我国在飞机装配的数字化能力方面比较薄弱，所以，在飞机装配中的数字化应用仅占一小部分。专用工装装备和安全光学仪器是比较常见的测量方式，所以很难突破数字化技术，进而增加了飞机的制造成本。

二、 关于大型飞机数字化装配技术的分析

（一） 系统集成控制技术

在飞机数字化装配技术运用方面，存在诸多关联系统，而且数据处理方式也多种多样，最常见的就是工艺数据、位置数据以及测量数据等等，然而这些数据信息间的联系却十分紧密。实现系统集成控制技术，最重要的基础条件就是交互协调，而对该技术的研究，主要体现在以下几方面：确保多系统集成控制能够满足飞机数字化装配系统的特点；深入研究并开发实时监测反馈在线控制技术和三维数模离线控制；制定集成接口技术和数据处理标准。

（二） 自动化精密制孔

对机装配来讲，所有连接都属于机械连接，而通常都是将铆钉和螺栓当作最主要的固定连接方式[2]。在连接前，应当首先打孔，但是，受到技术能力的限制与影响，在飞机装配技术上始终采用的都是人工打孔的方式，很难保证尺寸与精准程度，所以，在打孔工序当中，也必然无法保证孔的质量。在这种情况下，工作人员需要花费更多的时间开展打孔工作，进而增强打孔的精准程度，最终影响了飞机装配工作的效率。而且，机械连接的质量会极大地影响最终产品质量。

在科技技术发展的背景下，打孔工艺不断完善，并且形成了相对成熟的工艺流程。在开展数字化装配精密制孔技术方面，一定要按照飞机装配过程定的自动化精密打孔设备，并且严格测试打孔工作中所涉及的材料、叠层结构与冷却方式等多种工艺参数，积极收集相关数据信息，对设计技术经验予以不断累积和优化。

在此基础上，在飞机制造技术快速发展的背景下，飞机自身的耐久能力和可靠性也随之提高，但是，仍然需要连接技术与飞机发展相适应。为了延长使用寿命，就需要在技术方面充分利用干涉配合这一方法，进而延长飞机内部结构的使用寿命，为此，在飞机制造与生产的过程中，干涉配合紧固件这一方法十分常见。现阶段，在紧固件配合方面一般采用的都是锤击打入或者是液压压入的方式，然而，这些方法也同样存在诸多弊端。这些传统的方法很容易使得固件膨胀，所以，在安装的时候存在一定的难度，通过锤击打入的方式对紧固件，很容易危害孔壁，而被损坏的部件则会导致飞机的使用寿命缩短。通过对数字化装配方法的合理运用，不仅可以对飞机部件予以全面保护，还能够延长飞机的使用寿命[3]。其中，数字化技术在运用的过程中，应当注意以下重点：对于长寿命连接和密封连接的复合材料干涉螺接。在进行飞机装配的时候，需要采用非小尺寸装配件和装配结构变形分析技术。

三、 大型飞机数字化装配技术的应用发展

目前，在光学检测、工装技术等方面，数字化装配技术的应用效果理想。在飞机设计的过程中，对装配集成控制系统予以合理运用，不仅能够实现系统数据信息的共享，同时，还能够全面优化数据信息。受数字化技术的作用影响，飞机装配逐渐实现了装配数字化的操作。正是在飞机数字化装配技术的辅助之下，对飞机装配工作给予了一定的信息技术支持，不断提升了飞机装配工作的精准度，使得飞机装配效率有所提升。

在诸多技术综合之下，数字化装配技术应运而生。在长期发展过程中，数字化装配技术不断成熟，但是，仍然没有全面掌握大型飞行数字化装配技术的重点技术，所以，飞机数字化装配技术发展属于长期的发展过程。在发展数字化装配技术的过程中会涉及诸多技术内容，而飞机数字化装配技术也会涉及诸多方面，所以，需要诸多方面的大力支持[4]。为此，在发展数字化装配技术的时候，一定要确保发展思路的科学合理。另外，航空企业需要对技术工作人员予以全面培养，即便年轻的工作人员经验不丰富，但是，具备极强的创新观念，能够突破传统束缚，所以，对于技术创新十分重要。

结束语：

综上所述，在飞机制造发展方面，数字化装配技术是主要的发展方向，所以，应当加大资金投入的力度，夯实工业基础，然而，最关键的就是要更新观念，为此解决飞机装配技术的问题，推动技术的创新。

参考文献：

[1] 成书民，张海宝，康永刚等.数字化装配技术及工艺装备在大型飞机研制中的应用[J].航空制造技术，2014（22）：10-15.

