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虛擬制造技術論文范文1

摘要：隨著信息技術的高速發展，制造行業發生了翻天覆地的變化，先進的制造技術不斷地被應用于生產，大大地提高了工作效率，本文對現代集成制造系統的構成和特點作了分析。

關鍵詞：集成；系統；技術構成

一、現代集成制造系統的含義與定位

現代集成制造系統(ContemporaryIntegratedManufacutringSystem)是計算機集成制造系統新的發展階段，在繼承計算機集成制造系統優秀成果的基礎上，它不斷吸收先進制造技術中相關思想的精華，從信息集成、過程集成向企業集成方向迅速發展，在先進制造技術中處于核心地位。具體地說，它將傳統的制造技術與現代信息技術、管理技術、自動化技術、系統工程技術進行有機地結合，通過計算機技術使企業產品在全生命周期中有關的組織、經營、管理和技術有機集成和優化運行。在企業產品全生命周期中實現信息化、智能化、集成優化，達到產品上市快、服務好、質量優、成本低的目的，進而提高企業的柔性、健壯性和敏捷性，使企業在激烈的市場競爭中立于不敗之地。

二、現代集成制造系統的技術構成

先進制造技術(AMTAdvancedManufacturingTechnology)作為一個專有名詞目前還沒有準確的定義。通過對其內涵和特征的研究，目前共同的認識是：先進制造技術是傳統制造技術不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現代管理等方面的成果，并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務的制造全過程，以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活的生產，并取得理想技術經濟效果的制造技術的總稱。其具有如下一些特點：

1、從以技術為中心向以人為中心轉變，使技術的發展更加符合人類社會的需要；

2、從強調專業化分工向模糊分工、一專多能轉變，使勞動者的聰明才智能夠得到充分發揮；

3、從金字塔的多層管理結構向扁平的網絡化結構轉變，減少層次和中間環節；

4、從傳統的順序工作方式向并行工作方式轉變，縮短工作周期，提高工作質量；

5、從按照功能劃分部門的固定組織形式向動態的自主管理的小組工作方式轉變。

通過對先進制造技術的定義和特點的分析發現，現代集成制造系統擁有先進制造技術的絕大部分特點，只不過先進制造技術所涉及的范圍要比現代集成制造系統大，現代集成制造系統在吸收計算機集成制造系統的優秀成果的基礎上，繼續推動并行工程、虛擬制造、敏捷制造和動態聯盟的研究工作，并不斷吸收先進制造技術中的成功經驗和先進思想，將它們進行推廣應用，由此使現代集成制造系統成為先進制造技術的核心。

（1）并行工程(CEConcurrentEngineering)并行工程是集成地、并行地設計產品及其相關過程(包括制造過程和支持過程)的系統方法。它要求產品開發人員在一開始就考慮產品整個生命周期中從概念形成到產品報廢的所有因素，包括質量、成本、進度計劃和用戶要求。為了達到并行的目的，必須建立高度集成的主模型，通過它來實現不同部門人員的協同工作；為了達到產品的一次設計成功，減少反復，它在許多部分應用了仿真技術；主模型的建立、局部仿真的應用等都包含在虛擬制造技術中，可以說并行工程的發展為虛擬制造技術的誕生創造了條件，虛擬制造技術將是以并行工程為基礎的，并行工程的進一步發展就是虛擬制造技術。同時，并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技術支持下，將原來分別進行的工作在時間和空間上交叉、重迭，充分利用了原有技術，并吸收了當前迅速發展的計算機技術、網絡技術的優秀成果，使其成為先進制造技術的基礎。

（2）虛擬制造(VMVirtualManufacturing)虛擬制造利用信息技術、仿真技術、計算機技術對現實制造活動中的人、物、信息及制造過程進行全面的仿真，以發現制造中可能出現的問題，在產品實際生產前就采取預防措施，從而使產品一次性制造成功，達到降低成本、縮短產品開發周期，增強產品競爭力的目的。

（3）敏捷制造(AMAgileManufacturing)敏捷制造是以競爭力和信譽度為基礎的，選擇合作者組成虛擬公司，分工合作，為同一目標共同努力來增強整體競爭能力，對用戶需求作出快速反應，以滿足用戶的需要。為了達到快速應變能力，虛擬企業的建立是關鍵技術，其核心是虛擬制造技術，即敏捷制造是以虛擬制造技術為基礎的。敏捷制造是現代集成制造系統從信息集成發展到企業集成的必由之路，它的發展水平代表了現代集成制造系統的發展水平，是現代集成制造系統的發展方向。

虛擬制造技術論文范文2

【關鍵詞】先進制造技術；發展趨勢；關鍵技術

【中圖分類號】TH16 【文獻標識碼】A

【文章編號】1007―4309（2010）10―0086―2

先進制造技術AMT（Advanced Manufacturing Technology）是傳統制造技術在不斷吸收機械、材料、電子、信息、能源和現代化管理等領域的成果上產生的，它被綜合應用于產品的生產、設計、制造、檢測、管理和售后服務的全過程。它是由傳統的制造技術發展而來的，保留了過去制造技術中的有效要素，是制造技術與現代高新技術結合而產生的完整的技術群，先進制造技術的發展，大體經歷了四個階段：

