数字化设计和制造技术范文
发布时间：2023-10-07 15:42:17
导语：想要提升您的写作水平，创作出令人难忘的文章？我们精心为您整理的13篇数字化设计和制造技术范例，将为您的写作提供有力的支持和灵感！
篇1
科学技术是第一生产力，创新是引领发展的第一动力。当前，全球新一轮科技革命孕育兴起，正在深刻影响世界发展格局，深刻改变人类生产生活方式，对机械制造及其自动化的核心技术进行分析和应用可以进一步推动我国的现代化建设进程。
1 机械设计制造及其自动化的重要性
1.1 提高生产效率
加强科技产业界和社会各界的协同创新，持续进行科技研发，是让科技发展为人类社会进步发挥更大作用的重要途径。就机械设计制造及其自动化而言，对该其进行深入的研究和广泛的应用，将极大地提升我国各项生产建设相关工作的效率，为其提供持续性的动力支持。从实际生产上来看，机械设计制造及其自动化技术的应用，可以对传统生产环节和生产流程进行全面的精简，推动生产建设的创新进程，整体上缩短了相关生产流程的单位运行时间，可以显著地提升生产效率。同时在各项生产建设过程中，将机械设计制造及其自动化技术与传统生产技术进行充分融合，还可以将生产环境进行全面改善，响应***总书记的技术创新言论，让我国的各项生产建设呈现出欣欣向荣的气象。
1.2 提高生产的可靠性
机械设计制造及其自动化技术的良好应用，可以对生产技术进行全面的创新，同时，为了实现我国的现代化建设目标，相关人员在应用机械设计制造及自动化技术的过程中，会同步进行机械设计制造及自动化技术的人才建设和环境建设，因此，我国的生产建设水平将得到显著的提升。在机械设计制造及其自动化技术的应用过程中，相关企业的生产技术取得了持续性的进步，对传统的单纯依靠人力进行的生产环境和半自动化的生产环境进行了全面的改良，降低了各项生产过程中人工操作产生的误差，也极大地避免了生产环境中不良因素对生产质量和生产人员人身安全带来的风险。因此，对机械设计制造及其自动化技术进行全面应用和普及，将极大地提高生产的可靠性。
1.3 节能环保
自改革开放以来，我国的节能环保意识，经历了从无到有、由小到大的过程，由于自然资源的过度开采，近年来全球生态环境持续恶化，能源环境日趋紧张，机械设计制造及其自动化技术的应用，在节能环保上有较为明显的优势，以下对其进行介绍：第一，在实际的生产过程中，机械设计制造及其自动化技术可以与传统的生产技术进行充分的融合，改善生产环境，在该技术的全面加持下，相关生产流程被合理简化，能量消耗显著降低，在一定程度上达到了节能环保的目的；第二，在机械设计制造及其自动化技术的应用过程中，相关人员还可以对生产环境进行全面监控，在系统中添加节能环保评价指标，一旦生产数据达到节能环保指标上限，系统将自动停止运行，有效降低能量消耗。
2 机械设计制造及其自动化的技术核心
2.1 数控技术
在机械设计制造及其自动化中，数控技术具有方便、可靠等方面特点。数控技术是数字化技术在机械制造行业应用的高新技术，具有促进机械加工业长远发展的重要作用，设计人员应根据机械的具体用途，提前设置程序，然后加工相应的零件。其中的主要工作原理是工作人员通过对输入设备、输入机床工作时所需相关数据进行采集，在计算机处理后，得到相应的命令，使机械在使用过程中保持精确度。以中国工业互联网标识大会为例，在会议中参与二级节点建设的武汉华中数控股份有限公司，牵头组织行业内的一批企业成立了数控机床互联通讯协议标准联盟，整合了优势企业和技术资源，围绕智能制造需求，制定出具有国际先进水平的数控机床互联通讯协议标准NC-LINK,并对其加以验证、推广。该协议将在未来的应用中不断改进与优化，将该项目打造成一个成熟、先进、可为行业用户提供个性化优质服务的工业互联网平台，推动我国企业向智能制造的转型升级。今年，"数控装备工业互联通讯协议（NC-Link）及应用"入选了"工业互联网产业联盟优秀案例".华中数控用"中国大脑"装备"中国制造"逐步发展成为一家上市企业和中国数控行业的领导者。未来，华中数控发展工业互联网的重心仍在智能装备、车间、工厂的建设上，并倾向于在装备的互联互通以及人工智能技术的应用。
2.2 智能技术
智能技术涉及计算机技术、定位技术等几方面内容，是机械设计制造及其自动化中的重要技术，便于工作人员的管理。智能技术中的主要部分是数字化，在此过程中需要运用传感器采集大量的数据，从而为设计人员的工作提供便利条件。现阶段，计算机技术繁多，各项技术会向智能化发展，从而有效地改善机械的运行环境，需要设计人员加强对智能化技术的研究，有效地解决部分机械生产难度大的问题，从而促进各个行业的发展。以厦门厦工机械股份有限公司为例，该公司携手中航工业西安自动控制研究所，联合开发新一代工程机械智能电传控制技术，将军用航空技术成功地移植到工程机械设备上。现阶段，已搭载着双方最新研究成果--XGJE智能控制系统的多款智能产品正式亮相。如今，厦工不仅在挖掘机、装载机实现了智能产品"首发",还将把智控技术逐步推广到叉车、小型机、道路机械等多产品领域，实现厦工智能全系列产品"群发".厦工系列智能产品技术的成功研发和产业化运用，开创了工程机械产品智能化转型升级的新时代，中国工程机械工业协会会长祁某表示，"这对于中国工程机械行业整体快速走出市场低谷，突破重围，提升我国工程机械核心技术优势和国际竞争能力大有裨益。"
2.3自动检测技术
传统的的检测方法主要是对产品进行抽样检查，具有流程烦琐、消耗时间较长等方面的特点，所以工作人员在进行机械制造设计过程中，应加强对自动检测技术的运用，对机械运行的各个状态进行记录。自动检测技术是由传感器和传统的仪器发展过程中得来的，主要由数据处理、信号调节等方面组成，能够对生产工进行调控，从而提高生产效率，促进行业的发展。当被检测的产品超过设定值时，会通过声音、红灯等信号提醒工作人员，从而帮助其及时解决在机械运行过程中出现的问题。以双汇集团为例，该集团采用火腿肠在线外观质量自动检测技术，该项技术由中科院沈阳自动化所研究开发，火腿肠在线外观质量自动检测系统是以PVDC包装的火腿肠为检测对象，以特别设计的精密机械装置为平台，采用智能化的视觉检测技术及自动化控制技术，实现了火腿肠从杂乱无章的状态到有序排列的状态。视觉检测技术从对象的图像特征提取入手，结合人工智能与神经网络技术，对火腿肠的10余种外观缺陷进行实时检测，并通过同步技术实现缺陷产品的准确实时剔除，消除食品卫生的安全隐患。
2.4 虚拟技术
虚拟技术的主要功能是对生产过程进行模拟，从而对实际工作过程中可能出现的问题进行模拟，帮助工作人员进行提前预防工作，进而减少在工作过程中可能出现的问题，从而提高工作效率，增加企业收益。其中VR技术是通过模仿人的感知，对环境、现实进行模拟，使人能够凭借直觉作用于计算机从而产生三维仿真模型的虚拟环境，从而为工作人员提供直观的感受，了解工作中的各个环节。以浙江高端工业VR高科技技术团队为例，该团队在2018年于上海当代艺术馆，举办第六届"动漫美学双年展--叙事曲"并在工业设计中运用VR技术，工业可穿戴设备能够给现场为工人提供他们所需的信息，进一步提升了工作的效率。在恶劣的工业场景中，例如高空作业的工程师拿纸张、检测设备进行工作，很有可能会被大风吹掉或者被绊倒。而新的工业可穿戴设备正在为工作人员带来极大的好处，通过语音控制可以释放双手，随时随地轻松查看图纸和资料素材，工人可以更专心在工作任务上。随着科学技术水平的提高，机械设计制造及其自动化会向集成化发展，所以工作人员应加强对机械设计制造的研究，促进机电一体化的发展，为机械制造行业的长远发展提供保障。
3 结语
综上所述，机械设计制造及其自动化为工业、制造业等行业的发展提供了重要基础，技术人员应加强对其中核心技术的研究，同时提高自身能力水平，为机械设计制造提供保障，从而将设计成果应用在各个行业中，减轻工作人员的负担，提高工作效率，同时减少由于人为带来的错误，从而促进企业的长远发展。
参考文献
篇2
中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）02（a）-0004-02
1 计算机技术在机械设计制造及其自动化领域中的应用优势
计算机技术在机械设计制造及其自动化领域中的应用主要体现在计算机辅助技术的应用、基于计算机平台的数控机床的应用、计算机三维技术的应用以及计算机ERP管理系统的应用。目前计算机绘图技术、数控机床已经在我国的机械行业中得到广泛应用，保证了产品的设计质量和使用价值。计算机ERP管理系统在机械行业中的应用有利于降低企业生产成本，提高企业的经营效率，在企业的快速发展中发挥了重要、积极作用。计算机技术在机械设计制造及其自动化领域中的应用优势主要体现在以下几个方面：（1）计算机辅助技术的应用大幅度提高了机械行业的生产效率，主要体现于产品的设计和研发速度的提升，明显缩短了产品设计时间，提高了产品设计质量。（2）计算机ERP管理系统的应用实现了企业的全方位管理，保证了企业各个部门、各个环节信息的及时传输和反馈，提高了企业的反应能力。（3）计算机存储技术的应用实现了对企业各种生产信息资源以及产品设计图纸的有效存储，不仅提高了信息资源的管理效率，同时也避免了纸张的浪费。
2 计算机技术在机械设计制造及其自动化领域中的应用
机械设计制造及其自动化领域中计算机技术的应用主要体现在以下几个方面：一是可视化、仿真、模拟、绘图等辅助技术的应用，二是基于计算机平台的数控机床的应用，三是计算机三维技术的应用，四是计算机ERP管理系统的应用。
2.1 计算机辅助技术在机械设计制造及其自动化领域中的应用