篇10

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 17. 035

[中图分类号] F270.7；TP315 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2014）17- 0059- 03

数字化制造是传统的制造业依托高性能计算机、网络等高新技术，实现对产品需求分析、产品设计、零件加工制造、产品质量检验以及整个生命周期的数据信息管理、过程控制[1]。数字化车间可以有效降低生产成本、缩短产品研制周期，解决军工制造企业传统生产模式中的瓶颈问题。

1 对军工特色数字化车间的思考

1.1 数字化车间概述

数字化车间是指以制造资源、生产操作和产品为核心，将数字化的产品设计数据，在现有实际制造系统的数字化现实环境中，对生产过程进行计算机仿真优化的虚拟制造方式[3]。数字化车间将传统车间的生产系统、工艺设计系统、质量信息系统以及其他管理系统信息集成为DNC、ERP、MES系统，形成自动化制造体系， 实现产品的设计、工艺、管理、制造一体化，提高企业生产效率，缩短制造周期，降低生产成本，对企业有非常重要的意义。

1.2 军工生产企业打造数字化车间的必要性

（1）军工企业产品具有批量小、种类多、结构复杂、生产交付节点严格等特点[4]，产品依据车间制造能力进行路线划分、资源配置，产品零件分散到各个车间、工位，这对车间的零件调配、设备使用的灵活性提出了更高要求，车间信息不畅通，就会导致生产计划不能按时完成，生产质量也得不到保证，融入信息化技术可以实现产品、物料、工装、刀具等实时数据采集，相关人员通过终端系统可以掌握产品生产、工装、设备的使用情况。

（2）军工企业接收紧急任务。军工制造车间可能突然接收一些产品的紧急生产任务，在传统的制造模式下只能停止现有的生产任务，打乱了原有的生产计划安排。引入先进的制造信息平台，可以根据现在车间的生产情况及生产设备的占用情况进行分析，及时准确地评估插入任务对其他生产任务的影响，通过对生产工序进行拆分、合并、外协加工等排产调整，优化车间配置资源，在影响原有生产计划最小的情况下完成插入任务。

（3）军工企业产品要求质量具有可追溯性。军工产品零件质量要求具有可追溯性，传统操作方式是将数据人工记录，这种方式耗时且容易出错；引入条码扫描机、触摸屏、视频系统等信息采集方式后，将每件产品每道工序产生唯一条码，只需扫描条码，即可调出零件相关数据，为相关人员提供动态数据，实现零件可追溯性。

（4）军工企业制造资源利用率低。每个产品生产涉及现场操作人员、物料准备、设备准备、刀具准备等，传统制造模式由于信息不够畅通，使部分设备、工装闲置，而另外一些任务排满；通过信息化手段可提高车间现场资源利用率及资源优化配置，管理人员在最短的时间内通过大屏幕、PC终端等显示设备掌握生产现场的情况，以便做出准确的判断，采取有效措施，保证生产任务的顺利完成。

（5）军工企业技术文档管理难度大。车间技术文档、产品文档资料多，且很多为秘密材料，管理难度大，需要引进信息化技术进行管理，实现技术文档资料版本的严格控制及方便工人查询浏览。军工企业传统制造模式已经满足不了需求，亟需引进信息化手段、打造数字化车间来解决矛盾。

2 数字化车间构造

2.1 数字化车间的整体构架

数字化车间是一个庞大的具有信息化特点的制造系统，是基于传统制造业与信息化技术平台建立起来的，其整体框架如图1所示。

2.2 数字化车间的模块分析

数字化车间以MES生产执行系统为核心，充分利用ERP、PDM等平台，依据车间自身特点，搭建系统应用的软硬件平台，实现设计、工艺、制造一体化的数字化生产模式，数字化车间打造基于以下信息化平台。

2.2.1 数字化车间MES系统

数字化车间打造MES系统，改变了制造企业传统的单一信息采集方式，通过动态采集产品在制造过程中设备占用情况、生产进度、完成质量等数据，并对数据进行整合、分析，形成整体解决方案，确保将信息准确、及时地反馈给相关人员，为任务排产、决策提供依据。