第一階段（20世紀60―70年代）：柔性制造單元（CAD/CAM），它是以數控機床、加工中心和工業機器人為代表的。

第二階段（20世紀70―80年代）：柔性制造系統（FMS），它是以柔性制造單元加上自動或半自動物流輸送組合而成的，但特點仍然是分布式生產過程。

第三階段（20世紀80―90年代）：集成階段（CIMS），是以信息、工藝、物流、計算機集成控制為特點的。

第四階段（20世紀90年代至今）：智能集成制造系統階段，是以設計智能化、單元加工過程智能化和系統整體管理智能化為特征的。

一、先進制造技術的特點

目前，每一個國家都處于全球化市場中，先進制造技術的競爭是面向全球的。一個國家的先進制造技術對該國制造業在全球范圍市場的競爭力發揮著非常重要和不可替代的作用。先進制造技術的目標是要提高產品對動態多變的市場的適應能力以及競爭能力，同時實現優質、高效、低耗、清潔、靈活的生產。它不局限于制造工藝，而是覆蓋了市場分析、產品設計、加工和裝配、銷售、維修、服務，以及回收再生的全過程，概括起來有以下特點：

（1）成形和加工技術日趨精密化。

（2）企業裝備將以制造工藝、設備和工廠的柔性與可重構性作為顯著特點。

（3）虛擬制造技術和網絡制造技術將被廣泛應用。

（4）機電產品和先進制造技術將把智能化、數字化作為發展方向。

（5）以提高對市場快速反應能力為目標的制造技術將超速發展。

（6）先進制造技術的發展越來越離不開信息技術，信息技術發揮著越來越重要的作用。

（7）21世紀的企業面臨著要在管理方面進行創新的新課題。

（8）現代設計技術將成為21世紀制造業的重要特征。（現代技術的內涵即為：綠色產品設計技術、優良性能設計基礎技術、競爭優勢創建技術、全壽命周期設計技術。）

二、當前先進制造技術的發展趨勢

市場需求的個性化與多樣化趨勢越來越明顯，精密化、綠色化、智能化、信息化、虛擬化將成為未來先進制造技術發展的總趨勢。其主要體現在以下幾個方面：

（一）信息化

近幾年，信息技術和制造技術的不斷融合，使得數字化成為制造業日益發展的趨勢。數字化制造技術具有較多的優點，如使市場多樣化和個性化的需求得到滿足；能夠對市場作出快速的響應，使生產成本得以降低；能夠提高產品精度和可靠性；等等。數字化產品既方便、直觀，又便于通過計算機控制產品，對信息進行處理和傳遞。隨著計算機技術的飛速發展，制造業應用系統越來越離不開Internet技術，Internet技術是實現各種制造系統自動化的基礎，是其重要的支撐平臺。基于Web技術的供應鏈管理系統、數據交換轉換系統等成為產品的主流。據專家預測，在未來生產中占主導地位的將是基于網絡制造的分布式網絡化生產系統。因此，先進制造技術將把以微電子技術、軟件技術為核心，以數字化、網絡化為特征的信息化制造技術作為重要的發展方向。

（二）智能化

智能化就是應用人工智能技術實現產品生命周期（包括產品設計、制造、發貨、支持等）各個環節的智能化，如生產設備的智能化，人與制造系統的融合及人在其中智能的充分發揮等。智能化能夠使制造系統的自動化和柔性化水平得到進一步的提高，使生產系統的適應與判斷能力更加完善。

（三）精密化

超高速切削、超精密加工技術以及發展新一代制造裝備成為了加工制造技術的發展方向。

1.超精密加工技術

目前已進入納米級加工時代，加工精度和表面粗糙度分別達到了0.025μm和0．0045μm。超精切削厚度由目前的紅外波段向可見光波段甚至更短波段近；超精加工機床向多功能模塊化方向發展；超精加工材料由金屬擴大到非金屬。

2.超高速切削

目前，鋁合金超高速切削的切削速度已超過1 600m/min，鑄鐵、超耐熱鎳合金、鈦合金的速度分別為1 500m/min、300m/min和200m/min。超高速切削的發展已轉移到一些難加工材料的切削加工上。

3.新一代制造裝備的發展

市場競爭和新的產品、技術和材料的發展對新型加工設備的研究與開發起著推動作用，如“并聯桁架式結構數控機床”的發展就是一個典型的例子。它采用六個軸長短的變化，以實現刀具相對于工件的加工位姿的變化，是對傳統機床結構方案的突破。

（四）綠色化

由于資源與環境的約束日益嚴格，21世紀的制造業要以綠色制造為重要特征。與此相適應的，綠色制造技術的發展也將是快速的。主要表現為：

1.綠色產品設計技術，既能夠保證產品在生命周期內環保和對人類健康無危害，又能保證低能耗和高資源利用率。

2.綠色制造技術，使整個制造的過程對環境所造成的不利影響最小，廢棄物和有害物質的排放量最少，資源利用效率最高。

3.產品的回收和循環再制造，它主要包括以設計產品和處理材料為主的生產系統工廠和以處理循環產品生命周期結束時的材料為主的恢復系統工廠。如汽車等產品的拆卸、回收技術和生態工廠的循環式制造技術。

（五）虛擬化

在制造業中，虛擬現實技術（Virtual Reality Technology）越來越被廣泛地應用，它主要包括兩部分，即虛擬企業和虛擬制造技術。虛擬制造技術是在產品真正制出之前，先在虛擬制造環境中生成軟產品原型進行試驗，并且預測和評價其性能和可制造性。

三、未來先進制造技術發展中的關鍵技術

（一）虛擬制造VM（virtual manufacturing）

VM技術的發展是以仿真技術和虛擬現實VR（virtual reality）技術為基礎的。VM技術是在虛擬條件下模擬產品的設計、制造、測試、營銷的全過程，并預測和評價有關技術數據和性能指標，從而使產品開發周期得以縮短，使制造過程得以優化。VM技術是工程設計的一次革命性的進步，它的應用范圍是非常廣泛的，如快速設計與快速原型、面向裝配或制造的設計、產品維護、產品設計進入市場的并行處理和人員培訓等領域。

