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产品数字化设计实践论文报告 西安电子科技大学 机电工程学院 任星 实现数字化设计制造的关键技术 摘要 制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，将数字化技术用于设计制造过程中，可大大提高制造过程的柔性和加工过程的集成性，从而提高产品生产过程的质量和效率，增强工业产品的市场竞争力。本文就数字化设计制造的意义内涵和关键技术进行了阐释。并且就现在流行的两种三维设计软件进行了各自的功能阐释，以及就此对两种软件的功能进行对比，得出结论。 关键词 数字化 设计 制造 关键技术 功能 一数字化设计制造的意义及内涵 1.1数字化设计制造的意义 数字化设计制造是指利用计算机软硬件及网络环境，实现产品开发全过程的一种技术。即在网络和计算机辅助下通过产品数据模型，全面模拟产品的设计、分析、装配、制造等过程。数字化设计与制造不仅贯穿企业生产的全过程，而且涉及企业的设备布置、物流物料、生产计划、成本分析等多个方面。数字化设计与制造技术的应用可以大大提高企业的产品开发能力、缩短产品研制周期、降低开发成本、实现最佳设计目标和企业间的协作，使企业能在最短时间内组织全球范围的设计制造资源开发出新产品，大大提高企业的竞争能力。 数字化设计制造可精确地预测和评价产品的可制造性、加工时间、制造周期、生产成本、零件的加工质量、产品质量和制造系统运行性能，零件和产品的可制造性分析、生产规划与工艺规划的评价与确认。制造技术已从物质形式的制造向信息制造转变，产品中知识信息的价值占据越来越高的比例。这不但反映在产品本身，而且体现在产品的整个生命周期，特别是设计制造环节。 制造业是国民经济持续增长的发动机、国家安全的重要保障及国家综合实力的主要体现。作为先进制造技术与信息技术相结合的产物，数字化设计与制造技术已成为世界各国在科技竞争中抢占制高点的突破口。数字化信息技术是当今社会发展最快的先进技术，制造业的信息化必将促进我国制造业走上一条持续、快速、健康的发展之路。制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国家或地区的经济实力、科技水平、生活水准和国防实力。当前提高制造生产能力的决定因素是各项高新技术的迅速发展及其在制造领域中的广泛渗透、应用和衍生，它促进了制造技术的蓬勃发展，改变了现代企业的产品结构、生产方式、生产工艺和装备以及生产组织结构。 1.2数字化设计制造的内涵 数字化设计制造技术是改造传统产业, 实现产业升级的有力武器。为了实现技术创新, 改造传统制造技术, 需吸收数字化技术, 采用数字化装置通过计算机对产品制造过程进行控制, 实现数字化传递。 按照产品的生命周期过程，数字化设计制造的内涵包括下面的内容：数字化设计制造在产品生命周期的创新和设计阶段，采用的是3D CAD实体造型和基于模型的产品定义MBD，以及在3D模型和基于模型定义基础上的各类对产品自身性能的仿真技术。数字化设计技术利用数字化的产品建模、仿真、多学科综合优化、虚拟样机以及信息集成与过程集成等技术和方法，完成产品的概念设计、工程与结构分析、结构性能优化、工艺设计与数控编程。数字化设计可以实现机械装备的优化设计、提高开发决策能力、加速产品开发过程、缩短研制周期、降低研制成本。具体过程如：图一表示数字化设计内涵、图二表示数字化制造内涵 图一表示数字化设计内涵 图二表示数字化制造内涵 在设计制造业拥有数字化技术比重逐年上升，数字化设计制造将日益成为制造业优质、低成本、快速响应市场需求的主流制造技术。此外，随着社会的发展,人们生活质量的提高，人们对产品精度、可靠性的要求也越来越高，将数字化技术注入产品是提高产品精度和可靠性的有效途径。数字化产品既直观又方便，便于与计算机连接，通过计算机控制产品进行信息处理，实现信息传递。 在激烈的市场竞争中人们对机械产品和耐久消费产品如机床、汽车、家用电器等的要求越来越高，除性能、质量和价格外，还要求产品更加多样化、个性化，产品的生产规模由大批量向多品种小批量方向发展，采用数字化制造技术不仅能够满足这种需求趋势，还能够快速响应市场。 二数字化设计制造的关键技术 随着计算机技术的发展，数字化设计制造技术在制造业中的应用越来越广泛。近年来，信息技术不断地与设计制造技术相融合，使设计制造业日益走向数字化。数控技术方面已开发出了具有自主版权的四种数控系统和一批数控机床，这些技术的进步促进了数字化制造技术与产品的发展，它不仅是制造过程的革命，也是产品的制造技术的革新。 在数字化设计制造技术的发展过程中，有着其一系列的关键技术和核心技术。主要有如下几点： （1）关键技术：①制造过程的建模与仿真是在一台计算机上用解析或数值的方法表达或建模制造过程。建模通常基于制造工艺本身的物理和化学知识，并为实验所验证。目前，仿真与建模