2.2.2 数字化车间生产管理平台

生产管理系统如图2所示，生产计划下达到车间后，车间工位生产信息采集系统将工位资源数据反馈给ERP系统，通过物料计划计算后，生产计划员根据将生产任务下达给相关的工艺、设备管理、物料管理人员，相关人员根据任务的优先级进行准备，生产计划员根据生产计划进行派工，系统具有生产过程监视以及生产调度指挥功能。调度系统的高效运作，避免了车间资源的浪费，缩短了型号产品的研制生产周期。

2.2.3 制造资源管理平台

制造资源管理模块流程如图3所示。通过数据库建立资源库将可以管理制造资源如刀具、设备、工装等，工艺人员可以根据需要添加、删减资源库中的内容，也可以及时查找各种工序需要的机床、刀具、量具相关数据以及占用情况，计划员也可通过数据库核算产品制造消耗和占用资源的成本。

2.2.4 物料配管模块

产品生产过程中需要大量物料、工装等，由于车间制造现场空间、资源有限，需对现场物料、配套产品及使用工具等物件进行严格控制管理，建立物料配给管理机制，根据生产计划查询物料需求计划，并及时调整；通过网络终端查询库房库存情况，利用电子标签捡货系统指引快速取货，能够利用条码扫描终端自动记录物料信息，保证了库房物料信息的实时性与准确性。

3 结 论

通过对数字化车间的阐述及对军工企业特点的分析，论述了传统军工企业引进信息化技术打造数字化车间的必要性。数字化车间通过建立MES系统，提高了车间信息交流的畅通性和设备使用的灵活性。通过建立IPT协同设计系统，使得产品研制效率提高，缩短了产品研制周期。通过建立数字化生产管控系统，显现了管控系统对生产计划调整、任务监督、资源调配的便利性；建立物料配管模块，提高了物料、工装、产品管理管控工作的效率；建立质量管理模块，通过先进的检测、记录设备使产品质量可方便快捷追溯。

主要参考文献

[1]吕琳，胡海明.浅谈数字化制造技术[J].机电产品开发与创新， 2009（1）：87-88.

[2]洪建胜.数字化车间环境下的MES应用[J].中国制造业信息化：应用版，2007（9）：51.

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随着信息技术网络的一日千里和我国社会主义市场经济的不时开展，我国有线电视面临着绝后的压力和应战，传统的模仿电视传输管理形式曾经成为有线电视开展的瓶颈，完成有线电视数字化是有线电视开展的必然趋向。

1、数字化电视节目制造的开展

1.1全面数字化。数字化技术不只是运用到电视制造的单一环节中，更重要的是，它参与了从节目的前期准备到完成节目制造的全过程。这不只呈现了数字摄像机、录像机二特技机、切换台等大批运用数字技术的设备，而且大范围的、整体性的数字电视节目系统也日趋完善，呈现了全数字电视演播室、全数字电视转播车、数字紧缩的卫星新闻采集转播车(DSNG)、数字空中播送(DVB)、数字卫星直播(DTH)等。

1.2虚拟化。计算机、多媒体技术与数字电视技术相分离，产生了非线性编辑系统和虚拟演播室系统。虚拟演播室技术，将计算机与电视技术分离起来，能提供逼真的虚拟空间，将计算机制造出来的背景图像与演播室拍摄的人物圆满地分离在一同，从而制造出传统设备无法表现的节目，将人物置于千变万化的虚拟三维空间之中，丰厚了电视屏幕。

1.3网络化。多媒体网络技术的呈现，为数字教育电视节目制造、播出网络化提供了条件。为了进步工作效率，到达资源共享，能够将多台非线性编辑系统、虚拟演播室系统、动画工作站、音频工作站等各类以计算机为操作平台的系统组成网络，成为一个小局域网的子系统。完成计算机设备、多媒体设备的互联和信息交流共享，并支持虚拟网络之间的信息交流。

1.4信息化。数字化和网络化只是工具，信息化才是目的。信息业务的三大媒体通讯、播送和计算机正因播送电视数字化而最终交融，使多种业务能在各种通道中传送。而电视通道有可能成为一切信息业务抵达家庭的最佳途径。信息业务将会发作很大变化，不再是简，单的声音、图形、图像，而是多种格式和媒体的组合。增强信息源建立，发挥播送电视在节目方面的优势，树立播送影视音像数据库和视频点播节目库，普遍开辟交通、金融、气候、教育、培训、电子商务等多个范畴的信息源。