在机械设计制造及其自动化领域中应用较多的计算机辅助技术主要有计算机可视化技术、计算机仿真模拟技术等。顾名思义，计算机可视化技术就是将抽象的机械信息和数据进行直观化、具体化、可视化，将其转化为更容易让人理解的信息和数据，进而分析、计算以及掌握机械产品的特点和性能，了解机械产品的动态生产过程，不断对其进行改进、优化。计算机可视化技术在机械设计和制作领域中的应用一方面可以发挥基础的辅助设计作用，有利于减少人工误差，提高产品设计的精确性；另一方面能够极大地提高工作效率，节约了大量的人力和时间，推动了自动化的进程。计算机仿真模拟技术以计算机和软件为基础，汇集了多个学科的理论知识和技术原理，仿真模拟技术的应用可以有效解决机械制造中的复杂问题。在机械设计和制造过程中，产品加工是企业生产产品的基础环节，利用计算机仿真虚拟技术可以为产品的加工提供理论和技术支持。例如在某些机械产品的磨削过程，利用仿真技术可以对磨削行为以及磨削质量进行预测和模拟，并以此为依据优化磨削过程。在机械设计阶段，应用较多的计算机制图技术，例如CAD、CAM 都是常用的计算机绘图技术，利用计算机绘图技术一方面可以减少制图的差错率，降低产品生产损失；另一方面能够缩短制图周期，为新产品的研发提供更多的时间。
2.2 基于计算机的数控机床在机械设计制造及其自动化领域中的应用
数控机床的最主要优势特征就是能够实现产品生产自动化，以计算机为平台、软件为基础的数控机床的编程主要有两种方式，即软件自动编程以及软件手工编程。基于自动编程的数控机床软件主要应用于较复杂零配件的生产，以计算机为平台采用标准的数控软件语言对应用程序进行编写，然后经过处理形成数控机床的运行程序。近年来随着数控技术的快速更新和发展，计算机语言与数控编写程序之间的相互转换更加容易实现，更大程度上满足了数控机床编程的需要。
2.3 计算机三维技术在机械设计制造及其自动化领域中的应用
三维技术是现代计算机技术的重要组成部分，其采用了更先进的理论和方法制作神奇三维立体，为产品的生产提供了更科学的设计方法，例如对产品结构的受力分析以及对产品形状的模拟分析都是三维技术在机械设计和制作行业的重要应用体现。CAD三维技术的应用不仅体现在对产品大小、形状、特征以及产品位置的模拟分析方面，另外还可以对产品赋予一系列物理特征信息，通过对产品颜色、产品质量、产品体积、产品承压力等物理特征信息的分析从而进一步保障产品设计质量。在以往的机械产品设计过程中，往往需要通过各种物理实验和化学实验来检验产品质量，而现在通过三维技术的模型功能就不再需要通过物理和化学实验保证产品设计质量，如此就极大地节约了产品设计成本，同时也有利于提高企业的生产效率。
2.4 计算机ERP管理系统在机械设计制造及其自动化领域中的应用
机械零配件种类的复杂性决定了机械行业自身具有较强的离散性，企业很难保证产品的终端性。对于任何一个机械产品生产企业来讲，都需要详细、准确地了解和掌握自己所生产产品的零配件，包括零配件的个数、零配件的具体型号、零配件的可用性等信息都要有准确的记录资料，这些信息资料是企业生产部门制定产品生产计划的重要依据。机械产品生产企业日常运营主要包括产品加工以及产品管理两方面内容，产品管理涉及到零配件数量管理、库存管理、产品生产计划信息管理，另外就是企业ERP系统的维护和管理，从ERP系统中可以准确查询企业每个批次零配件的具体数量、毛坯数量、半成品数量、成品数量，如此可以实现对每个批次产品的动态跟踪分析，及时掌握当前毛坯数量是多少、半成品和成品数量是多少、产品报废数量是多少，对以上信息的掌握可以为企业决策部门提供科学的数据支持，对降低企业生产成本、提高企业经营效益有着重要意义。
3 结语
计算机信息技术的普及应用推动人类从机械化时代进入信息化时代，计算机技术的强大功能在各个行业领域中发挥着不可估量的作用，其在机械行业中的应用不仅提高了企业的生产效率，降低了企业的生产成本，同时在推动企业实现生产自动化中也发挥了不可替代的作用。目前计算机技术在机械行业中的应用主要体现在计算机辅助技术的应用、基于计算机平台的数控机床的应用、计算机三维技术的应用以及计算机ERP管理系统的应用，随着计算机技术的快速发展以及机械行业改革的深入，计算机技术与机械设计制造以及其自动化的融合将会成为以后的研究热点。
参考文献
[1] 何楠.机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用分析[J].山东工业技术，2016（7）：148-149.
[2] 刘锐锋.探讨计算机辅助技术与机械设计制造的结合[J].化工管理，2015（7）：194-195.
篇3
中图分类号 G642.0
文献标识码 A
文章编号 1005-4634（2012）05-0073-04
随着计算机技术的飞速发展，数字化设计与制造技术开始在模具制造业中发挥着越来越重要的作用，并且已经成功应用到模具设计、分析、仿真、模拟以及制造的全过程，数字化已经成为模具制造行业发展的必然趋势。因此众多模具企业需要大量的数字化设计制造高技能人才。长江三角洲地区是我国模具行业最集中和发达的地区之一，对模具高级工程人才的需求更加旺盛，培养符合企业需求的大批具有创新精神的模具卓越高级工程师，既是学校自身发展的需要，也是高校的职责所在。
目前，国内各院校成型专业技能人才的培养与企业要求不能达到“零对接”。这主要表现在：课程体系与企业需要的数字化设计制造能力要求脱节；课程内容陈旧，实践环节薄弱。其结果导致学生工程实践能力和设计创新能力不强。
为了适应设计制造领域快速发展的形势和满足社会对数字化设计与制造技术人才的需求，按照国家“卓越工程师培养计划”的基本要求，南京工程学院材料成型及控制工程专业正在探索和研究新的培养模式，改革传统的课程设置，对现有零散、重复交叉的数字化设计与制造课程进行整合、补充和优化，改革传统的课程体系和教学方法，构建卓越计划背景下数字化设计制造技术教学体系，对培养学生的创新能力和数字化设计制造技术工程的应用能力具有重要的意义。
1 材料成型及控制工程专业卓越工程师总体培养目标
在对众多模具企业进行广泛调研的基础上，参照其他高等院校本专业的培养计划，结合南京工程学院的实际情况，制订了新的成型专业卓越工程师培养目标。新确定的培养目标是使学生掌握金属塑性成形和高分子塑料成型以及现代模具设计与制造的基础理论和工艺技术，具有应用三维数字化技术进行产品的模具设计、成型过程模拟分析、数控自动编程等基本技能，具备一定的材料性能及产品质量检测分析的能力，擅长模具设计制造与材料成型生产的技术管理，能够在模具领域从事设计制造、技术开发及生产经营管理的卓越模具工程师。
卓越计划培养目标下数字化设计制造技术教学不能只满足于学生会使用造型软件工具，还要使学生掌握必要的软件开发原理、计算机与专业结合的切入点等必要的理论基础，即在教学内容灌输上不但要做到“知其然”而且要“知其所以然”；数字化设计制造技术教学重点在于培养学生的综合应用三维数字化设计能力，完成产品的三维模具设计、成型过程CAE分析、模具型腔模拟加工等，使学生对材料成型CAD/CAPP/CAE/CAM一体化有一个系统的训练，并结合在企业的一年生产实践，进一步强化和巩固课堂理论知识。
2 卓越计划背景下数字化设计制造教学体系构建
在卓越计划总体培养目标的指导下，结合本专业现有的软硬件教学条件，建立实用性、可操作性强的数字化设计与制造能力教学培养体系（如图1）。所构建的教学体系决不是简单地增加几门软件使用操作课程，也不是在原来的课程体系中再增加一系列独立的、自成体系的数字化设计技术类课程，而是必须明确在卓越计划背景下以三维数字化设计制造能力为培养目标，以CAD/CAPP/CAE/CAM一体化为理论教学主体，并与专业课程有一定的联系，创新实践环节上以模具数字化设计实训、课外创新活动为基础，同时辅以Pro/E、UG等三维应用软件资格培训、模具卓越工程师培训等。通过改革传统的教学体系和教学手段与方法，使得学生既拥有数字化设计制造技术的应用能力，又具有较强的创新意识和创新能力。
在理论教学中注重文理渗透，拓宽基础。夯实学生计算机应用能力，注重分析研究模具专业技术的新发展，并以数字化技术为主线指导教学内容，将有关的现代科学技术融于课程教学中，改革教学内容、教学方法和手段，给予学生基本的创新理论与方法，启迪学生的创新意识与思维，发掘学生的创新潜力。
3 卓越计划背景下数字化设计与制造技术课程体系配置
数字化设计与制造技术课程涉及成型专业领域的模具CAD设计方法、成型工艺计算机辅助自动决策（CAPP）、成型过程模拟、最新成型加工方法等。随着理论与信息化技术的快速发展和社会需求的不断变化，数字化设计与制造技术课程体系应当精选和改造传统课程，充实、反映当前科技成果的最新内容（如图2所示）。
模具工程基础课程主要为后续课程打下一个基础，如《CAPP概论》、《CAD/CAM技术》课程中会涉及到实用CAPP系统、模具CAD系统的开发，就需要学生掌握VB语言等计算机语言基础。
数字化设计系列课程培养学生现代模具设计理论与方法，应用数字化技术进行产品（实物模型）的三维CAD造型、三维模具型腔的设计、工艺分析、成型过程模拟等，使数字化设计技术贯穿设计全过程。
模具设计与制造相辅相承，先进的设计必须有先进的制造技术来实现，数字化制造技术是先进制造技术的核心。为此，在课程设置中，突出数字化制造技术，设置数字化制造系列课程，培养学生应用数字化制造技术与方法解决产品的制造问题。
专业素质拓展系列课程通过模具工程师理论基础、模具设计选材与失效分析、压铸工艺与模具设计等专业素质拓展课程的学习，进一步拓宽材料成型领域模具设计专业知识。