（二）智能制造IM（intelligent manufacturing）

智能制造技術是一門綜合技術。之所以這么說，是因為它是通過自動化技術、制造技術、系統工程和人工智能等學科互相交織和滲透形成的一門技術。智能設計、智能裝配、智能加工、智能控制、智能工藝規劃、智能調度與管理、智能測量與診斷等都屬于智能制造技術的范疇。對于制造系統集成自動化和柔性自動化來說智能制造是其新發展，也是其重要組成部分，智能傳感與檢測是智能制造的重點。

（三）納米制造

20世紀出現了一種高新技術，即納米技術。它的加工精度或尺寸為0.1nm―100nm。而納米制造是納米技術與制造技術相融合而產生的，精密加工、超精加工、微細加工和超微細加工都屬于納米制造。常用的制造技術有聚焦離子束工藝等。

（四）綠色制造GM（green manufacturing）

綠色制造是一種現代制造模式，它綜合考慮資源消耗和環境影響，其目的是使產品在整個生命周期中（包括從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理）做到對資源利用率最高，對環境的不利影響最小，并優化協調企業經濟效益和社會效益。目前綠色制造受到了全球制造業的關注，因為未來制造業的可持續發展離不開綠色制造，綠色制造已成為先進制造技術的主要內容，也是各國支持和優先發展的研究項目。

四、結論

我國將先進制造技術列入“九五”科技規劃和15年科技發展規劃中。21世紀的今天，經濟全球化進程日益加快，隨之而來的日益加劇的制造業領域的競爭，實際上是以先進制造技術為競爭核心的。在這樣的大環境、大背景下，我國不僅要迎接挑戰，而且要抓住機遇，要不斷地對傳統產業進行改造，發展先進制造技術，要在技術、機制、管理以及人才等方面進行創新，只有這樣我國才能實現躋身世界制造強國的目標。

【參考文獻】

[1]王隆太等.先進制造技術[M]. 北京：機械工業出版社，2003.

[2]張平亮等.先進制造技術[M]. 北京：高等教育出版社，2009.

[3]馮.先進制造技術基礎[M]. 北京：北京大學出版社，2009.

虛擬制造技術論文范文3

論文摘要：在機械設計中引入CAD技術，可以解決機械企業中重復性設計多、信息資源利用率低的難題，縮短產品開發周期，具有巨大的經濟效益和應用前景。

1 CAD技術的發展

CAD(Computer Aided Design)是計算機輔助設計的英文縮寫，是利用計算機強大的圖形處理能力和數值計算能力，輔助工程技術人員進行工程或產品的設計與分析，達到理想的目的，并取得創新成果的一種技術。自1950年計算機輔助設計（CAD）技術誕生以來，已廣泛地應用于機械、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領域，產品的設計效率飛速地提高。現已將計算機輔助制造技術（Com-puter Aided Manufacturing，CAM）和產品數據管理技術（Product Data Management，PDM）及計算機集成制造系統（Computer Itegrated manufacturing system，CIMS）集于一體。

產品設計是決定產品命運的研究，也是最重要的環節，產品的設計工作決定著產品75%的成本。目前，CAD系統已由最初的僅具數值計算和圖形處理功能的CAD系統發展成為結合人工智能技術的智能CAD系統（ICAD）(Intelligent CAD)。21世紀，ICAD技術將具備新的特征和發展方向，以提高新時代制造業對市場變化和小批量、多品種要求的迅速響應能力。

以智能CAD（ICAD）為代表的現代設計技術、智能活動是由設計專家系統完成。這種系統能夠模擬某一領域內專家設計的過程，采用單一知識領域的符號推理技術，解決單一領域內的特定問題。該系統把人工智能技術和優化、有限元、計算機繪圖等技術結合起來，盡可能多地使計算機參與方案決策、性能分析等常規設計過程，借助計算機的支持，設計效率有了大大地提高。

2 三維CAD技術在機械設計中的優點

通過實際應用三維CAD系統軟件，筆者體會到三維CAD系統軟件比二維CAD在機械設計過程中具有更大的優勢，具體表現在以下幾點:

2.1 零件設計更加方便

使用三維CAD系統，可以裝配環境中設計新零件，也可以利用相鄰零件的位置及形狀來設計新零件，既方便又快捷，避免了單獨設計零件導致裝配的失敗。資源查找器中的零件回放還可以把零件造型的過程通過動畫演示出來，使人一目了然。

2.2 裝配零件更加直觀

在裝配過程中，資源查找器中的裝配路徑查找器記錄了零件之間的裝配關系，若裝配不正確即予以顯示，另外，零件還可以隱藏，在隱藏了外部零件的時候，可清楚地看到內部的裝配結構。整個機器裝配模型完成后還能進行運動演示，對于有一定運動行程要求的，可檢驗行程是否達到要求，及時對設計進行更改，避免了產品生產后才發現需要修改甚至報廢。

2.3 縮短了機械設計周期

采用三維CAD技術，機械設計時間縮短了近1/3，大幅度地提高了設計和生產效率。在用三維CAD系統進行新機械的開發設計時，只需對其中部分零部件進行重新設計和制造，而大部分零部件的設計都將繼承以往的信息，使機械設計的效率提高了3~5倍。同時，三維CAD系統具有高度變型設計能力，能夠通過快速重構，得到一種全新的機械產品。