2、数字化电视节目制造环境

数字电视技术的开展，计算机技术的开展，大容量磁盘存储媒体的呈现，数字视频紧缩技术的普遍应用，对电视节目的制造产生了宏大的影响。以数字系统为根底的制造环境是图像、声音及有关信息统一作为数字数据处置，同时一些根本工作如选材、合成和编辑都是以综合方式来完成的。宽带互联网的呈现将能够经过互联网采集节目内容。数字信号的记载媒体也由单一的磁带记载转化为磁带、磁盘、光盘存储的多元化的媒体存储方式。图像、声音直接作为数字数据记载在效劳器上；外景素材存储在磁盘存储器中，然后传送到效劳器上。计算机工作站的介入，突破了由切换台、特技机、编辑控制器一统天下的节目制造形式，特别是以PC为中心的多媒体非线性制造方式的逐渐成熟，使得电视节目后期制造变得愈加多样。电视节目后期制造系统逐渐由模仿制造系统转化为数字重量制造系统。电视的制造的虚拟技术将得到普遍的应用，高明晰度电视更需求虚拟背景。

数字化电视节目制造环境对目前的电视节目制造人员提出了更高的请求。数字化技术的开展加深了影视艺术和技术两者之间的依存关系，如电脑图像技术和数字音频技术的普遍应用和开展，带来的不只是单纯的技术制造办法上的革新，还有艺术创作范畴的创新。对艺术创作人员请求不只需求具有极高艺术的创作灵感，同时还需求熟知制造的技术手腕，具备丰厚的经历和技艺，参与到节目制造技术中去。专业技术人员应该是具备一定的工程才能、具备数字技术方面的专业才能、控制最新的技术意向、具有足够的技术程度，能见机行事地把技术新成果应用到系统上去的系统工程师。节目制造技术方面的主要担任人应该对节目的内容有比拟深化的理解和投入，将各种不同专业学问融会贯穿、能停止各种节目制造的复合型人才。

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引言

近年来，我国科学技术得到了快速的发展，现代化制造技术也在发生重大变革，其中典型的有压力容器设计、制造与应用。压力容器的质量影响着使用者的安全，在设计与制造中稍一疏忽将会导致产品不能正常安装，甚至造成整个设备报废，严重者还将导致安全事故的发生。

1.概论

压力容器是我国现代化工业的重要组成部分，主要用于高温、高压、易燃易爆等物质的盛装，压力容器质量的好坏关系着使用单位的安全性，为保证压力容器的质量，应严格控制制造的各个环节。当前我国许多企业依然还在使用传统的制造工艺，主要以手工机床为主导，数字化技术的应用将现代工业带入了一个新的局面。其主要技术有计算机辅助设计（CAD/CAM）、计算机辅助工艺设计（CAPP）、计算机辅助工程分析（CAE）以及产品数据管理（PDM）等。在设计环节，包含了产品的规划、设计、生产准备等。数字化制造主要是实现CAM与CAD等技术的应用，并在制造过程中解决相关性问题。同时将制造过程用数字化反映出来，并对制造质量、定量等信息进行综合评价。

此外，在数字化设计与制造中，会根据不同需要对其进行调整，例如，在测绘行业中，数字化技术将会以测绘生产的形式存在，通过对数字化生产及技术进行管理，从而使其向信息化转变。在汽车模具制造行业，数字化将会以模具制造为主导实现汽车模具的设计及制造。

2.压力容器制造业的现状及发展

当前，国外的压力容器主要执行压力容器国际标准一体化，但随着全球经济一体化的快速发展，压力容器标准国际化将更加明显。压力容器在设计及制造中，会受到多重因素的影响，尤其是整个制造系统没有统一的管理及控制方案，将会直接影响到产品质量。在设计方面，采用AutoCAD、ANSYS、SW6以及PVCAD等设计软件降低了设计劳动强度，提高了设计效率，同国外数控技术管理部门相比较，我国压力容器在零部件的制作、焊接等自动化工序上、以及产品的精度和生产质量等方面还有着不小的差距。在设计理论研究方面，专家系统以及CAPP系统均已达到成熟阶段，但受到我国当前经济水平和企业经营规模的限制，对压力容器的设计和制造有着很大的束缚。

此外，我国压力容器在制造生产中也存在很多问题，其中主要表现在：①生产工艺的重复性以及多余的工艺，影响了产品生产周期和产品质量。②生产时没有严格按照国家规范及标准进行，导致产品存在严重的质量隐患等；③不同工艺在生产中脱节，导致产品生产周期过长，严重者将直接影响产品质量的优劣。