4 数字化设计与制造创新实践教学
创新实践教学是数字化设计与制造技术培养中极为重要的组成部分，只有通过实践才能更好地培养学生创新意识以及利用数字化技术进行创新设计的能力。创新实践教学主要包括数字化设计与制造系列课程实验、模具数字化设计制造实训、基于校企联合的综合型实践教学以及课外科技活动等。
4.1数字化设计与制造系列课程实验
数字化设计与制造系列课程实验以工程为背景，密切联系工程和围绕工程进行；针对传统的实验内容都被孤立地分散在各门专业课中、互不发生联系的状况，对实验内容进行筛选和整合，实现专业课程实验课的综合化。以逆向工程课程为例，本课程实验要求选取的实验对象与后续模具数字化设计制造实训选取的实验对象一致，以便实现CAD/CAPP/CAE/CAM一体化。
4.2模具数字化设计与制造实训
模具数字化设计与制造实训是以典型模具零件为工作任务进行模块化教学，主要流程为：用三维扫描仪（RE）对零件进行扫描获取零件的三维坐标信息，在此基础上完成对零件的三维CAD造型，并由零件的三维模型得到成型模具的三维型腔；根据模具结构对成型过程进行CAE模拟，模拟结果分析无问题后在计算机上使用软件进行模具型腔的模拟加工，生成相应的加工数控代码。利用数控机床所提供的通用标准接口将现代技术制造中心的多台数控机床通过计算机网络联接起来，组建成一个局域网；将该局域网与CAD/CAE/CAM试验中心的局域网连接起来，使设计信息、工艺信息、加工信息及后置处理数据能及时地传递到制造单元，学生在CAD/CAE/CAM试验中心进行数控编程和仿真的数据也可直接传送到机床上，这样就构成了网络化制造环境，减少了中间环节，增加了可靠性，并提高了工作效率，如表1所示。
4.3基于校企联合的综合型实践教学
为了从根本上解决工程人才培养中工程教育不足和校企脱节的严重现象，“卓越计划”建立了高校与企业优势互补、联合培养人才的新模式，将学生在校期间的学习分为校内学习（三年）和企业学习（一年）两个阶段。企业学习阶段主要安排学生到企业完成的教学环节有：认识实习、生产实习、毕业实习、毕业设计等。毕业设计要求结合企业实际项目进行。企业学习阶段重点强调学生数字化设计与制造能力的培养、训练和形成，以及工程创新意识的培养。
4.4课外科技活动
在模具卓越人才的培养过程中，理论学习是基础，思维是关键，实践是根本，三者必须紧密结合。在理论教学、实践教学、课外培训等环节中，不仅要注重创新理论和方法的培养，还应注重创新思维和创新能力的培养，开展丰富多彩的创新活动。通过开展学术讲座、课外科技活动等创新活动，可以极大地调动学生学习和实践的积极性。可选择的校内科技活动项目包括：大学生科技创新、模具创新设计大赛、AutoCAD创意设计大赛、数控技能大赛等。可选择的校外竞赛项目包括：挑战杯全国大学生科技作品设计大赛、中国大学生创意创业大赛、3D数字化创新设计大赛等。
5 教学体系实施的保障
5.1校企联手打造高素质的“双师型”师资队伍
师资队伍建设是实现培养目标和提高教学质量的关键因素。积极组织“卓越工程师培养计划”的专任教师到企业参加实践或参加项目研制开发，进而提高教师的工程实践能力。企业实习指导教师以生产一线的高级工程师为主；企业授课教师必须是在模具相关的企业工作三年以上，并具有一定的模具数字化设计与制造能力；企业毕业设计指导教师必须要求是具有较深的工程实践背景的企业高级工程师或中高层领导，且能全面、系统地掌握相应的工程实践环节。
5.2建立适应卓越人才培养需要的校内外实训基地
建立稳定的、满足教学需要的校内外实践教学基地，是培养学生数字化设计与制造能力的重要保证。南京工程学院购进了数控加工中心、线切割、电火花等一批先进设备，还引进了符合专业发展方向和相应行业背景的企业，在学校营造必要的工程教学环境，将工程专业要素融入到平常理论学习和实践教学当中。
篇4
中图分类号：V2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（b）-0092-02
科学技术的发展带动了民用飞机产业的迅速发展。目前，飞机的制造过程实际就是利用先进的科学技术建立数学模型、进行设计仿真、设计定义产品，再根据设计模型进行数据定义，加工处理等，从而构建出真实的飞机实物产品。近来几年，数字化设计技术在民用飞机制造业中已得到广泛应用，根据飞机行业中日益加剧的行业竞争可以了解，若想民用飞机在设计制造中处于先导地位，就需要建立数字化的应用设计平台，建设满足适合飞机研制需求的数字化环境。该文中笔者介绍了民用飞机制造设计数字化的概念，采用先进的制造设计技术和数字化的管理理念，根据自身发展特点，制造有竞争的产品，提高了企业的竞争意识。
1 数字化设计与制造的定义
数字化设计与制造是在虚拟显示、计算机网络、快速原形、数据库和多媒体支撑技术的支持下，根据用户的需求，迅速收集资源信息，对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组，实现对产品设计和功能的仿真和原形制造，进而快速生产出达到用户要求性能的产品的整个制造过程。其实际就是建立数字化的设计空间模型，从而完成产品的设计制造工作。在民用飞机行业的设计制造中，将计算机技术、制造设计技术、信息管理技术不断融合发展，建立数字化的环境是现代行业发展的必然趋势。
民航企业采用数字化设计技术提高发展竞争力，结合计算机技术，在网络信息的基础之上，利用数据库的广泛应用平台，实现了飞机的制造设计。在激烈的竞争环境下，在民用飞机行业的发展中力求搭建以科学技术为主体，以提高飞机设计、制造、管理、售后服务需求为目标的综合全面的数字化管理流程，建立数字化的设计制造体系，从而使民航企业在发展中实现真正意义上的数字化。
2 数字化技术在飞机制造中的问题分析
2.1 数字化设计与模拟仿真在应用中的问题
数字化设计与模拟仿真在飞机开发研究中需要从产品开发设计时就着手使用，同时要贯穿整个工作流程，如工艺规划、设计及工装设计等过程。但是目前发现许多运用时间的错误问题，在飞机的研制过程中出现了产品之间、工装产品间的协调作业，忽略了在设计初期采用数字化设计与仿真的重要性，从而诱导了该状况的发生。
同时，在数字化设计与仿真的应用中也存在参与人员的问题。对于数字化设计与模拟仿真的工作人员存在局限性，不应该只将工艺设计人员作为限定目标，要扩大人员应用范围，实现设计人员与现场作业工人的全面参与，提高数字化技术的实用效果。
目前，在民用飞机的研制技术中，国外一般采用产品设计、工装设计、工艺设计人员集中协调合作方式的工作流程，在改善工作方式的同时还节约了飞机研制时间。在国内飞机行业的发展中，要改善合作方式中的问题，从国外发展中汲取经验优点，为自身行业的快速完善发展奠定坚实的基础。另外，数字化设计与仿真技术本身也存在一定的缺陷。
目前，民用飞机使用的是索尼公司生产的DELMIA软件，它本身就存在技术上的缺陷，如，它无法真正实现重力仿真，在仿真中三维软件都是悬空存在的；在模拟仿真时，不能客观的反映钣金器件的柔韧性。所以，在采用DELMIA软件仿真后，仍要对存在的缺陷进行分析判断，减少设计中的误差错误。
在数字化设计与仿真技术的应用中缺乏统一的标准要求，只是根据工作人员的工作经验及产品的详细程度来判定仿真细节，结果参差不齐，影响了模拟验证的权威性。所以，要制定标准的规范体制，按照标准，从建模开始，统一执行。
2.2 数字化设计与仿真使用系统中的问题
数字化设计与仿真的使用系统面向的用户面比较广泛且个体之间差异较大，容易造成使用效果间的差异化。所以，在扩大数字化技术应用系统使用范围的同时，要合理设计系统界面，安排适当的工作培训，提高数字化设计制造系统的全面性、实用性。
2.3 缺少对现场生产数据的及时采集和反馈
现场数据的采集与反馈可以为工作的开展提供便利的条件，可以实现生产进程的实时监控，制定合理的生产计划，合理安排生产进度。但是，目前民用飞机的应用系统中缺乏该种功能，不能很好的实现作业完工进程的数据采集。
数字化的管理系统软件还没得到普及应用，一般民航企业都存在纸质的数据报表，缺乏对产品测量数据进行统一的采集分析。目前很多测量设备均可直接生产表格，将其输入应用系统，可以实现数据的永久保存、为今后有效的控制质量及安排生产具有一定的指导意义。
3 数字化设计与制造的特点分析
传统的设计研制方法主要包括概念设计、初步设计、生产设计三个阶段，并且各个阶段都需要设计绘制模型，工作人员按照制作的样机对飞机及内部配置进行准确详细的设计，主要表现为串行模式。然而在数字化的设计与制造环境下，模线的绘制以及实物样机均可由数字化的形式及样机取代，表现为并行模式的研制过程，促进了各学科之间的交错融合，将业务过程作为工作核心，实现了跨地域、多企业化的动态研制。利用连通的互联网信息使分散的制造商之间加强了技术的沟通交流，互相协调合作，交换相关产品的设计，实现民用飞机设计制造中数据、人员设备及时间等资源的共享。
随着数字化科学技术的快速发展，各行业中实现了数字化与先进技术的融合交错。在民用飞机的发展制造过程中同样存在这种融合技术，它充分发挥了当前先进科学技术的优势，改善了企业的整体经济效益。
4 数字化设计技术在民用飞机设计制造中的发展构想
4.1 加深对数字化设计仿真技术的开发应用
在民用飞机的开发研究过程中引入数字化设计仿真技术。从产品的设计研制工作开始，利用并行的工作运行模式，使各部门设计人员相互合作，利用数字化的工作设计研究平台，提升产品的开发研制质量。同时要建立相互集成的软件系统平台。单一的DELMIA软件只能将可视化的设计信息表现为信息孤岛。如果在产品研制过程中，利用相互集成的系统不仅可以改观这一情况，还能够将DELMIA软件与PDM软件相互集成，通过直接的保存与调用，可实现数字资料的及时性和有效性；将DELMIA与CAPP相互集成，可以实现较强的文本处理功能，提高了系统的实用性。