2.4 提高機械產品的技術含量和質量

由于機械產品與信息技術相融合，同時采用CAD CIMS組織生產，機械產品設計有了新發展。三維CAD技術采用先進的設計方法，如優化、有限元受力分析、產品的虛擬設計、運動方針和優化設計等，保證了產品的設計質量。同時，大型企業數控加工手段完善，再采用CAD/CAPP/CAM進行機械零件加工，一致性很好，保證了產品的質量。

3 CAD技術在機械設計中的應用

3.1 零件與裝配圖的實體生成

3.1.1 零件的實體建模。CAD的三維建模方法有三種，即線框模型、表面模型和實體模型。在許多具有實體建模功能的CAD軟件中，都有一些基本體系。如在AutoCAD的三維實體造型模塊中，系統提供了六種基本體系，即立方體、球體、圓柱體、圓錐體、環狀體和楔形體。對簡單的零件，可通過對其進行結構分析，將其分解成若干基本體，對基本體進行三維實體造型，之后再對其進行交、并、差等布爾運算，便可得出零件的三維實體模型。

對于有些復雜的零件，往往難以分解成若干個基本體，使組合或分解后產生的基本體過多，導致成型困難。所以，僅有基本體系還不能完全滿足機器零件三維實體造型的要求。為此，可在二維幾何元素構造中先定義零件的截面輪廓，然后在三維實體造型中通過拉伸或旋轉得到新的“基本體”，進而通過交、并、差等得到所需要零件的三維實體造型。

3.1.2 實體裝配圖的生成。在零件實體構造完成后，利用機器運動分析過程中的資料，在運動的某一位置，按各零件所在的坐標進行“裝配”，這一過程可用CAD軟件的三維編輯功能實現。

3.2 模具CAD/CAM的集成制造

隨著科學技術的不斷發展，制造行業的生產技術不斷提高，從普通機床到數控機床和加工中心，從人工設計和制圖到CAD/CAM/CAE，制造業正向數字化和計算機化方向發展。同時，模具CAD/CAM技術、模具激光快速成型技術(RPM)等，幾乎覆蓋了整個現代制造技術。

一個完整的CAD/CAM軟件系統是由多個功能模塊組成的。如三維繪圖、圖形編輯、曲面造型、仿真模擬、數控加工、有限元分析、動態顯示等。這些模塊應以工程數據庫為基礎，進行統一管理，而實體造型是工程數據的主要來源之一。

3.3 機械CAE軟件的應用

機械CAE系統的主要功能是:工程數值分析、結構優化設計、強度設計評價與壽命預估、動力學/運動學仿真等。CAD技術在解決造型問題后，才能由CAE解決設計的合理性、強度、剛度、壽命、材料、結構合理性、運動特性、干涉、碰撞問題和動態特性等。

4 CAD前沿技術與發展趨勢

4.1 圖形交互技術

CAD軟件是產品創新的工具，務求易學好用，得心應手。一個友好的、智能化的工作環境可以開拓設計師的思路，解放大腦，讓他把精力集中到創造性的工作中。因此，智能化圖標菜單、“拖放式”造型、動態導航器等一系列人性化的功能，為設計師提供了方便。此外，筆輸入法草圖識別、語言識別和特征手勢建模等新技術也正在研究之中。

4.2 智能CAD技術

CAD/CAM系統應用逐步深入，逐漸提出智能化需求.設計是一個含有高度智能的人類創造性活動。智能CAD/CAM是發展的必然方向。智能設計在運用知識化、信息化的基礎上，建立基于知識的設計倉庫，及時準確地向設計師提品開發所需的知識和幫助，智能地支持設計人員，同時捕獲和理解設計人員意圖、自動檢測失誤，回答問題、提出建議方案等。并具有推理功能，使設計新手也能做出好的設計來，現代設計的核心是創新設計，人們正試圖把創新技法和人工智能技術相結合應用到CAD技術中，用智能設計、智能制造系統去創造性指導解決新產品、新工程和新系統的設計制造，這樣才能使我們的產品、工程和系統有創造性。

4.3 虛擬現實技術

虛擬現實技術在CAD中已開始應用，設計人員在虛擬世界中創造新產品，可以從人機工程學角度檢查設計效果，可直接操作模擬對象，檢驗操作是否舒適、方便，及早發現產品結構空間布局中的干涉和運動機構的碰撞等問題，及早看到新產品的外形，從多方面評價所設計的產品.虛擬產品建模就是指建立產品虛擬原理或虛擬樣機的過程.虛擬制造用虛擬原型取代物理原型進行加工、測試、仿真和分析，以評價其性能，可制造性、可裝配性、可維護性和成本、外觀等，基于虛擬樣機的試驗仿真分析，可以在真實產品制造之前發現并解決問題，從而降低產品成本.虛擬制造、虛擬工廠、動態企業聯盟將成為CAD技術在電子商務時代繼續發展的一個重要方向.另外，隨著協同技術、網絡技術、概念設計面向產品的整個生命周期設計理論和技術的成熟和發展，利用基于網絡的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技術，實現真正的全數字化設計和制造，已成為機械設計制造業的發展趨勢。

參考文獻

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[3]徐建平，盛和太.精通AutoCAD2005[M].北京:清華大學出版社，2004.