3.数字化在压力容器设计中的具体实施

压力容器在设计中，受到的影响因素有很多，例如，受到压力容器的强度，荷载的测试水平、几何尺寸等，其随机变量比较多，在设计时，引进先进的设计方法进行设计可以有效地提高相关变量的准确数据，使其结构更加接近实际情况。

压力容器在近年来的发展中，向着精密化、智能化、柔软化、网络化、集成化等方向发展。在设计发展中，压力容器设计实现了从手工绘图到计算机辅助设计与建模的过渡，当前常用AutoCAD、Pro/E、Solidworks等绘图软件进行图形绘制及建模，在保证图形质量的同时，大大提高了生产效率。

数字化在压力容器的应用中需要解决以下几个方面的内容：①建立统一的产品模型，向标准化方向实施，保证产品在维修阶段的有效性和统一性。②建立数据交换标准。使其达到有效的信息交换，保证各个阶段的动态联盟。③数据集成。使其完成管理系统、组织系统之间的数据管理和共享。④过程集成。完成现代化工艺流程化，使其整个生产过程统一化和简单化，在生产的过程中完成自动化管理和生产。

4.数字化在压力容器制造中的具体措施

数字化制造在压力容器中的应用，①从压力容器产品设计研发角度应用，则利用计算技术辅助设计CAD/CAM等软件平台，如配套应用建模分析方法有AutoCAD、Solidworks、Pro/E等制图软件平台，能够有效保障设计效率提升，使之与生产加工达到紧密衔接。②从产品加工工艺应用，CAPP是实现计算机辅助设计CAD/CAM到产品制造系统的桥梁，通过计算机技术，以系统化、标准化方法，确定零件或产品从毛坯到成品的制造工艺流程方法与技术，与传统工艺相比，CAPP能够提高工艺文件质量与工作效率，减少工艺编制工作对工艺人员技术的依赖，缩短工艺准备工作，建立工艺知识库。③从压力容器生产制造过程中应用数字化技术，首先建立可靠的PDM平台，然后配套应用计算机辅助设计手段、数控加工设备、焊接机器人等先进的生产装备流水线作业。我国当前的机器人技术已经较为成熟，可以根据对生产设备和管理技术的控制，实现工业机器人的自动化生产。

此外，在压力容器产品设计建模阶段，也应当建立一种可以展现产品全寿命周期数据的产品模型。此时，则需要考虑产品数据交换、数据集成、功能集成等，以做好软件平台应用的接口自动化，强化客户端与服务器间的信息资源控制等，从而才能搭建有力的网络辅助设计平台，指导于压力容器产品的实践加工。

5.结语

随着科学技术的不断发展，我国数字化技术在压力容器设计与制造中的应用将更加成熟，并逐渐向着网络化、智能化、一体化等标准发展。同时，随着国外标准一体化的相关规范标准的建立，压力容器中相关技术的应用将会更加全面，更加快捷。本文对数字化在压力容器的设计与制造中存在的问题讨论的不够具体，以及相关技术的应用讨论的不够全面，此点将是笔者今后的重点研究方向。

参考文献：

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中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)08-0195-01

随着数字化无图制造技术的发展，数字化制造系统已经演变成钣金零部件加工和制造的关键性工具，钣金数字化制造的信息载体已经完全由“模拟量”转换成“数字量”。众所周知，“数字量”信息其做大的优势就是安全、精确、并行分布式处理、传递易行、容量大。钣金数字化制造系统的信息所表达出来的“数字化”，往往会引发信息处理上的一些变化，譬如：其所引发的技术革新和操作手段都有了巨大的变化和更新，因此，我们必须要在数字空间的实际运行模式中不断的完善和探索。

1、钣金数字化制造现状分析

激光切割制造技术的出现，完全替代了“剪切－冲”的工艺流程，它的特点就是灵活且具有较大的柔性，其缺点就是运作成本比较高。这种制造技术最常见于一些形状不规则的产品或器件上，随着小批量零部件的大量生产，激光切割制造技术越来越受到人们的重视。因为激光切割具有高柔性和高精度以及三维设计技术的不断完善和成熟，使用者可以完全从新设计和流程中取得收益，这样就可以大大降低生产成本，而且还能够有效地缩短工期。所以新的钣金工艺其实就是从设计开始的，及设计+激光切割+折弯+焊接/铆焊。多重折弯工艺在国内的箱体制造业已经比较普及。好处是省掉了传统的加强筋。在实际生产过程中我们发现激光具有切缝细，精度高的优秀特点。通常情况下，都是一次性进行切割，然后配合4次的折弯，从而实现4个工件。这种制造方式，完全超越了传统工艺的设计思路，所以为缩短工期奠定了基础。激光切割的不断普及，市场要求提高速切割，只有这样才能降低待机的时间，向厚板，高反射材料进行扩展，降低电耗成本等。例如雅马哈2010年所推出的by speed机型，其切割的速度可高达40m/min，加速度为3g，它能够切割20毫米厚的不锈钢，12毫米厚的铝合金，6毫米厚的紫铜等，而所耗电只有60kW左右。机器的有效利用率能够达到95%以上。