4.2 建立数字化的组织管理体系
采用数字化的系统组织管理平台，利用新型的管理方式，设置专业的管理团队，全面有效的利用各部门间的资源投资；采用产业链条的结构形式利用数字化的信息平台技术实现各企业间的连通协作，实现全球范围内供应商的管理工作；在产品的设计研制过程中，要适时地对项目工作进行监督审查，改变传统的管理模式，实现制造商与使用商在项目实施初期的良好沟通，组成专业的项目管理小组，及时解决项目实施中的问题，为飞机的技术研制提供良好的技术支持，缩短工程周期，提高工作效率，利用低价的成本实现高额的经济效益。
4.3 提高系统的实用价值
民航企业面向的客户比较广泛且不同客户对工艺文件的格式与审签流程也不尽相同，根据这一情况，民航企业在产品设计开发时要采用灵活的应用系统软件，实现文件格式及审签工作的自定义化，从而满足广大客户的需求；在管理系统中实现物料资源的条码管理，降低资源的劳动力度，尽量避免人工操作带来的错误；同时要设置人性化的管理界面，实现人人可以上手操作，使系统的功能特点得到充分发挥。
4.4 根据工作性质，设置不同的数字化网页
全球范围的飞机设计与制造人员表现为一种分布式的协作关系，数字化的信息平台根据关系等级的不同，分别授予不同的操作权限，分属于不同的操作设计界面，实现相关的设计制造，对虚拟机进行数字化操控，实现飞机设计研发的改进。截止目前为止，我国在飞机设计与制造业的发展中均实现了自身的特色发展，例如，沈飞的钛合金结构及成飞的铝合金等。对机制造发展的目标是在科学技术的发展基础上，建立一个虚拟化的数字化设计制造平台，使飞机制造商之间通过网络信息平台实现完美的相互协作、技术沟通交流等工作。同时，制造厂商也可以不受地理区域的限制，利用自身的权限主动访问虚拟飞机。同样作为合作伙伴的供应商也享有一定的权限，利用数字化信息平台，实现各企业的信息资源共享。利用数字化开放式的信息技术平台，可以有效及时的满足合作伙伴的资源需求，提升了工作进程及工作效率。
4.5 民用飞机适航要求下的数字化设计技术研制平台
民用飞机的研制开发要满足适航管理的要求，在保障安全的同时也要维护大众的整体利益。在信息技术及资源共享的技术环境下，改变传统的研制模式，建立数字化的设计研制平台，为民航企业在制造业的发展中获得了良好的竞争力。
同时，在利用数字化设计平台的发展中也要实现现有资源的充分利用，综合联系未来发展因素，实现清晰明了的数字化设计平台的层次结构。在基于WEB的发展环境要求下，结合WEB的特点，实现企业间的合作联系，建立一个系统的数字化研制平台，建立全面的数据资源结构，将数据按要求分类、分别管理、进行实时监控与审查全面提高信息资源的管理力度。综合考虑项目中的各个工作环节，确保数字化研制平台的全面参与。
4.6 以优质的服务质量赢得发展市场
在世界经济发展环境的影响下，各企业的发展都存在一定程度上的不确定性。为了稳定企业在发展中的坚固地位，力求建立全能的公司企业。在民航企业的发展中，辅助服务市场在民用飞机市场的发展中占有很大比重，拥有广阔的发展前景。所以，在民航企业发展中，要建立健全的服务体系和完善的服务流程结构，以此提高民航企业在发展中的竞争力。优质的服务质量是赢得市场发展的前提，所以，售前要做到优质的服务质量，售后要做到细致入微。做到专业迅速，及时处理解决服务问题，工作人员要尽自身最大限度降低产品给客户带来的损失。
5 数字化设计技术在民航企业制造业中发展的预期效果
目前，三维数字化设计技术已经开始应用在民用飞机设计制造业中。数字化的设计技术减轻了设计工程师的工作负担、提高了工作效率，利用仿真得到的真实模型，方便了工程师对后期工作的处理设计，提高了工作质量；利用数字化的样机结构，实现了零件结构及系统之间的协调设计，同时改变传统的设计制造模式，缩短了研制周期，降低了费用成本。数字化设计技术为民用飞机设计制造资源计划系统的实施提供了便利条件，为资源计划的实施提供了实时准确的动态数据。在激烈的社会经济竞争环境下，由于网络资源的扩展，供应链也逐渐形成了一种新的网链模式，利用数字化的设计技术提高了供应商之间的运作效率。从数字化的真实模型可以了解客户的需求，加强了客户与制造商的互动联系，根据用户需求，制造设计出符合客户要求的产品，提高客户的满意程度。
6 结语
在航空制造业的发展中竞争力的提高主要受时间、成本、质量及服务四个因素的影响，并且它们已成为航空航天领域各企业发展的追求目标。数字化的设计与制造技术为航空制造业的发展带来了革命性的机遇与挑战，在高规格的质量要求下缩短了研制周期、在低成本的基础上提高了产品质量，达到了客户的满意程度，加快了企业发展的进程。在利用数字化的设计技术的同时，还要综合采用系统的数字管理体系，对民航企业进行整体的技术变革，领导者要高瞻远瞩，建立专业的工作团队，从而全面提高企业在行业中的竞争力。
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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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数字化工厂是以制造产品和提供服务的企业为核心，由核心企业以及一切相关联的成员构成，使所有运营信息数字化的动态“组织”。通过数字化工厂信息系统有效地组织控制人流、物流、资金流和信息流，实现组织内部所有成员之间的高度协作和资源共享，为客户提供满意的产品和服务。而数字化工厂工作流管理系统作为数字化工厂信息系统的基础，是协调数字化工厂成员内部、成员相互间的各项活动的具体执行者。数字化工厂是指以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。是现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物，同时具有其鲜明的特征。它的出现给基础制造业注入了新的活力，主要作为沟通产品设计和产品制造之间的桥梁。
一、数字化工厂概述
数字化工厂（DF）以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。在设计部分，CAD和PDM系统的应用已相当普及；在生产部分，ERP等相关的信息系统也获得了相当的普及，但在解决“如何制造工艺设计”这一关键环节上，大部分国内企业还没有实现有效的计算机辅助治理机制，“数字化工厂”技术与系统作为新型的制造系统，紧承着虚拟样机（VP）和虚拟制造（VM）的数字化辅助工程，提供了一个制造工艺信息平台，能够对整个制造过程进行设计规划，模拟仿真和治理，并将制造信息及时地与相关部分、供应商共享，从而实现虚拟制造和并行工程，保障生产的顺利进行。“数字化工厂”规划系统通过同一的数据平台，通过具体的规划设计和验证预见所有的制造任务，在进步质量的同时减少设计时间，加速产品开发周期，消除浪费，减少为了完成某项任务所需的资源数目等，实现主机厂内部、生产线供给商、工装夹具供给商等的并行工程。数字化工厂（DF）是企业数字化辅助工程新的发展阶段，包括产品开发数字化、生产准备数字化、制造数字化、管理数字化、营销数字化。除了要对产品开发过程进行建模与仿真外，还要根据产品的变化对生产系统的重组和运行进行仿真，使生产系统在投入运行前就了解系统的使用性能，分析其可靠性、经济性、质量、工期等，为生产过程优化和网络制造提供支持。
二、数字化工厂的关键技术
通常研究的制造系统是非线性离散化系统，需要建立产品模型、资源模型制造设备、材料、能源、工夹具、生产人员和制造环境等、工艺模型工艺规则、制造路线等以及生产管理模型系统的限制和约束关系。数字化工厂是建立在模型基础上的优化仿真系统，所数字化建模技术是数字化工厂的基础。随着虚拟设计技术的发展，在计算机中进行产品零件的三维造型、装配分析和数控加模拟技术以及以上程分析技术不断发展和完善，这种技术进一步向制造过程领域发展。数字化建模的基础上，对制造系统进行运动学、动力学、加工能力等各方面进行动态仿真优化。随着三维造型技术发展，三维实体造型技术已得到普遍的应用。具有沉浸性的虚拟现实技术，使用户能身临其境地感受产品的设计过程和制造过程，使仿真的旁观者成为虚拟环境的组成部分。数字化工，软件模块之间以及和其他软件模块之间的信息交换和集成。虚拟环境的下具集、各种数据转换工具、设备控制程序的生成器、各种报表的输出工具等。
三、数字化工厂的解决方案
（一）产品研发的数字化和虚拟化
数字化工厂通过使用CAX等软件，建立产品的逻辑、几何、功能、性能和关联等模型，实现基于模型的产品定义与关联设计，在虚拟的数字世界中完成多学科优化、协同设计、优化分析、制造试验仿真及模拟产品的制造和运营过程（包括虚拟工厂、生产线布局、物流等）。同时，通过PLM与ERP/MES等集成，实现三维模型、数字化工艺指令等信息向生产现场的推送，并与质量、采购、物流等部门进行共享。各部门依据这些共享信息即可开展相应的零部件生产、原材料采购、产品验收和产品确认等工作。
（二）生产过程的精益化和标准化