虛擬制造技術論文范文4

【關鍵詞】 產品數據管理；項目管理；技術研究

市場經濟的快速發展為企業發展帶來了機遇，但是同時也帶來了一定的挑戰。企業要想在激烈的市場競爭中壯大，就必須將項目作為其生存和發展的基礎和載體，因此項目管理應用的范圍不斷擴大。這樣一來，基于PDM的項目管理技術躍入眾多人的眼中，成為人們廣泛關注的一種方式。基本惹眼，將PDM系統與項目管理有機結合，既可以發揮兩者的優勢與功能，又能夠使得PDM系統中的過程與項目管理中的項目任務有效關聯起來，從而為企業產品研發搭建一個有效的可以協同管理的平臺。一般來說，基于PDM的項目管理系統需要包括以下幾個部分：項目計劃、項目跟蹤與監控以及項目管理的協同功能。

一、項目計劃

在這一環節主要包括制定項目進度計劃、合理分配資源以及估算成本等。而要將這一環節做好，首先要做的就是充分分析企業的形式和現狀，制作企業的組織結構模型以及企業的資源模型。

1.1 企業資源模型的建立

企業資源模型的建立是一個時間長、較為復雜的一個過程。在這一個過程中，對于項目經理而言，其職責非常明確――確定該項目需要那些資源予以支持，這些資源要從哪些方面去獲得，什么時間將這些資源準備充分，還包括對于這些資源如何利用等。一般來說，在建立企業資源模型時，可以建立比如技能需求儲備庫以及員工技能儲備庫等兩個，這樣有助于企業項目經理制定出合理的項目資源計劃。因為通過員工技能儲備庫可以將員工所具備的各項技能的明細列出來，而技能需求儲備庫則呈現了一個項目所需要的各項技能。項目經理通過比對，就可以輕而易舉的為每一項任務分配恰當的資源。不僅如此，技能需求儲備庫還可以將明確的成本指定給各項技能，以便方便項目經理計算成本。

1.2 項目進度計劃

通過流程概念模型，可以自上而下將企業的業務流程一一分解，這種形式和工作分解的結構存在一種明確的對應關系，這樣一來項目計劃的模板就可以根據流程概念圖加以生成。隨后，以此為基礎進而制定該企業的項目進度計劃。通過系統的創建新項目功能，就可以將工作分解的結構自動生成。在此模式下，就可以利用流程圖或者表格的方式，對項目進度計劃加以查閱、編輯，并且還可以估算該任務所需要的時間，設定該任務的相關類型，并可以對任務的相關性加以編輯設定。

1.3 成本估算

最后，在該系統中的每一項技能都會與費用比率相對應，這樣就可以計算出使用這一技能所需要的成本。由前面可知，項目經理清楚每一項任務必備的技能，因而對于總體的成本有一個較為清晰的計算。然后將這些任務的成本匯總，就可以得出項目所需要的總的成本，完成估算。

二、項目執行與監控

當上一環節完成之后，也就是將項目中的任務分配完成之后，就可以進入到每一個子系統的任務執行階段。一般而言，在PDM中，任務的執行主要靠工作流機制加以實現。而工作流機制的目標，就是在正確的時間段內給正確的人傳遞正確的信息。而工作流機制的管理主要包含任務的下達、任務的通知以及檢驗、條件的判斷等。比如說，我們要出傳達的任務是設計一個自行車前輪，那么通過任務的通知功能就可以講設計者的相關信息通報給PDM系統或者其它的用戶。隨后，經過授權的檢驗人員就可以對設計人員通報給PDM系統中的信息文本進行相關的檢驗。而條件的判斷則是該系統所具備的一項功能，目的就是控制項目管理過程中的狀態。基本上任務執行時是以從下到上的狀態執行的，先由最低成的節點開始，逐次向上。這樣當最上層的根節點的任務也完成后，就宣告一個項目的整體結束。

此外，在PDM系統中，項目執行并不是放任不管的，還需要通過監控以了解整個項目的運行，確保其能按照流程有序的進行。這就需要PDM系統能夠將任務的完成進度以及資源的使用情況加以統計和反饋，在與所計劃的理論值加以比較，以便能夠及時修正。

三、總結

綜上所述，隨著我國社會主義市場經濟的發展，PDM系統已經被眾多企業關注。PDM系統與項目管理相結合，一方面可以加強企業的項目管理的能力，另一方面也可以縮短企業研發新產品所耗費的時間，從而提高效率，達到控制成本的目的。因此企業應該有著清醒的認識，認識到PDM與項目管理的結合所帶來的優勢，這樣才能增強企業的靈活性，確保企業規模和實力的發展壯大。

虛擬制造技術論文范文5

論文摘要：本文首先介紹了機床數控化改造的必要性，而重點在于介紹如何進行機床數控化改造，包括數控系統的選擇、數控改造中對主要機械部件改裝探討和機床數控改造主要步驟，并列舉了幾個數控改造的實例，最后說明了數控改造中的問題并提出了建議。

1機床進行數控化改造的必要性

微觀上看，數控機床比傳統機床有以下突出的優越性，而且些優越性均來自數控系統所包含的計算機的威力。

由于計算機有高超的運算能力，可以瞬時準確地計算出每個坐標軸瞬時應該運動的運動量，因此可以復合成復雜的曲線或曲面。

可以實現加工的自動化，而且柔性自動化，從而效率可比傳統機床提高3～7倍。

由于計算機有記憶和存儲能力，可以將輸入的程序記住和存儲下來，然后按程序規定的順序自動去執行，從而實現自動化。數控機床只要更換一個程序，就可實現另一工件加工的自動化，從而使單件和小批生產得以自動化，故被稱為實現了“柔性自動化”。

加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要“修配”。

可實現多工序的集中，減少零件在機床間的頻繁搬運。擁有自動報警、自動監控、自動補償等多種自律功能，因而可實現時間無看管加工。由以上五條派生的好處。如：降低了工人的勞動強度，節省了勞動力（一個人可以看管多臺機床），減少了工裝，縮短了新產品試制周期和生產周期，可對市場需求作出快速反應等等。

