數(shù)字化制造是指在數(shù)字化技術(shù)和制造技術(shù)融合的背景下，并在虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、快速原型、數(shù)據(jù)庫(kù)和多媒體等支撐技術(shù)的支持下，根據(jù)用戶的需求，迅速收集資源信息，對(duì)產(chǎn)品信息、工藝信息和資源信息進(jìn)行分析、規(guī)劃和重組，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和功能的仿真以及原型制造。進(jìn)而快速生產(chǎn)出達(dá)到用戶要求性能的產(chǎn)品整個(gè)制造全過(guò)程。

數(shù)字化制造定義的內(nèi)涵數(shù)字化制造就是指制造領(lǐng)域的數(shù)字化，它是制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與管理科學(xué)的交叉、融和、發(fā)展與應(yīng)用的結(jié)果，也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)與生產(chǎn)過(guò)程、生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的必然趨勢(shì)。

數(shù)字化制造主要內(nèi)容

1、CAD---計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

CAD在早期是英文Computer Aided Drawing (計(jì)算機(jī)輔助繪圖)的縮寫，隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的發(fā)展，人們逐步的認(rèn)識(shí)到單純使用計(jì)算機(jī)繪圖還不能稱之為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。真正的設(shè)計(jì)是整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，它包括產(chǎn)品的構(gòu)思、功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、加工制造等，二維工程圖設(shè)計(jì)只是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的一小部分。于是CAD的縮寫由Computer Aided Drawing改為 Computer Aided Design，CAD也不再僅僅是輔助繪圖，而是協(xié)助創(chuàng)建、修改、分析和優(yōu)化的設(shè)計(jì)技術(shù)。

2、CAE---計(jì)算機(jī)輔助工程分析

CAE (Computer Aided Engineering)通常指有限元分析和機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析。有限元分析可完成力學(xué)分析(線性.非線性.靜態(tài).動(dòng)態(tài))；場(chǎng)分析(熱場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等)；頻率響應(yīng)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等。機(jī)構(gòu)分析能完成機(jī)構(gòu)內(nèi)零部件的位移、速度、加速度和力的計(jì)算，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)模擬及機(jī)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化。

3、 CAM---計(jì)算機(jī)輔助制造

CAM（Computer Aided Manufacture）是計(jì)算機(jī)輔助制造的縮寫，能根據(jù)CAD模型自動(dòng)生成零件加工的數(shù)控代碼，對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬、同時(shí)完成在實(shí)現(xiàn)加工時(shí)的干涉和碰撞檢查。CAM系統(tǒng)和數(shù)字化裝備結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化生產(chǎn)，為CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。CAM中最核心的技術(shù)是數(shù)控技術(shù)。通常零件結(jié)構(gòu)采用空間直角坐標(biāo)系中的點(diǎn)、線、面的數(shù)字量表示，CAM就是用數(shù)控機(jī)床按數(shù)字量控制刀具運(yùn)動(dòng)，完成零件加工。

4、 CAPP---計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃

世界上最早研究CAPP的國(guó)家是挪威，始于1966年，并于1969年正式推出世界上第一個(gè)CAPP系統(tǒng)AutoPros，并于1973年正式推出商品化AutoPros系統(tǒng)。美國(guó)是60年代末開始研究CAPP的，并于1976年由CAM-I公司推出頗具影響力的CAP-I's Automated Process Planning系統(tǒng)。

5、PDM---產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)管理

隨著CAD技術(shù)的推廣，原有技術(shù)管理系統(tǒng)難以滿足要求。在采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以前，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝和經(jīng)營(yíng)管理過(guò)程中涉及到的各類圖紙、技術(shù)文檔、工藝卡片、生產(chǎn)單、更改單、采購(gòu)單、成本核算單和材料清單等均由人工編寫、審批、歸類、分發(fā)和存檔，所有的資料均通過(guò)技術(shù)資料室進(jìn)行統(tǒng)一管理。自從采用計(jì)算機(jī)技術(shù)之后，上述與產(chǎn)品有關(guān)的信息都變成了電子信息。簡(jiǎn)單地采用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬原來(lái)人工管理資料的方法往往不能從根本上解決先進(jìn)的設(shè)計(jì)制造手段與落后的資料管理之間的矛盾。要解決這個(gè)矛盾，必須采用PDM技術(shù)。

PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）是從管理CAD/CAM系統(tǒng)的高度上誕生的先進(jìn)的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)軟件。它管理的是產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的全部數(shù)據(jù)。工程技術(shù)人員根據(jù)市場(chǎng)需求設(shè)計(jì)的產(chǎn)品圖紙和編寫的工藝文檔僅僅是產(chǎn)品數(shù)據(jù)中的一部分。PDM系統(tǒng)除了要管理上述數(shù)據(jù)外，還要對(duì)相關(guān)的市場(chǎng)需求、分析、設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中的全部更改歷程、用戶使用說(shuō)明及售后服務(wù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一有效的管理。PDM關(guān)注的是研發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。

6、ERP---企業(yè)資源計(jì)劃

企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)，是指建立在信息技術(shù)基礎(chǔ)上，對(duì)企業(yè)的所有資源（物流、資金流、信息流、人力資源）進(jìn)行整合集成管理，采用信息化手段實(shí)現(xiàn)企業(yè)供銷鏈管理，從而達(dá)到對(duì)供應(yīng)鏈上的每一環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理。