数字化工厂是按照精益思想建设的，通过对生产过程进行优化整合，并制定相应的标准化操作规程，确保车间生产节奏更加紧凑和有序。它使用ERP统一管理和下达生产指令，使用MES和数据采集与监控系统实现对生产计划调度、物料追踪、数据采集、生产设备状态监控、工位操作、包装发货等生产运营全过程的管理，并将检测结果与PLM中设计模型进行快速对比，形成从虚拟产品设计到实际生产制造的闭环产品质量控制，实现从原料进厂到产品出厂的生产过程自动化、装备制造信息化和智能化、生产过程的高度透明化。
（三）车间生产的自动化和集成化
数字化工厂车间生产自动化是在统一通信、统一编程以及统一IT架构的基础上，通过高运行可靠性和可用性的数据链路（物联网及工业网等），把生产制造过程中众多独立的产品、工具与关联的服务进行集成，支持自动化控制、制造执行和企业资源管理等系统的完美整合。并将网络与通信、传感器与感知、自动检测、人机交互与专家系统等智能化技术加入车间制造单元与生产线中，实现系统自优化、自重构、自诊断，形成高度的柔性生产方式，达到信息技术和制造技术深度融合的目的，使得高度智能的快速生产成为可能。
四、结束语
绿色和人文是数字化工厂的重要特征，所以数字化工厂的建设不仅要求体现数字化、自动化和智能化元素，还要符合绿色人文的需求。它一方面用自动化设备来减轻人员的体力消耗和精神压力，以及用持续的职业发展规划来延长员工的工作寿命和工作质量。
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信息技术不仅已经被广泛应用到人们日常生活、生产等各个领域，同时也在很大程度上促进了工业制造领域智能化的高速发展。我国数字化制造技术在工艺设计、制造数据管理以及生产过程控制等环节发挥了一定作用，但是有些技术在该领域中的应用水平相对较低，因此，在未来发展中必须构建以企业产品为背景的数字化制造技术应用研究。
1.数字化制造技术概念简介
数字化制造技术基于虚拟现实技术、计算机网络技术、快速原型技术、数据库技术以及多媒体技术等多种现代化科学技术，可以根据不同制造企业的需求，实现资源信息收集和整理，产品信息、工艺流程信息、资源信息自动整合分析、规划以及重组，实现对产品进行设计、功能仿真以及原型制造，并根据用户对产品的实际需求进行功能调整或整体优化设计。
2.数字化制造技术的应用现状
（1）产品数字化设计。产品数字化设计是指产品在设计阶段充分利用计算机，在图形设备（CAD）的辅助下可以将产品的图形设计出来，同时也要完成产品功能设计、结构分析等多个产品设计环节，在数字化设计过程中使用了软件绘图、编辑图形以及分析等技术，技术人员也可以利用数字化设计程序对产品结构设计进行优化与完善，运用计算机强大的计算功能、分析功能以及比较功能在各种设计方案中选出最佳方案。
（2）数字化分析。数字化产品分析功能也是基于计算机辅助技术而成，可以对结构复杂的产品进行优化设计，产品优化设计过程中主要利用了力学性能对其进行分析，并运用CAE软件对产品的综合性能及安全性、稳定性、可靠性等方面进行模拟分析，通过模拟不同产品在实际上的运行状态来确定其是否存在设计缺陷，如果发现设计缺陷可以立即对产品设计进行优化，以确保最终产品在实际运用中的综合性能等方面可以满足用户需求。
（3）数字化生产工艺。数字化生产工艺是指产品在生产过程中利用计算机对生产过程进行控制，技术人员可以将产品零件的形状、尺寸、材料以及处理过程等数据输入计算机，并将该产品在生产设备中的工艺参数输入到计算机中，这样计算机便可以对该产品的生产工艺进行数值计算、逻辑判断以及推理，并根据所输入的参数编制出最佳的工艺内容及路线。
（4）数字化制造。数字化制造主要是基于CAM软件而成，该软件可以根据技术人员设计出的模型进行自动编程，并可以利用计算机与其他辅助软件实现仿真制造生产过程，并可以自动判断出产品生产过程中会遇到的干涉及碰撞等问题，计算机软件自动编写的程序需要技术人员对其进行修改，以便计算机编写的程序可以满足产品的制造要求，在程序加以处理后便可以传输到数控机床上进行产品的实际加工，如果发现产品加工中存有缺陷，技术人员可以在数控机床的控制端对其进行微调。
（5）数字化管理。产品数据管理是工业制造领域数字化管理中的核心内容，企业一般都是通过CAD/CAM系统实现对产品数据的数字化管理，并可以对所产生的产品进行全生命周期数据管理，不仅可以根据企业信息的管理要求对图纸、工艺文件进行整理，更可以根据企业的运行管理需求进行市场调研、产品更新等一切与生产有关的数据管理，而这也是在信息时代有效提高制造企业市场核心竞争力的有效途径之一。PDM技术不仅在我国工业制造领域中占有重要的地位，同时也是计算机领域中的核心技术，而在我国只有一部分大型企业在发展中运用了PDM技术，这也为这些大型工业制造企业带来了可观的经济效益，因此，在新时期我国工业制造领域应充分利用PDM技术。
（6）逆向工程。传统的产品设计无法实现产品的“复制”过程，而数字化制造技术的应用有效打破了这一限制，逆向工程可以根据已有的产品通过分析研究来获取其设计过程，而逆向工程在工业制造领域中一般都应用到企业无法获取产品设计方法的情况下，利用产品实物可以在很大程度上推导出产品的设计方法及工艺流程，所以该项技术在新时期已被广泛运用到新产品的开发或旧产品的改进等，对我国工业制造领域在新时期的高速发展有着重要意义。
3.结语
现阶段我国数字化制造技术正在不断向着产品集成化、管理网络化方向发展，同时产品生产过程的智能化、虚拟化、绿色化以及柔性化等都是该项技术未来发展中的必然趋势，其不仅对提高我国工业制造领域的生产效率及质量有着重要意义，同时也可以更好地促进工业制造领域在新时期向着可持续发展方向迈进。
参考文献：
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一、前言
机械制造及其自动化数字化设计系统是作为一项复合型新兴技术，其独特的自动化、数字化使得传统的机械设备在技术和性能上有着很大的显著改变，具备更稳定、更快速、更高效的性能，设备上更为人性化，智能化和自动化。不可否认，这样的技术系统，在这二十一世纪里，不仅有巨大的发展空间，还有着跨越时代的意义。机械制造利用自动化的数字化设计程序对设备进行改造，实现设备可自行持续性的自动生产、加工、优化等过程。典型机械制造设备有机床、水轮机、传真机等。它们可经过机械制造及其自动化数字化设计系统的改造进而附于更多的功能，为人们提供更多方面的服务，更好的促进技术的创新，技术的发展。
二、机械制造及自动化的数字化设计系统的特点
随着我国经济的快速发展，工业行业的发展势不可挡，而机械制造及自动化的数字化设计系统在此领域优势凸显，与传统的机械设备相对比而言存在着以下几方面的优势特点。
（一）提高工业制造的效率
机械制造及自动化的数字化设计系统通过新一代的控制系统，使设备进而更为人性、智能从而代替人工操作的相关操作提高工作效率和质量，间接的也是针对某些特殊情况下，避免人工操作的意外情况发生，实现更好的专业操作。
（二）具有稳定的工作性能
机械制造及自动化的数字化设计系统可以在机械设备的正常运转中，难免会发生系统故障，一旦发生故障，可自行分析系统故障原由、扫描漏洞，进而及时修复系统问题维持系统的正常运转。传统的机械不能如此进行自我修复故障，维持正常运转，还需人工监控才能确保机械工作的正常运行。
（三）工作更快捷方便
机械制造的工作，不同部件的制造，其精准度和规格往往大不相同，因此，总是需要人为对此进行各种调整，难免会出现误差，导致产品规格不及格，造成经济的损失。而机械制造及自动化的数字化设计系统可根据实际，设置多种生产模式，需要时只需输入相对应的指令便可自动调整为另一种生产模式，除了精准度高意外，一旦出现偏差，会自行矫正，使得机械制造流程更为便捷。
（四）绿色节源
机械制造及自动化的数字化设计系统的结构小，重量小，相对消耗的能源也小。因而符合我国倡导“绿色环保”的社会理念，其日后在的相应领域中会倍受欢迎，更是紧密联系着我国建设节约环保型小康社会的发展观念。
（五）应用领域广
机械制造及其自动化数字化设计系统作为一种复合型新兴技术，适用于多方面领域，凭借其自身分析、处理故障的高效性能的绝对优势，可在多个领域立足，满足社会中人们与日俱增的个性需求，其产品质量安全有保障。
三、机械制造及自动化的数字化设计系统技术的现状
宏观这发展快速的工业领域，在人们日渐俱增的个性需求挑战下，目前机械制造及自动化的数字化设计系统技术方面经过历练成熟了不少，其发挥的作用也在这个社会上备受关注。
（一）工业制造业的新星
机械制造及自动化的数字化设计系统技术的自动化、智能化、自我维修故障等优势，比传统机械制造的产品更好、更快，产品类型也更加的多样化。机械制造及自动化的数字化设计系统技术在工业制造领域的普遍应用，证明了机械制造及自动化的数字化设计系统技术的成功，成为工业制造领域的新星。
（二）满足工业发展需要
机械制造及自动化的数字化设计系统技术的成功，掀起工业领域新一番热潮，工业各产业机构的竞争也越来越激烈。工业的制造是满足工业发展的需要为前提进行。机械制造及自动化的数字化设计系统技术全面提高了产业结构链，在相对的优势上，更能有力的占据工业市场的主导，能够基本满足自身发展的需要的同时，也能够给其他的产业提供便利的需要。
（三）提升产品的档次
机械制造及自动化的数字化设计系统技术代替了传统的机械化制造技术，就目前看来，机械制造及自动化的数字化设计系统技术体系逐步在工业领域中完善，进而从中了解“科学是第一生产力”的硬道理，在生产制造方面更具有强大的动力、支撑力，促进着工业领域的发展，也提高的机械设备的质量，进而提高产品的档次。
四、机械制造及自动化的数字化设计系统技术的发展意向