以上這些優越性是前人想象不到的，是一個極為重大的突破。此外，機床數控化還是推行FMC（柔性制造單元）、FMS（柔性制造系統）以及CIMS（計算機集成制造系統）等企業信息化改造的基礎。數控技術已經成為制造業自動化的核心技術和基礎技術。

宏觀上看，工業發達家的軍、民機械工業，在70年代末、80年代初已開始大規模應用數控機床。其本質是，采用信息技術對傳統產業（包括軍、民機械工業）進行技術改造。除在制造過程中采用數控機床、FMC、FMS外，還包括在產品開發中推行CAD、CAE、CAM、虛擬制造以及在生產管理中推行MIS（管理信息系統）、CIMS等等。以及在其生產的產品中增加信息技術，包括人工智能等的含量。由于采用信息技術對國外軍、民機械工業進行深入改造（稱之為信息化），最終使得他們的產品在國際軍品和民品的市場上競爭力大為增強。而我們在信息技術改造傳統產業方面比發達國家約落后20年。如我國機床擁有量中，數控機床的比重（數控化率）到1995年只有1.9％，而日本在1994年已達20.8％，因此每年都有大量機電產品進口。這也就從宏觀上說明了機床數控化改造的必要性。

2如何進行機床數控化改造

2．1數控化改造的內容。機床與生產線的數控化改造主要內容有以下幾點：其一是恢復原功能，對機床、生產線存在的故障部分進行診斷并恢復；其二是NC化，在普通機床上加數顯裝置，或加數控系統，改造成NC機床、CNC機床；其三是翻新，為提高精度、效率和自動化程度，對機械、電氣部分進行翻新，對機械部分重新裝配加工，恢復原精度；對其不滿足生產要求的CNC系統以最新CNC進行更新；其四是技術更新或技術創新，為提高性能或檔次，或為了使用新工藝、新技術，在原有基礎上進行較大規模的技術更新或技術創新，較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。

2．2數控系統的選擇

數控系統主要有三種類型，改造時，應根據具體情況進行選擇。

步進電機拖動的開環系統。該系統的伺服驅動裝置主要是步進電機、功率步進電機、電液脈沖馬達等。由數控系統送出的進給指令脈沖，經驅動電路控制和功率放大后，使步進電機轉動，通過齒輪副與滾珠絲杠副驅動執行部件。只要控制指令脈沖的數量、頻率以及通電順序，便可控制執行部件運動的位移量、速度和運動方向。這種系統不需要將所測得的實際位置和速度反饋到輸入端，故稱之為開環系統，該系統的位移精度主要決定于步進電機的角位移精度，齒輪絲杠等傳動元件的節距精度，所以系統的位移精度較低。該系統結構簡單，調試維修方便，工作可靠，成本低，易改裝成功。

異步電動機或直流電機拖動，光柵測量反饋的閉環數控系統。該系統與開環系統的區別是：由光柵、感應同步器等位置檢測裝置測得的實際位置反饋信號，隨時與給定值進行比較，將兩者的差值放大和變換，驅動執行機構，以給定的速度向著消除偏差的方向運動，直到給定位置與反饋的實際位置的差值等于零為止。閉環進給系統在結構上比開環進給系統復雜，成本也高，對環境室溫要求嚴。設計和調試都比開環系統難。但是可以獲得比開環進給系統更高的精度，更快的速度，驅動功率更大的特性指標。可根據產品技術要求，決定是否采用這種系統。

交/直流伺服電機拖動，編碼器反饋的半閉環數控系統。半閉環系統檢測元件安裝在中間傳動件上，間接測量執行部件的位置。它只能補償系統環路內部部分元件的誤差，因此，它的精度比閉環系統的精度低，但是它的結構與調試都較閉環系統簡單。在將角位移檢測元件與速度檢測元件和伺服電機作成一個整體時則無需考慮位置檢測裝置的安裝問題。當前生產數控系統的公司廠家比較多，國外著名公司的如德國SIEMENS公司、日本FANUC公司；國內公司如中國珠峰公司、北京航天機床數控系統集團公司、華中數控公司和沈陽高檔數控國家工程研究中心。選擇數控系統時主要是根據數控改造后機床要達到的各種精度、驅動電機的功率和用戶的要求。3數控改造中主要機械部件改裝探討。

一臺新的數控機床，在設計上要達到：有高的靜動態剛度；運動副之間的摩擦系數小，傳動無間隙；功率大；便于操作和維修。機床數控改造時應盡量達到上述要求。不能認為將數控裝置與普通機床連接在一起就達到了數控機床的要求，還應對主要部件進行相應的改造使其達到一定的設計要求，才能獲得預期的改造目的。

滑動導軌副。對數控車床來說，導軌除應具有普通車床導向精度和工藝性外，還要有良好的耐摩擦、磨損特性，并減少因摩擦阻力而致死區。同時要有足夠的剛度，以減少導軌變形對加工精度的影響，要有合理的導軌防護和。

齒輪副。一般機床的齒輪主要集中在主軸箱和變速箱中。為了保證傳動精度，數控機床上使用的齒輪精度等級都比普通機床高。在結構上要能達到無間隙傳動，因而改造時，機床主要齒輪必須滿足數控機床的要求，以保證機床加工精度。