2、钣金数字化制造系统模式

2.1 数据源的整合与集成

钣金零部件的数字化制造数据大都是采用集中的管理与存储，这样就可以形成一个惟一的数据源。每一个系统都是经过产品的具体数据管理系统进行访问制造相应的模型、工装和工艺信息，从而改变了模拟量的传递模式，满足了所有信息在不同的用户之间与不同的应用系统之间的集成和共享。钣金零部件制造数字化数据库所有的知识组元可以随时更新而且还能够多次使用，钣金数据库知识系统的完善和建立，极大程度地满足了所有信息的数字自动化表述，同时，在每一个数字化的设计当中都可以重新使用所有者的制造技术，这就完全颠覆了传统意义上，单凭经验和多次的试验设计模式。集成系统协同设计就是把数据库、知识重用工具以及应用系统整合到一个相同的平台，该平台为工程设计的统一介质，使得整个数字化流程固定化，对所有数字化制造流程进行统一的控制和管理，从而进一步集成了各大子系统制造工艺，完成了其要素的设计。

2.2 数字量控制与传递

在传统钣金制造模式中模拟量主要是依靠传递实现的，所有零部件的生产流程中所有的环节都缺少一个整体的数字化定义，其所生产的成品难以确保精度和准度。数字化制造则是通过前提准备，将每一个使命的设计要素准确地进行了数字化的表述，凭借数字化的信息驱动生产材料加工的所有过程。通过对零部件模型的设计，就能得到所需产品的具体尺寸和形状，不过由于在零部件生产过程中出现很多的中间不确定状态，所以很难对设计信息向制造延伸。设计和制造模型属于相同对象的不同组成部分，其分别用于两个不同的生产阶段。确定了内容与工序之后，制造模型主要是结合工艺生产过程中的具体因素，对产品做出的一个详细描述，把以往制造模式中通过模拟量表达零件尺寸与形状的所有信息进行了数字化的定义，是工艺过程设计和工艺资源设计的依据。

3、钣金制造要素设计

3.1 知识建模

知识建模其实就是根据钣金零部件生产过程中所出现的知识，通过钣金零部件将其串联起来，把钣金制造和加工过程中所有知识作为一个整体系统，从横向和纵向两个方向进行归纳建模。纵向方面主要是从宏观到微观组元进行构建知识系统，同时依据不同知识组元易难程度进行分层建模，通常都是将该系统划分为型、域、属、族四个不同的层次。知识分类的最基本的单元就是型，它是根据知识具体求解对象的疑难程度进行分类，主要包含实例、基型和典型知识。横向方面，通过进一步地分析所有组元间的相互依赖关系，建立一个如同记忆网一样的模型，把钣金相关知识转化为由制造要素所组成的网络，建立一个完整、科学、便于管理的钣金知识库。

3.2 知识使用

基本类型的知识对形成问题解方案的作用方式分为表型和典型两种。知识可直接形成问题的解方案，基型知识则部分形成问题的解方案。钣金制造指令设计、成形模具设计等问题求解，根据知识的层次模型使用对应的属及基类知识，开发不同的推理方法，如：基于表型知识的推理、基于典型知识的推理、基于基型知识的推理等。以工艺流程设计为例，对于典型钣金零件，通过归纳总结典型方案，根据各种条件检索得到合理的工艺流程；对于非典型零件可以依次采用基于实例的设计或创成式方式来完成；知识检索采用基于编码的精确匹配方法。

4、结语

无图制造技术的发展，为钣金零部件的生产和加工提供了一个巨大的发展空间，其主要就是因为无图制造技术不但涵盖了最新信息和最前端技术，而且更重要的是它促进了生产技术的数字化智能化的发展。本文通过对钣金零件数字化制造系统模式的研讨和分析，提出了钣金数字化制造模式和解决思路，其中制造模型是面向制造过程对钣金零件信息的组织，采用集成管理的方法形成了钣金数字化制造的数据源。