从机械制造及自动化的数字化设计系统技术在工业制造领域的成功到工业领域机械制造及自动化的数字化设计系统技术体系的完善，让我们对机械制造及自动化的数字化设计系统技术方面有着更深层的了解，进而对其日后的发展进行探索分析。
（一）技术趋向多元一体发展
机械制造及自动化的数字化设计系统技术的复合型功能，让我们体验到了前所未有的方便，快捷。正值当前，将更多项功能技术结合为一体，这样的产品形式是工业领域各方面技术相互交融的结果，进而追求更大工作效率的机械设备，提供更高质量的产品，推动产业一体化的发展。
（二）技术追求更智能化
机械制造及自动化的数字化设计系统技术的智能化是重要的技术指标之一，自动化的管理，降低了劳动者的负担，提高了工作的效率和精准稳定，通过自我修复等高效性能，很大程度的保证了工作的正常进行。追求更智能，不仅是为了让机械设备的稳定性和可靠性的提升，还是想让使其更人性地作为一个“人”，拥有类似人一样的思维对工作的操作程序等进行更快速，更合理、更正确的分析、处理，不断的把产品制造做得更加完美。
（三）系统技术多模式化
机械制造及自动化的数字化设计系统技术多模式化的研发设计，是为了提高产品制造的效率和速度而进行，面对人们需求各种各样的产品结构，通过机械制造及自动化的数字化设计系统技术多模式化实现不同结构的产品制造，产品制造过程规范、有序，也保障产品的质量，更好的在制造业中立于不败之地。
（四）绿色环保的工业制造
如今这社会现实，经济正在飞速的发展，但是环境质量却是飞速的下降，“绿色和谐社会”是我国正提倡的理念。因此，希望社会在经济发展的同时，也能考虑到自然的影响，减少对环境的污染。资源不是取之不尽，用之不竭的，对此低消耗能源，低环境污染的机械制造及自动化的数字化设计系统在现在具有非常重大的研究意义，争取做到机械制造及自动化的数字化设计系统所制造的产品经利用之后还可以再次回收利用，共创绿色和谐生活环境，坚持贯彻落实可持续发展的观念。
（五）数字化设计系统网络化
如今，全球信息化正是高速发展的阶段，网络应用的领域越来越大，而且信息化正逐步延伸至基层，并与人们的日常生活紧密联系。把机械制造及自动化的数字化设计系统网络化，可以远程控制设备服务器，进而达到远程监控设备的效果更方便、快捷利。也可以利用信息化交织成的信息网把产业领域扩大，面向全球销售产品，促进产业的发展。
五、机械制造及自动化的数字化设计系统发展举措
随着机械制造及自动化的数字化设计系统的普及应用，使得不少企业机构采用机械制造及自动化的数字化设计系统让企业处于不断生产运营状态之中，有效提高企业经济效益，抢占市场行情的商机。如今正处于机械制造及自动化的数字化设计系统发展阶段，以下是对机械制造及自动化的数字化设计系统发展进行设想的发展举措。
（一）调整数字化设计系统
企业机构之所以采用机械制造及自动化的数字化设计系统，全在于它可以为企业提供快速且高效率的生产力度，进而生产高质量的产品，提高企业的经济收益。历史的足迹告诉我们，不可盲目求快的发展，要根据实际生产情况，一步一步，脚踏实地将机械制造及自动化的数字化设计系统全球化。其原因有两个，一是因为相关领域的国际、国内市场竞争太过于激烈，弱肉强食的社会现实即便是知名企业，也会有面临倒闭或被兼并的可能；二是信息化的全球促进了各方面的发展，也加剧了彼此之间的竞争。只有以生产的实际情况作为技术发展的基础，保证足够的资金周转，才能应对不时之需和新技术的研发。
（二）研发可快速盈利的方案
科技是不断更新的，投资过高，收益见效太长的机械制造及自动化的数字化设计系统技术相对市场的性价而言比往往不受大众青睐，而投资少，见效快的机械制造及自动化的数字化设计系统是我国国情最为需要的，有着很大的潜力价值，和广阔的前景，便于与时代共同进步。此外，减少投资的方式可利用网络进行宣传，进而扩大宣传力度，进而推动机械制造及自动化的数字化设计系统发展进度。
（三）结合国家政策发展
绿色生产线是国家现在倡导的生产方式，绿色生产线保证了产品的安全性，经利用后可再次利用，尽最大努力将机械制造及自动化的数字化设计系统对环境的造成的负面影响。脱离政府政策支撑的企业是不可能快速发展的，也只有在政府支持的情况下，才能保证企业能够长期、稳定的发展下去。
六、总结
机械制造及自动化的数字化设计系统的发展经历了刚性自动化，柔性自动化，目前正向综合自动化发展。传感检测技术系统、自动化控制系统、接口技术、精密机械设计系统等机械自动化是工业制造中面临的主要挑战，而且各方各面的行业领域正以迅猛的形式在这个经济信息全球化的社会发展中，机械制造及自动化的数字化设计系统对于现在的时代来说是比较具有研究价值的领域，因其应用领域非常广泛，不但逐渐与人们的日常生活联系在一起，也与其他的行业领域联系在一起，如电子行业、网络信息行业等领域密切联系在一起。利用其他领域信息技术和经验充实自己，更新自己，实现多元一体化、人性化、智能化、网络化。此外，还应清晰理解机械制造及自动化的数字化设计系统机械工业领域中的重要地位，并突破技术引进形式的研发模式，日后研究出更为高端的机械制造技术。
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一、第三次工业革命的新技术解读
第三次工业革命的一个重要概念是“制造业数字化”。但“制造业数字化”不是一个全新的概念，在现今的大批量生产方式下就存在制造业数字化。一般来说，设计部门应用支持产品设计和工艺设计的各种图形库、数据库和CAD软件在电脑中产生数字化产品的图样、设计文件和工艺文件，完成产品开发过程的信息化，这就是产品设计的数字化。这一方式在现今的制造业中已经被广泛使用。而第三次工业革命角度下的“制造业数字化”与传统所说的“制造业数字化”在产品设计数字化这一块是相同的，它们的区别在于与产品设计的数字化结合的制造过程所用生产工具不同。为了显示区别，本文把传统模式下的“制造业数字化”称为“制造业自动化”，第三次工业革命下的“制造业数字化”称为“制造业数字化”。
（一）“制造业自动化”的生产工具。在现今的生产模式下，与产品设计的数字化结合的是精密数控装备。具体来说，是将数字化设计产生的数字化模型从电脑里导入数控机床中，机床可以根据数字模型把一个复杂的产品按照程序从毛坯加工到成品。这一过程称之为制造过程的数字化。这样的制造业数字化仍是传统模式的制造业生产方式。即需要先加工零部件再进行组装。生产成本的降低建立在标准化批量生产的基础上。 先进制造业跨国公司通过零部件的标准化、产品模块化以及在全球构建价值网络从而降低成本，获得竞争优势。
（二）“制造业数字化”的生产工具。在第三次工业革命的视角下，与产品设计数字化结合的是快速成型技术。它不需要模具，也不需要切削打磨等一系列过程。而是通过使用粉末状原料，逐层叠加塑形进行制造。这样就大大降低原料用量，大幅降低生产成本。而且这种添加剂型制作流程对规模要求不高，无需生产线。特别适合个性化定制、小批量制作。 这会大大降低中小型企业和个人创业者的进入门槛，生产组织结构可以变得更灵活，更能适应需求的变化。这就带来了一场新的产业革命，生产将从大规模生产线方式再次转化为“家庭作坊式”的生产，从集中生产转为分散生产，从标准化制造转向个性化制造。由此带来的结果是，市场竞争结构发生改变。
二、“制造业数字化”对江苏的影响
（一）江苏要素成本的比较优势可能被削弱。
长久以来，江苏的经济发展主要依靠参与国际分工，加入全球价值链，以人力资源与环境的低价提供获得比较优势来吸引外资。但第三次工业革命的快速成型技术使得小规模的分散式生产成为制造业发展方向。大规模生产的比较优势弱化，要素成本的比较优势也就弱化了。
（二）外资回流可能使江苏省经济发展丧失部分资本动力。
对外资的引进与利用是江苏省经济发展的一个重要动力。但随着第三次工业革命的到来，直接从事生产的劳动力会不断下降，劳动力成本占总成本的比例会越来越小，传统的以廉价劳动力取胜的制造业将发生根本性变化。与此同时，发达国家拥有新型制造装备技术和生产能力，重新获得了在技术密集型和资本密集型方面的比较优势。曾经为寻找低成本要素而从发达国家转出的制造业有可能重新回流，制造业重心向发达国家偏移，外资会流向发达国家，参与发达国家的“再工业化”。
（三）大型企业将面临更大的市场转型压力。
第三次工业革命解决了个性化定制的技术问题。这要求生产者要贴近消费市场，也使得工厂生产转向个体生产，即创意设计者能够从网络上获取产品设计的程序和模板，并借助快速成型设备，将创意瞬间转化为个性化产品，使得创新者瞬间转变为制造者，制造业企业的主要业务将是研发、设计、IT、物流等，主要的环节不再是传统的生产。生产者卖的既是服务，又是产品，分工生产转向融合生产，制造业与服务业之间关系变得越来越密切，产业边界渐趋模糊。大型企业一方面失去了规模优势，另一方面由于结构庞大，对市场反应的灵敏度也比不上小型新兴企业，在未来的竞争中会处于不利地位。
三、江苏产业升级对策
（一）加强研发、大力推进“制造业的数字化”。
新工业革命的核心是“数字化”制造，因此拥有新型制造装备技术和生产能力至关重要。3D打印机现在的应用范围还不广，并没有进入产业化阶段。这是因为3D打印机技术还没有完全成熟，只能在某些产业的某些领域内应用，传统的制造模式目前还是主流。但毫无疑问，3D打印机代表了未来制造业方向，江苏一定要把握这个先机，集中精力突破制造业“数字化”的关键技术，如3D打印机技术、新材料技术，促使制造业从传统的自动化走向数字化。
（二）加强信息平台建设。
个性化制造的要求生产者拥有对消费者的快速响应能力，实现生产与消费的无缝对接。因此，在制造业与服务业的边界变的模糊，两种产业开始融合的未来社会中，信息将扮演越来越重要的作用。江苏应该以现代信息技术为引领，建立供各类市场主体和获取各种信息的技术平台，实现信息交流的畅通，适应第三次工业革命对市场供给与需求对接的更高要求。