滑動絲杠與滾珠絲杠。絲杠傳動直接關系到傳動鏈精度。絲杠的選用主要取決于加工件的精度要求和拖動扭矩要求。被加工件精度要求不高時可采用滑動絲杠，但應檢查原絲杠磨損情況，如螺距誤差及螺距累計誤差以及相配螺母間隙。一般情況滑動絲杠應不低于6級，螺母間隙過大則更換螺母。采用滑動絲杠相對滾珠絲杠價格較低，但難以滿足精度較高的零件加工。

虛擬制造技術論文范文6

【摘要】目前,數字化設計與制造技術已經成為提高企業和產品競爭力的重要手段,成為當今世界制造業發展的大趨勢,因此眾多企業需要大量的數字化設計與制造高技能人才。本文就數字化設計與制造專業人才培養存在的問題提出相應的建議,以期能對數字化設計與制造業的良好發展起到拋磚引玉的作用。

【關鍵詞】數字化設計制造探索

目前我國制造業高技能人才嚴重缺乏,特別是高級技工和技師等高級技能型人才更是短缺。現有模具設計和數控技術人才遠遠無法滿足需求,模具設計、開發、維修、CAM/CNC、數控編程、數控加工等已成為人才市場招聘頻率最高的職位之一,甚至出現了“年薪16萬元招不到高級模具技工”的現象。極大地影響了企業的自主創新發展。

1數字化設計與制造專業人才培養現狀分析

1.1學生的職業能力與企業崗位需求的矛盾

目前,國內各高職院校數控技術和模具設計制造專業技能人才的培養與企業崗位不能達到“零對接”。這主要表現在:課程體系與企業崗位能力要求脫節;課程內容陳舊,實踐環節薄弱;單一的課堂教學模式與企業崗位實際情況脫節。其結果導致學生實踐動手能力和就業能力不強。

1.2教學內容滯后于企業的技術發展

數控技術、模具設計與制造技術的飛速發展,要求相應的教材內容必須及時更新。但一些高職院校所使用的教材嚴重老化,學生無法學習到先進的制造技術,很難適應企業崗位要求。

1.3師資隊伍存在結構性矛盾

斷層問題--除數量不足,素質不高,隊伍不穩外,由于歷史原因,教師隊伍補充出現了新的斷層。

能力問題--長期受傳統觀念影響,部分教師觀念陳舊,教學方法落后,創新意識和實踐能力不強。

結構問題--專業課教師和實習指導教師數量不足,缺乏學科、專業帶頭人。

1.4人才培養與社會需求多元化的矛盾

現有職業技術院校多數專注于在校學生培養,為社會服務的能力較弱。。制造技術的迅速發展,導致大量中小企業出現人才、技術、設備真空問題,迫切需要社會提供公共技術服務平臺以滿足企業技術研發、產品測試等方面技術支持和服務的需要。

2國內外研究現狀和發展趨勢

數字化設計與制造作為先進制造領域的核心技術,目前國際領域主要涉及以下相關技術:計算機輔助設計CAD技術(ComputerAidedDesign);計算機輔助制造CAM技術(ComputerAidedManufacturing);計算機輔助工程CAE技術(ComputerAidedEngineering);計算機輔助工藝設計CAPP技術(ComputerAidedProcessPlanning);逆向工程技術(ReverseEngineering,RE),也稱反求工程、反向工程;快速原型制造技術(RapidPrototypingManufacturing,RPM);虛擬樣機技術(virtualprototyping,VP)。而國內目前主要集中在(1)CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM集成技術的研究;(2)數字化協同設計與仿真技術的研究;(3)基于知識工程的研究;(4)虛擬設計、虛擬制造技術的研究等方面,亟待改進。

3探索思路

3.1多途徑、全方位培養人才

3.1.1融專業入產業,引企業進校園,探索工學結合緊密、教學形式多樣的高素質、高技能人才培養模式

建設實踐為導向、工學結合的多種人才培養模式,融專業入產業,引企業進校園,形成利益共同體,實現學院高技能人才培養與企業生產活動的有機結合,創新“工作驅動,學做合一”、“工學交替-校企雙循環”、“能力(技能)本位,模塊化”、“‘2+1’校企全程合作訂單培養”、“‘2+0.5+0.5’校企階段合作定制培養”、“工學交替,項目導向”等多種形式的高素質高技能人才培養模式,實現專業共建,人才共育。

——專業定位符合企業要求。根據企業對高技能人才的知識、能力、素質要求,校企共同制訂專業人才培養方案,并根據企業及技術發展及時調整專業方向。

——教學內容反映企業實際。以來自企業的兼職教師為載體,將企業先進的生產、管理、服務技術引入教學中,使教學內容具有工學結合特色,并及時反映行業企業的技術發展情況,保持教學內容的實用性和先進性。

——學習方式突出工學結合。依托校內生產性實訓基地和校外實訓基地,通過實施靈活的教學組織,使學生的學習與工作相結合,完成由學生向職業人的轉換。

——教學活動體現企業精神。把企業的生產活動作為教學活動的大背景,在具有濃厚企業氣息的教學環境中,形成職業道德教育氛圍,使學生直接接受企業文化熏陶。

3.1.2發揮行業優勢,校企共建適應高技能人才培養需要的校內外實訓基地

實訓基地的建設,必須想辦法創新,改善學校辦學條件最好的方法就是校企資源共享、共建辦學。

通過市場化運作,引進企業的產品、設備、技術、管理及資金,參照企業的技術水準,校企共建數控、模具、CAD/CAM、機電一體化4個專業群共享的實訓平臺為“基體”,以適應各專業職業崗位特點的專業實訓室為“觸角”的生產性實訓基地,實現資源共享,功能各異,觸及市場,靈活服務,實現工學結合校內化。

