数字化仿真技术
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
数字化制造与仿真 Digital manufacturing and simulation
姓名：杨波 学号：140710552
C
ONTENTS
目录
01
The definition and connotation Status and development
01
The connotation and development The classification and advantage
“数字化制造”代表所有基于 3D模型的产品和工艺定义的、用于产品生命周期各 个阶段的设计、仿真和实现技术的集合。按照产品的生命周期过程，数字化制造 的内涵包括下面的内容：
☆数字化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 （MBDefinition ），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； ☆在产品生命周期的工艺设计阶段，采用的数字化技术是“数字制造（Digital Manufacturing ）”即制造过程管理Manufacturing Process Management，MPM， 其中包括了基于 3D模型的过程设计、各种工艺过程和装配的仿真、工厂或车间配 置及流转的仿真、人体工程学的仿真等。数字化进程仍旧停留在计算机的虚拟环 境之中。 ☆产品生命周期的制造阶段使用的数字化技术是“数字化工厂 Digitalized Factory”。数字化工厂将来自数字制造的产品的3D数字模型定义和经过仿真优化 的制造过程，以MBI的形式发布给制造作业的各类操作者。在制造作业中，操作者 也用数字化的手段和装置向上层业务过程反馈数字化的作业状态信息。
80年代末期到现 在，出现了在机 械、航空航天、 汽车、造船等领 域广泛应用的 CAD/CAM 一体化 三 维 软 件 如 CATIA,IDEAS,Po r/E,MASTERCA M,等。
由于支撑数字化制造技术的软硬件主要来源于美国、欧洲和日本，国内在数 字化制造技术的应用非常有限，目前还处于转型期，大部分企业已经实现了 产品的数字化设计(2D、3D产品设计)和车间现场的数字化生产(数控机床、机 器人等)，对于承上启下的工艺部门的数字化工作，部分企业已经开始实施， 但还远不如数字化设计那么深入。主要局限于汽车制造和飞机制造等极少数 领域。
至今源自文库
90年代 80年代
出 现 了 CIMS( 计算机 集成制造系 统)，使波音 公司的飞机在 设计、制造和 管理的时间由 原先的八年缩 短到三年。 发 展 起 来 的 RP(快速成型技 术 ) ，可以对产 品进行快速评 价、修改及功 能试验，有效 地缩短了开发 产品的时间。
60, 70年代
19世纪50年代
1. The definition and connotation of digital manufacturing
数字化时代来临的标志是信息技术的越来越普及，特别是在智能领域的应 用越来越多。数字化技术是软件和智能技术的基础，是高科技公司赖以生存的 核心技术。先进制造技术的应用，拓展了许多制造的新方法和新工艺。数字化 技术和先进制造技术的结合，给中国的制造业带来巨大的冲击。 数字化制造的术语性定义:数字化制造就是指在虚拟现实、计算机网络、 快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下，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以及原型制造，进而快速生产出达到用户要求性 能的产品整个制造全过程。 从数字化制造的术语性定义中，可以发现，数字化制造定义的内涵包括 以下三方面: 1)设计数字化。在虚拟环境中，可以实现装配过程仿真，数字预装配， CAM，以及结构分析、管路分析、强度分析等等; 2)制造装备数字化。成套装备的集成，包括数字化创新设计、数字化工 艺、数字化特种控制和数字化检测，主要应用的领域有:汽车制造装备、船舶 制造装备、电子制造装备、军工制造装备、轻工制造装备等等; 3)管理数字化。制造、工程、用户和供应商的集成。
数字化工厂是从虚拟环境中接收和反馈3D制造信息的现实工厂
☆产品生命周期的维修阶段，采用“数字化支持维修 Digitalized Sustainment ”，它的内容与数字化工厂相近。在产品和工艺开发过 程创建的模型和模拟直接在整个产品生命周期的各个阶段使用，给用 户和支持维护人员提供不断向下游传递的 3D模型和数据。企业价值链 成员将使用真实世界的效果和维护/维修/故障数据来评估产品和工艺 的集成作业环境，反馈给产品设计，进行产品设计的改进。维护和支 持阶段应用的数字化技术有：基于模型的产品监控 Model-Based Monitoring of Product ；基于模型的维护Model-Based Maintenance ；基于模型的用户和维修人员的培训 Model-Based Training等。
02
02
focus of study 03 core and supporting technology application value 04 and development prospects
03 The basic steps
04
Software description
数字化制造技术
Digital manufacturing technology
由于虚拟样机技术的主要研究者是高等学校，因此它与工程实际还有很大的 差距，而造成今天这种局面的主要原因是国外对其核心技术和关键技术的技 术垄断，我国很难通过技术转让直接获取，而能够成为真正数字化工厂的又 少之又少。近些年，国内不断涌现出这类技术型的企业，如华为、海尔、美 的、中兴等等。只有掌握核心技术的企业，才能在未来的数字化制造领域占 领一席之地。
在产品生命周期不同阶段使用的数字技术和系统