（三）积极开展人才储备。
第三次工业革命不仅要求先进制造技术及与其配套的研发人员能够站在技术创新的前沿，而且对生产现场的工人提出了由简单劳动向技能型劳动和知识型劳动提升的要求。江苏应该适应未来制造业对人才的新要求，加快开展有利于前沿技术突破的科研体制改革、有利于知识型员工培养的教育体制改革。积极打造人才高地，引进高层次人才，培育适应第三次工业革命需要的人力资本优势。
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天津火箭公司坐落于天津经济技术开发区西区，西距天津市区约28公里，东距滨海新区中心约18公里，注册资金5000万元，占地1700余亩，建筑面积30000余平方米。天津火箭公司是航天科技集团和中国运载火箭技术研究院明确定位的运载火箭产业化发展平台，未来将发展成为滨海新区先进制造业的代表，成为国内一流、国际知名的大型航天制造企业。
天津火箭公司的主要产品——新一代运载火箭以五米直径芯级模块基本型为代表，综合性能达到国际一流水平，能够满足我国未来30至50年发展空间技术及和平利用空间的需要。天津火箭公司研制生产的运载火箭系列产品受军工行业性质所限，主导产品加工制造技术几乎全部为企业自主研发，企业将具备非常突出的技术研发能力。
作为打造航天数字化制造新体系的排头兵以及中国运载火箭技术研究院二次创业市场化转型的基地和窗口，天津火箭公司早在建设初期就提出了“新一代、新模式、新标准、新跨越”的目标。公司自成立以来，在思想创新、转变模式的同时，一直在用“两化融合”解读并践行着“新一代、新模式、新标准、新跨越”这“四新”目标。
新一代
“大火箭”又名“五号”运载火箭，是我国完全自主研制的“新一代”大推力运载火箭，也是我国目前最大的在制火箭。从2008年制造厂房开始建设，到2015年首飞，只有短短的7年时间。在这期间要完成产品总体设计、分系统设计、工艺研发、厂房建设、装备研制、产品制造、产品试验、发射基地建设等一系列复杂而系统的工作，如果基于传统的研制方式，这基本上是一项不可能完成的任务。
为了确保首飞节点的后墙不倒，大火箭在研制初期就引入了世界先进的全数字化设计、数字化制造的理念。采用三维数字化设计技术，变实物模装为数字化模装。利用异地协同数字化技术，将西安的发动机、上海的火箭助推、北京的芯级和总体等系统进行充分融合，大大降低了各系统间互不匹配问题的发生。首次建立产品研制IPT团队，在产品设计的同时，就充分利用三维模型进行仿真验证，使工艺研发、厂房建设、装备研制、发射基地建设等工作能够并行开展。正是数字化理念的引入，使得大火箭的研制费用和周期大大缩短，而且还对提高产品的设计可靠性起到了十分巨大的作用。据初步估算，三维数字化技术在大火箭上的应用，至少缩短50%的研制周期。因此，“新一代”大火箭不仅仅只是体现在它的外表，更是体现于它的内在。
新模式
数字化信息化不仅仅是一项技术手段的进步，它们所带来的是一场深刻的技术与管理革命，更开创了一种新型的生产制造方式。大火箭也深谙此道，将数字化信息化发展与创新作为企业的核心竞争能力提升的重要推进力，推动企业生产管理模式的深度变革。
之于大火箭，新模式可以从两方面来理解，一是基于三维的数字化制造模式的创新；二是基于信息化精细、透明、高效管理模式的创新。围绕数字化制造与信息化管理两条主线，搭建起了数字化制造平台与信息化管理平台两大平台。
数字化制造平台，以三维产品数据管理（PDM）系统为核心，利用三维仿真、三维工艺设计、自动化控制、数字化检测等技术，建立了覆盖火箭制造全寿命周期的数字化制造体系。解决了三维设计数据向制的遣传递、工艺合理性验证、自动化高效加工、产品在线检测、多媒体制造现场指导等一系列数字化制造中的核心问题。其中，仅工艺规划与设计一项的周期就节省了近30%。
信息化管理平台，以企业制造资源管理（ERP）和制造执行（MES）系统为核心，以企业业务流程综合管理系统（BPM）为引擎，建立了能够覆盖人力资源、财务管理、计划生产、物资流转、现场执行以及质量管理等一系列贴合企业实际且高度集成的业务管理系统。企业搭建信息化管理平台的目的就是以信息系统为带动，使企业经营管理的过程更为透明、顺畅，信息的反馈与指令下达过程更为快捷，从而促进企业管理模式向扁平化、精细化转型。
新标准
随着公司数字化研制模式的转变以及企业先进制造技术的应用，对公司制造水平、经营能力和人才队伍也提出了新的要求。新标准是对火箭制造工艺、质量管理、精密生产的更高要求，也是对公司人才队伍业务能力、综合素质的更高要求。
在公司“两化融合”建设的高标准要求和火箭制造工艺和质量新标准要求的共同推动下，提出建立“数字化（工艺仿真）一流程化，规范化一定量表达”的技术文件标准规范，最终建立“工艺流程一现场操作一过程记录一辅助（智能）评判”同步显示系统。公司开发实施了质量过程管理系统、无损检测信息系统和数字化精密测量系统等生产应用系统，为新标准的践行实施提供了技术支撑。
新跨越
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中图分类号：TG385 文章编号：1009-2374（2016）22-0043-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.22.021
在数字化技术的不断发展下，人们对汽车轮胎模具设计方式和轮胎模具制造提出了更高的要求，使得传统的汽车轮胎模具设计方式受到了一种全新的挑战。轮胎的花纹样式得到了不断更新，对于汽车的子午线轮胎来讲，一旦轮胎花纹设计和结构加工精度差一点，最终很可能导致企业轮胎动、静平衡性能、均匀性、散热性等方面出现问题。为了实现轮胎模具设计的科学、有效，保证汽车性能的充分实现，需要有关汽车轮胎设计人员充分利用数字化技术完善汽车轮胎模具设计。
1 数字化技术概述
21世纪的发展是数字化发展时代，一系列的数字概念如雨后春笋般产生，同时也促进了汽车制造业的发展变化。数字制造一般是指在虚拟现实、计算机网络上技术、快速原型、数据库和多媒体技术的支持下，根据用户需求来获得其需要的信息资源，并在对资源获取分析的同时实现对产品设计和产品功能的仿真制造，从而以最快的速度生产消费者满意的产品。简单的说，数字制造是指在针对制造过程数字化描述而建立的数字空间中完成产品制造的过程。在计算机的快速发展下，计算机图形和机械设计技术得到了充分的结合，继而产生了以数据路为中心，以交互图形系统和技术为基本手段，以工程分析计算为主体的一体化计算机辅助系统（CAD）。这种系统能够在二维或者三维空间来对物体进行精准化的描述，从而提升产品的生产效率。将计算机辅助系统中产生的产品设计信息转化为产品制造、工艺规则等信息，能够实现对机械加工工序和工步的重新组合，并能够对每个工序的机动时间及辅助时间进行计算。这种规划是计算机辅助工艺规划（CAPP）。
通过对数字化技术性能的分析，可以发现数字制造是计算机数字技术、网络信息技术与制造技术共同作用的结果。在科技快速发现下，制造器、生产业的数字化发展是一种必然趋势。以制造业发展为例，其设备的控制参数一般都是数字信号，各种信息都会以数字的形式借助网络在企业内部进行传播。在数字制造的影响下，企业、个人、设备、经销商等会形成一种连接。
2 轮胎模具制造技术的现状
轮胎模具行业在近几年的发展中，基本处于一个设备不断更新、产品不断升级的快速发展时期，对原有传统的手工刻模模具加工工具进行了更新，用电火花蚀刻工艺加工模具代替了传统手工刻模模具。在科技不断发展的情况下，尤其是微机控制在模具加工方面的应用，得到了先进软件和设备的支持，表现为先进三维CAD、CAM技术的应用，微机能够对曲面造型进行仿真加工，且应用的加工策略能够支持三轴数控机床来完成电机和模具加工。其中全自动的数控电火花机床分度误差没有超过±20″，深度误差≤0.01mm，体现了模具设计的高精度和高档次。
文章以轮胎模具花纹制造技术加工为例，阐述数字化技术下汽车轮胎模具制造发展现状。现阶段，国内外对轮胎模具花纹加工应用的方法主要有三种，包括数控雕刻花纹、EDM（电火花腐蚀加工）、精密铸造。数控雕刻花纹设计主要应用的是计算机辅助设计软件、模拟加工路线、机械雕刻成型、人工修整成型技术。EDM（电火花腐蚀加工）主要应用的是计算机辅助设计花纹电极，利用电极放电腐蚀成型，最后由人工对设计模型表面进行修整。精密铸造一般是利用计算机辅助软件设计加工出能够用于仿制精铸母模（基模），之后利用材料模仿制作硅胶模、石膏模芯、砂芯等，最后浇铸成型，其中精密铸造用于半钢丝子午线轮胎模具。
3 数字化技术在汽车轮胎模具中的应用
3.1 数字化技术在汽车轮胎模具花纹设计中的应用
汽车轮胎模具的花纹设计是否合理对汽车花纹系列轮胎的开发成果影响意义深远。但是，现阶段全球范围内的具有汽车轮胎模具花纹设计开发能力和轮胎厂以及研究机构很少，大多数的轮胎厂商开发花纹轮胎模具都需要借鉴有开发经验的轮胎厂家，并根据自身发展实际，在轮胎模具设计结构的基础上对产品进行改进和完善。进过模仿改进而设计出来的花纹汽车轮胎，其各项性能指标是否合格有待验证，且在预测轮胎成型过程中存在一些缺陷。我国现阶段很多轮胎厂花纹技术设计基本停留在二维水平，对于轮胎模型花纹的实际加工缺乏科学的规划。
数字化技术的应用能够实现轮胎花纹的三维立体设计，即通过对三维造型模拟轮胎表观的计算，保证轮胎花纹设计的美观、合理。在数字化技术的支持下，我国有一些轮胎厂家通过模具制造设备、软件等将轮胎的二维花纹进行了三维立体设计，通过数据技术在一定程度上隐含和处理了轮胎花纹的缺陷，实现了轮胎花纹的合理设计，提升了设计的效率。