ERP系統(tǒng)集中信息技術(shù)與先進(jìn)的管理思想于一身，成為現(xiàn)代企業(yè)的運(yùn)行模式，反映時(shí)代對(duì)企業(yè)合理調(diào)配資源，最大化地創(chuàng)造社會(huì)財(cái)富的要求，成為企業(yè)在信息時(shí)代生存、發(fā)展的基石。在企業(yè)中，一般的管理主要包括三方面的內(nèi)容：生產(chǎn)控制（計(jì)劃、制造）、物流管理（分銷、采購(gòu)、庫(kù)存管理）和財(cái)務(wù)管理（會(huì)計(jì)核算、財(cái)務(wù)管理）。

7、RE---逆向工程技術(shù)

對(duì)實(shí)物作快速測(cè)量，并反求為可被3D軟件接受的數(shù)據(jù)模型，快速創(chuàng)建數(shù)字化模型（CAD）。進(jìn)而對(duì)樣品進(jìn)而作修改和詳細(xì)設(shè)計(jì)，達(dá)到快速開發(fā)新產(chǎn)品的目的。屬于數(shù)字化測(cè)量領(lǐng)域。

8、RP---快速成型

快速成型（Rapid Prototyping）技術(shù)是90年代發(fā)展起來(lái)的，被認(rèn)為是近年來(lái)制造技術(shù)領(lǐng)域的一次重大突破，其對(duì)制造業(yè)的影響可與數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)相媲美。RP系統(tǒng)綜合了機(jī)械工程、CAD、數(shù)控技術(shù)，激光技術(shù)及材料科學(xué)技術(shù)，可以自動(dòng)、直接、快速、精確地將設(shè)計(jì)思想物化為具有一定功能的原型或直接制造零件，從而可以對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行快速評(píng)價(jià)、修改及功能試驗(yàn)，有效地縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期。

發(fā)展方向

1、利用基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造

在CAD/CAM應(yīng)用過(guò)程中，利用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)并行工程，可以極大地提高產(chǎn)品開發(fā)的效率和質(zhì)量，企業(yè)通過(guò)PDM可以進(jìn)行產(chǎn)品功能配置，利用系列件、標(biāo)準(zhǔn)件、借用件、外購(gòu)件以減少重復(fù)設(shè)計(jì)，在PDM環(huán)境下進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造，通過(guò)CAD/CAE/CAPP/CAM等模塊的集成，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品無(wú)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和全數(shù)字化制造。

2、CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM技術(shù)與企業(yè)資源計(jì)劃、供應(yīng)鏈管理、客戶關(guān)系管理相結(jié)合，形成制造企業(yè)信息化的總體構(gòu)架

CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM技術(shù)主要用于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝和制造過(guò)程及其管理的數(shù)字化；企業(yè)資源計(jì)劃ERP是以實(shí)現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)、供、銷、人、財(cái)、物的管理為目標(biāo)；供應(yīng)鏈管理SCM用于實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部與上游企業(yè)之間的物流管理；客戶關(guān)系管理CRM可以幫助企業(yè)建立、挖掘和改善與客戶之間的關(guān)系。上述技術(shù)的集成，可以整合企業(yè)的管理，建立從企業(yè)的供應(yīng)決策到企業(yè)內(nèi)部技術(shù)、工藝、制造和管理部門，再到用戶之間的信息集成，實(shí)現(xiàn)企業(yè)與外界的信息流、物流和資金流的順暢傳遞，從而有效地提高企業(yè)的市場(chǎng)反應(yīng)速度和產(chǎn)品開發(fā)速度，確保企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)。

3、虛擬設(shè)計(jì)、虛擬制造、虛擬企業(yè)、動(dòng)態(tài)企業(yè)聯(lián)盟、敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)制造以及制造全球化，將成為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)發(fā)展重要方向

虛擬設(shè)計(jì)、虛擬制造技術(shù)以計(jì)算機(jī)支持的仿真技術(shù)為前提，形成虛擬的環(huán)境、虛擬設(shè)計(jì)與制造過(guò)程、虛擬的產(chǎn)品、虛擬的企業(yè)，從而大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的一次成功率。特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，企業(yè)通過(guò)國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)和內(nèi)部網(wǎng)，組建動(dòng)態(tài)聯(lián)盟企業(yè)，進(jìn)行異地設(shè)計(jì)、異地制造，然后在最接近用戶的生產(chǎn)基地制造成產(chǎn)品。

4、以提高對(duì)市場(chǎng)快速反應(yīng)能力為目標(biāo)的制造技術(shù)將得到超速發(fā)展和應(yīng)用

瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)促使交貨期成為競(jìng)爭(zhēng)力諸多因素中的首要因素。為此，許多與此有關(guān)的新觀念、新技術(shù)在21世紀(jì)將得到迅速的發(fā)展和應(yīng)用。其中有代表性的是：并行工程技術(shù)、模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)、快速原型成形技術(shù)、快速資源重組技術(shù)、大規(guī)模遠(yuǎn)程定制技術(shù)、客戶化生產(chǎn)方式等。

5、制造工藝、設(shè)備和工廠的柔性、可重構(gòu)性將成為企業(yè)裝備的顯著特點(diǎn)

先進(jìn)的制造工藝、智能化軟件和柔性的自動(dòng)化設(shè)備、柔性的發(fā)展戰(zhàn)略構(gòu)成未來(lái)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的軟、硬件資源；個(gè)性化需求和不確定的市場(chǎng)環(huán)境，要求克服設(shè)備資源沉淀造成的成本升高風(fēng)險(xiǎn)，制造資源的柔性和可重構(gòu)性將成為21世紀(jì)企業(yè)裝備的顯著特點(diǎn)。將數(shù)字化技術(shù)用于制造過(guò)程，可大大提高制造過(guò)程的柔性和加工過(guò)程的集成性，從而提高產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量和效率，增強(qiáng)工業(yè)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。