遵循資源共享、風險共擔、互惠互利、共謀發展的原則,建立良性互動、校企雙贏合作機制,采用企業管理方式,實現生產性實訓車間(基地)良性運行,形成自我造血機能和可持續發展能力,成為學生校內實訓實習場所和開展社會服務的陣地。

立足長遠發展,建立校企雙方參與管理的長效運行機制,聘請企業一線技術人員擔任企業一線技術人員擔任學生在校外實訓基地進行頂崗實習的兼職指導教師(或師傅),并配備專職工作人員,加強學生頂崗實習的管理,保證學生頂崗實習的時間和質量。

3.1.3構建模塊化、雙證制、“教、學、做”合一的專業課程體系

與企業工程技術人員共同開發與建設“理論與實踐”相結合、“顯性知識與隱性知識”相結合、“知識與能力”相結合、“職業道德與人文素質”相映襯的模塊化、雙證制、“教、學、做”合一的專業課程體系。

把行業企業對高職人才的要求作為制定質量標準的依據,健全理論和實踐教學質量標準,規范教書育人行為質量標準,形成系統的專業教學標準。

積累生產案例,按照企業崗位(群)任職要求,校企合作開發專業技能實訓項目和職業技能培訓項目,并參照現代企業的技術標準制定實訓質量標準,保證實訓質量、職業培訓質量的高品位。

3.1.4建構以機電產品的數字化設計與制造為核心的職業能力體系

圍繞以就業為導向、工學結合的培養模式,構建適合企業崗位能力需求的職業能力體系。專業培養人才的崗位能力主要是圍繞機電產品的數字化設計與制造,可劃分為基本崗位能力、核心崗位能力、綜合崗位能力、職業素質及能力。依據國家職業資格標準或行業、企業標準,并將職業標準融合到課程教學內容中,優化訓練條件,創新訓練手段,提高訓練效果,使學生在獲得學歷證書的同時順利獲得相應職業資格證書,實現“高等性”與“職業性”的融合。

3.1.5建設一支專兼結合的優秀專業教師團隊

進一步深化學院人事分配制度改革,完善專、兼職教師管理制度與辦法,構建符合工學結合人才培養模式運行需要的教師引進、培養、評價及聘用體系,形成激勵機制,加大師資引進、培養工作力度和資金投入力度,提高師資隊伍建設水平。

3.1.6以學生為主體,改革教學方法和教學內容

構建以教、學、做(練)結合的“三明治”式教學法,核心案例貫穿教學法、案例教學法、項目驅動教學法、自主學習教學法等為主體的專業教學方法體系,有效地培養學生的技術應用能力。

專業課程的教學內容改革:

①構建“課證”結合的教學法,加強以基本技能知識連續性為主線的課程內容改革,結合資格證書考核知識點,建立基于真實產品的訓練題庫,在三年的課程教學過程中持續將“生產型訓練題庫”融入各門專業課程教學;

②整合傳統機械專業課程。如將工程材料與熱處理、公差與技術測量、金屬切削原理與刀具、金屬切削機床、機械制造工藝學等傳統機械專業課程整合為機械制造基礎一門課程;

③依據頂崗企業需求,提供多種CAD/CAM軟件供學生選學,以保證頂崗實習的不同要求。

實踐教學環節改革:

①部分實訓課程實行多種相關能力并行訓練,以提高教學效能。如對實訓設備數量少的課程,實行設備分流、多種技能并行訓練的方式;

②減少模擬性實訓,將企業產品作為主要實踐教學對象,聘請企業的工藝技術人員指導學生進行實訓教學。改革實踐教學考核標準,推廣“形成性考核”方法,在實踐教學的過程中完成考核;

③為達到專業核心職業能力與就業崗位零對接,專業實踐教學體系構建由如下五個環節組成:

A.基礎性實訓(即基本技能訓練:鉗工與機加工基本技能、機械制圖識圖能力訓練)

B.專業實訓(即核心技能訓練:機械設計能力訓練、數控加工工藝編程訓練、數控機床操作訓練、CAD/CAM軟件應用訓練等)

C.綜合實訓(即綜合技能訓練:模具CAD/CAM綜合訓練、數控加工中高級工種考工訓練等)

D.產品生產型實訓(即職業素質訓練:強化質量、成本和效率意識)

E.生產企業頂崗實訓(即崗位適應性訓練:強化崗位就業能力)。

做到在課程體系中實踐教學課時占總學時的60%,生產型實訓占實踐教學學時的80%。學生在獲得資格證書后,必須頂崗實習半年以上。

3.1.7將師資科技創新成果轉化為優質教學資源,搭建優質教學資源共享平臺采取政府指導、校企合作、校校聯合的方式,整合、共建和共享優質教學資源,使優質教學資源實現價值最大化,積極推動高等職業教育教學水平的提高。

3.2實施的關鍵——建設高水平“雙師型”師資隊伍

3.2.1聘請企業工程技術人員作為兼職教師

利用專業管理委員會和行業協會建立一體化協作機制。在數控加工、模具設計、模具裝配等方面聘請既有一定理論水平又有豐富實踐經驗的技術專家擔任兼職教師,重點承擔實踐技能要求較高的課程教學。

3.2.2實行嚴格的教師“上崗培訓”制度

堅持“先培訓,后上崗”,每年暑假組織新教師參加“崗前培訓”。同時,實行專業教師下企業制度,要求每名專業教師每年下企業30天;選派優秀教師到國外職業技術院校學習;組織青年教師參加技能大賽,提高專業教師的實操能力。積極推進產學研合作,使教師參與中小企業技術服務和技術攻關。