3.2 数字化技术在汽车轮胎花纹工艺中的应用
轮胎模具的设计需要很高的技术含量，尤其是汽车子午线胎轮胎模具。汽车子午线胎轮胎模具具有特殊的花纹造型、特殊的设计结构，由此决定其加工工艺的复杂、独特。因此，汽车轮胎花纹设计中除了需要注重CAD/CAE技术之外，还需要注重轮胎花纹的加工工艺。数据化技术在轮胎模具中的应用主要是指计算机辅助工艺设计在轮胎花纹中的应用，通过数字化技术处理能够将轮胎花纹加工工艺在实际操作之前可能遇到的问题事先展现给工艺设计人员，从而不断优化汽车轮胎花纹工艺，实现一次性合格设计。数字化技术能够为汽车轮胎花纹工艺设计提供一种新的设计思想，在综合模拟技术、分析、干涉报告等智能技术于一体的同时，对轮胎模具，尤其是高性能的子午线轮胎花纹设计优化产生了重要的影响。
3.3 数字化技术在汽车轮胎加工中的应用
在国内，汽车轮胎模具，尤其是子午线轮胎活络模具的花纹加工，大多是由模具厂家进行加工，主要的加工手段仍停留在传统加工工艺方面，大规模的加工厂家大多是以EDM为主力加工手段。伴随高性能子午线轮胎的大规模应用，社会主义经济市场对轮胎硫化生产的要求逐渐提升，表现在对汽车子午线轮胎的活络模具精确度提出了更高的要求。数字化技术的应用，能够实现对高性能子午线轮胎模具花纹中壁厚只有0.8mm这样细小的花纹的一次成型，在最短的周期内加工出高质量、低能耗的产品。数字化应用在汽车轮胎高速加工与传统的加工方式相比，具有以下六种优点：第一，汽车轮胎加工精确度能够达到0.002mm；第二，汽车轮胎加工时间减少了原来的60%～80%；第三，汽车进给速度应该提升5～10倍以上；第四，汽车轮胎所应用刀具的耐用度应该提高原来的70%左右；第五，汽车轮胎表面粗糙度至少要达到Ra0.8；第六，在高速切削和风冷却影响下，对于工件冷热加工引起的轻微变形可以适当地
忽略。
3.4 数字化技术在汽车轮胎生产管理中的应用
现阶段，我国汽车轮胎模具制造厂家的发展规模很难扩大，大多数的轮胎制造企业都是中小型规模的企业，一些甚至还是家庭作坊。这些企业的轮胎制造管理手段较为落后，轮胎生产质量遭到投诉的情况时常发生，可见大多数企业的轮胎模具生产制作存在技术方面的问题，对于大额投资的设备也不能充分利用。汽车轮胎模具设计和制造与一般类型的模具制造不同，但基本存在一些共性，即都是典型的依据订单加工生产的单件小批量产品，在模具的业务订单、技术设备、物料采购以及生产滚利方面都需要信息的充分对应。成功的企业管理需要应用先进的管理方式，而数字化技术的应用能够实现企业的高效管理，加强企业和客户之间的交流沟通，从而提升企业轮胎模具生产的效率，加强对汽车轮胎模具生产成本的控制，实现对汽车生产车间的及时性监控和管理，同时在CAD技术的应用下，实现企业内部信息资源的共享。应用数字化管理是提升汽车企业良好经营发展的重要手段，在实现企业发展规范化管理的同时，不断提升企业在市场发展的竞争力，将企业工作人员从繁琐的工作程序中解脱出来，为业务人员和顾客之间的交流沟通提供更充分的时间。
3.5 数字化技术在汽车轮胎模具检验中的应用
伴随公路建设的发展，汽车轮胎特别是高性能子午线轮胎得到了快速的发展。汽车轮胎生产厂家对轮胎模具设计要求逐渐提升。在这种形势下，汽车轮胎模具检测技术和检测设备的应用变得尤为重要。数字化技术下的3D检测技术和4D激光检测设备的应用能够满足这种性能的需要，加强对汽车轮胎的精确检测。
4 结语
综上所述，数字化技术在汽车轮胎模具设计和制造中具有重要的应用意义，得到了有关人员的广泛应用，为我国汽车轮胎模具设计和制造创造了新的发展机遇。为此，需要有关人员加强对国内外先进汽车轮胎模具设计制造数字化技术的学习，并结合汽车企业自身发展实际，将数字化技术充分应用到汽车轮胎模具设计和制造中，不断促进企业的稳定、健康发展。
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1关于数字化设计技术
数字化设计是随着计算机在各个行业应用和辅助下而诞生的一门新型技术，因此，数字化设计技术的核心和发展，其实是以计算机信息处理技术在数字领域的升级与应用为依托（如压缩与编码）。CAD（计算机辅助设计）就是最早应用在设计与制造行业中的数字化技术，而且涵盖非常广泛，有效推动了设计技术的应用与升级，也在很大程度上拓宽了数字化设计技术的应用领域。[1]数字化设计技术的关键是以打造呈现产品形态的信息平台为基准，借此生成以计算机为核心的数字化模型，然后再将其渗透到产品开发的各个环节，从而实现不需要再借助实物模型就可以完成产品开发的目标。其核心优势主要体现在如下几个方面。
1.1优化设计的实用性与消解缺陷
不同的设计环节，会对产品生出不一样的定义，具有很大的不确定性；而且各个类型的定义模块在彼此转化时，非常容易造成数据的流失。这就造成数字化设计会形成定义产品的单一模型，但这种单一性会随着信息密集程度的改变而导致产品模型也随之发生转化，如全信息化模型和集成类产品模型的差别。对数字化设计而言，这其实是一种有效的技术辅助，从而让设计更具针对性与有效性。但同时，因为数字化设计的概念还是过于抽象，所以会在制造环节存有不足之处,需要反复修改和测试。这会加大成本的耗损，并拉长了产品上市的时间。为此，需要在制造实物模型之前，先进行大量且有效的仿真分析与测试，不断消解设计缺陷。
1.2优化数字化设计合作
对于所有的设计工作者而言，一个产品项目的设计与开发，必须结合不同小组的特色与优势来进行科学化的分工协作。唯有这样，才能实现技术优势的全面整合，共同搭建出更加完善和具有可行性的数字化制造模型，以此提高设计和开发的效率。
1.3减少对实物模型的依赖
数字化技术的应用，让设计越来越脱离了对实物模型的依赖，并且可以通过仿真技术的不断测试和分析，将设计中存在的缺陷尽可能地剔除，从而达到制作出与设计要求最匹配的实物模型。这将大大缩减产品的开发成本，提高设计的成功率与效率。
2数字化设计技术在农业机械设计中的应用
2.1行业竞争推动数字化技术的普及
随着社会的进步与发展，农业机械设计越来越希望让消费者具备更多的选择性。因此应用创新和减少故障发生率，成为优化农业机械产品设计的必经之路。为了降低常见故障的发生，在设计时就必须采取相应的改进方法，并提前进行仿真推演与测试，一旦验证了改进方法的有效性，就能将制造与生产环节的成本纳入可控范围，极大地增强了企业在同类农业机械产品中的竞争力。于是更多的农业机械制造企业为了赢得市场，就会加大在设计环节的创新投入来获取消费者的认可。农业机械行业采用以数字化技术为支撑的决策模式，相继开发出了知识型数据库，进一步加大了整个行业对数字化设计技术的应用程度。
2.2在普及中优化了虚拟化现实技术
数字化技术应用的普及和升级，加快了农业机械产品设计向虚拟化现实技术的转化，并通过融入和吸收诸如多媒体与3D图形新形态，让设计者在进行产品设计时拥有了更为真实的多维体验，也让用户能对产品的性能有了更具体的视觉感受，极大地优化了产品性能和提高了上市成功的概率。特别对于农业机械这种相对复杂的产品，设计意图与应用效果之间会存在很大的差距。虚拟化现实技术的出现，不仅有效解决了农业机械的设计与应用两个环节无法实现无缝对接的难题,而且优化了针对农业机械的设计周期长、内部结构复杂等问题的处理办法，让农业机械的产品性能通过模拟性应用来进行验证，然后再根据验证情况着手进行改进。在设计目标完成后，便可让目标用户来对产品结构和性能进行模拟应用评估，并从他们口中得到最有效的反馈建议，使产品在上市后就能获得用户的极大认可。目前农业机械设计，首先是借助CAD系统形成模型，再将其导入虚拟环境中，以此提高设计的可视化程度。其次是利用VR-CAD（虚拟现实-计算机辅助设计）系统帮助设计者在虚拟化的环境中进行设计。但我国在虚拟化技术层面的研究还处于相对滞后的阶段，仍需对更为系统和完善的研究理论与应用方案进行深入探索。
2.3加强数字化设计的协同性
农业机械生产企业既要参与市场竞争，同时又要实现跨企业的协同合作，以满足客户越来越个性化的定制需求。因此协同化设计同样成为农机企业生存与发展的重要经营手段，并可能成为整个行业创新发展的重要方向。为了从浩瀚的技术信息与零件资源中找到有效的资讯，就必须对搜索技术加以优化。比如某个服务器存储了上百万的零件信息，而且还在不断成级数增加。农机企业在进行新产品设计时，就要对需要的零部件的参数和性能进行搜索，并且探讨怎样才能匹配到有效的供应商客户端。随着数字化设计技术在农业机械领域应用影响的不断扩大，设计者、供应商与制造商之间，必须在设计端就要开展深入的协同合作，才能借助各自的资源与软件技术优势，实现新型农业机械产品的不断升级，并从设计和制造两个环节不断提升产品的国际竞争力和生产效率，并确保达到最佳的制造品质。
3农业机械数字化设计技术的创新之处
农业机械本身属于制造业的范畴，产品种类齐全且复杂，优势是国内外的市场需求体量非常巨大。近年来，我国企业将数字化技术应用于大型农业机械的研究与开发，其力度越来越大。通过引进更多的工程技术和仿真技术来对产品性能进行设计和检测，希望能借此不断优化产品结构和性能。对今后的研发趋势应多关注如下几个重点。
3.1强化产品的创新思维
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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：
