数字化设计及制造第1章概述

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制造业 地位
2.必要性问题
一个国家经济发展的支柱 国民经济收入的重要来源 工业经济年代经济增长的“发动机” 一个国家经济强大、经济腾飞的重要基础
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现代制造业面临的挑战
美国 ❖ 先进制造技术计划：1994年预算14亿美元，围绕“智
✓ 在2012年财年，美国增加了国家科学基金、国家标准和技术研究院、实验室等重 要科学部门预算，用于支持开发先进制造技术；另一方面，美国也致力于加快高 科技成果的产业化，2012年，美国启动先进制造技术公会项目，旨在采用公私合 作伙伴方式来增加制造业研发投资，缩短从创新到投放市场的周期
能制造系统”、“集成工具”、“基础设施建设”三 个重点领域开展研究； ❖ 制造技术中心计划：在一个地区设立一个制造技术中 心，建立技术拥有者与需要者之间的桥梁，为中小企 业展示新制造技术和装备、组织培训、帮助企业了解 和选用最新技术和装备。
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现代制造业面临的挑战
在22个工业大类行业中，我国在7个大类中名列第一，220多种工业品 产量居世界第一位，其中，粗钢、电解铝、水泥、精炼铜、船舶、计 算机、空调、冰箱等产品产量都超过世界总产量的一半。2010年我国 制造业产出占世界的比重为19.8%，超过美国成为全球制造业第一大国
与此同时，2010年我国一次性能源消费量达到24.3亿吨油当量（35.37 亿吨标准煤），占全球的20.3%，超过美国的19%，成为世界能源消费 第一大国
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主讲： 彭育辉
pengyuhui@fzu.edu.cn
内容提纲
一、 数字化设计与制造概述 二、产品数字化造型技术 三、数字化仿真技术 四、逆向工程 五、数字化制造技术 六、快速原型制造 七、先进生产制造模式
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参考书籍
1、苏春. 数字化设计与制造(第2版)，机械工业出版社，2009.12 2、杨海成. 数字化设计制造技术基础，西北工业大学出版社，2007.1 3、刘溪涓等. 数字化设计制造应用技术基础，机械工业出版社，2009.7 4、金涛,童水光. 逆向工程技术,机械工业出版社，2003.8 5、肖田元等. 虚拟制造，清华大学出版社，2004.8 6、刘伟军. 快速成型技术及应用,机械工业出版社，2005.1 7、杜平安等. CAD/CAE/CAM方法与技术，清华大学出版社，2010.3
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现代制造业面临的挑战
美国
✓ 美国开始反思自己的经济增长模式，提出了“再工业化”战略。奥巴马认为，美 国经济要转向可持续的增长模式，即制造业增长和出口推动型增长。
✓ 值得注意的是，此次美国制造业的回归并不是全面回归，美国的选择路径也是将 制造业战略重点主要集中在纳米技术、新能源电池、新材料、生物技术、新一代 微电子技术、智能机器人等高端制造业
化设计制造---重点研究数字化设计制造集成技术，建立若 干行业的产品数字化和智能化设计制造平台。开发面向产品 全生命周期的、网络环境下的数字化、智能化创新设计方法 及技术，计算机辅助工程分析与工艺设计技术，设计、制造 和管理的集成技术。
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2.必要性问题
❖ 现代制造业面临的挑战：制造业作为我国的基础产业，超过 三分之一的国民生产总值由制造业创造，工业的税收90%在 制造业，约90%的工业就业岗位依靠制造业提供。 （路甬祥. 中国制造科技的现状与发展）
三大产业
农林牧业,工业，服务业
农林牧业
农业、林业、蓄禽业、水产业
工业 （52%）
服务业
制造业、建筑业、采掘业以及电力 、煤气、水的生产供应业
商业、金融、房地产、经贸等
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工业的地位
2011年，我国实现全部工业增加值约18.86万亿元，是2002年的2.7倍， 年均增长率达到11.7%。工业占国内生产总值的比重保持在40%左右， 对经济增长的贡献率接近50%。
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内容提纲
一、数字化设计与制造概述 二、产品数字化造型技术 三、数字化仿真技术 四、逆向工程 五、数字化制造技术 六、快速原型制造 七、先进生产制造模式
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一.数字化设计与制造概述
1、基本概念 2、必要性问题 3、历史、现状与发展趋势 4、应用案例
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1.基本概念
❖ 数字化(Digitalization)：利用数字技术对传统的技术内 容和技术体系进行改造的进程。
❖ 数字化设计(Digital Design,DD)：通过数字化的手段来 改造传统的产品设计方法，建立一套基于数值计算方法、 计算机软硬件技术、网络传输技术、信息处理技术的专门 支持产品开发和生产的全过程的设计方法和相关技术。
❖ 数字化制造(Digital Manufacturing,DM)：对制造过程和 设备进行数字化定义和描述，通过网络环境下的计算机控 制实现产品加工制造的过程。
(杨海成：《数字化设计制造基础》p13)
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1.基本概念
❖ 数字化设计内涵：以计算机辅助设计CAD，计算机辅助工程 CAE为基础。
❖ 数字化制造内涵：以计算机辅助制造CAM为基础。
典 型 的 产 品 开 发 周 期
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2.必要性来自百度文库题
❖ 国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）：
5．制造业--制造业是国民经济的主要支柱。我国是世界制 造大国，但还不是制造强国；优先主题 (27)数字化和智能
美国
2011年11月，美国政府启动“先进制造伙伴（AMP），推出振兴先进制造业 计划。该计划是一项全国性行动，旨在通过产业界、大学和联邦政府的 携手合作、共同努力，对能够创造制造业就业机会和提高美国全球竞争 力的一些新兴技术（尤其是在关系国家安全的关键行业）进行投资。 这项预计耗资5亿美元的计划将使用各联邦机构现有的资金和未来 的拨款，推动一些先进制造技术（如小型高性能电池、先进复合材料、 金属加工、生物制造和替代工程）的创新。该计划的目标是：加强对国 防至关重要的关键产业；奠定美国对下一代机器人的领导地位；提高制 造业的能源效率；以及开发有助于提高生产效率的新技术。