2.Status and development of digital manufacturing technology
美国MIT发明了 NC机床和CAM 处理系统APT系 统，K&T公司研 制成功了带ATC 的加工中心和 UT公司研制成 功了带自动换 刀方式的世界 上第一台加工 中心。 CAD 软件 ( 二 维绘图和三 维造型 ) 的出 现和 FMS( 柔 性化制造系 统 ) 系统的出 现 ， 以 及 CAD/CAM 系 统的发展。
姓名：杨波 学号：140710552
C
ONTENTS
目录
01
The definition and connotation Status and development
01
The connotation and development The classification and advantage
“数字化制造”代表所有基于 3D模型的产品和工艺定义的、用于产品生命周期各 个阶段的设计、仿真和实现技术的集合。按照产品的生命周期过程，数字化制造 的内涵包括下面的内容：
☆数字化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 （MBDefinition ），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； ☆在产品生命周期的工艺设计阶段，采用的数字化技术是“数字制造（Digital Manufacturing ）”即制造过程管理Manufacturing Process Management，MPM， 其中包括了基于 3D模型的过程设计、各种工艺过程和装配的仿真、工厂或车间配 置及流转的仿真、人体工程学的仿真等。数字化进程仍旧停留在计算机的虚拟环 境之中。 ☆产品生命周期的制造阶段使用的数字化技术是“数字化工厂 Digitalized Factory”。数字化工厂将来自数字制造的产品的3D数字模型定义和经过仿真优化 的制造过程，以MBI的形式发布给制造作业的各类操作者。在制造作业中，操作者 也用数字化的手段和装置向上层业务过程反馈数字化的作业状态信息。
80年代末期到现 在，出现了在机 械、航空航天、 汽车、造船等领 域广泛应用的 CAD/CAM 一体化 三 维 软 件 如 CATIA,IDEAS,Po r/E,MASTERCA M,等。
由于支撑数字化制造技术的软硬件主要来源于美国、欧洲和日本，国内在数 字化制造技术的应用非常有限，目前还处于转型期，大部分企业已经实现了 产品的数字化设计(2D、3D产品设计)和车间现场的数字化生产(数控机床、机 器人等)，对于承上启下的工艺部门的数字化工作，部分企业已经开始实施， 但还远不如数字化设计那么深入。主要局限于汽车制造和飞机制造等极少数 领域。
至今源自文库
90年代 80年代
出 现 了 CIMS( 计算机 集成制造系 统)，使波音 公司的飞机在 设计、制造和 管理的时间由 原先的八年缩 短到三年。 发 展 起 来 的 RP(快速成型技 术 ) ，可以对产 品进行快速评 价、修改及功 能试验，有效 地缩短了开发 产品的时间。
60, 70年代
19世纪50年代
1. The definition and connotation of digital manufacturing
数字化时代来临的标志是信息技术的越来越普及，特别是在智能领域的应 用越来越多。数字化技术是软件和智能技术的基础，是高科技公司赖以生存的 核心技术。先进制造技术的应用，拓展了许多制造的新方法和新工艺。数字化 技术和先进制造技术的结合，给中国的制造业带来巨大的冲击。 数字化制造的术语性定义:数字化制造就是指在虚拟现实、计算机网络、 快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下，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以及原型制造，进而快速生产出达到用户要求性 能的产品整个制造全过程。 从数字化制造的术语性定义中，可以发现，数字化制造定义的内涵包括 以下三方面: 1)设计数字化。在虚拟环境中，可以实现装配过程仿真，数字预装配， CAM，以及结构分析、管路分析、强度分析等等; 2)制造装备数字化。成套装备的集成，包括数字化创新设计、数字化工 艺、数字化特种控制和数字化检测，主要应用的领域有:汽车制造装备、船舶 制造装备、电子制造装备、军工制造装备、轻工制造装备等等; 3)管理数字化。制造、工程、用户和供应商的集成。
数字化工厂是从虚拟环境中接收和反馈3D制造信息的现实工厂
☆产品生命周期的维修阶段，采用“数字化支持维修 Digitalized Sustainment ”，它的内容与数字化工厂相近。在产品和工艺开发过 程创建的模型和模拟直接在整个产品生命周期的各个阶段使用，给用 户和支持维护人员提供不断向下游传递的 3D模型和数据。企业价值链 成员将使用真实世界的效果和维护/维修/故障数据来评估产品和工艺 的集成作业环境，反馈给产品设计，进行产品设计的改进。维护和支 持阶段应用的数字化技术有：基于模型的产品监控 Model-Based Monitoring of Product ；基于模型的维护Model-Based Maintenance ；基于模型的用户和维修人员的培训 Model-Based Training等。
02
02
focus of study 03 core and supporting technology application value 04 and development prospects
03 The basic steps
04
Software description
数字化制造技术
Digital manufacturing technology
由于虚拟样机技术的主要研究者是高等学校，因此它与工程实际还有很大的 差距，而造成今天这种局面的主要原因是国外对其核心技术和关键技术的技 术垄断，我国很难通过技术转让直接获取，而能够成为真正数字化工厂的又 少之又少。近些年，国内不断涌现出这类技术型的企业，如华为、海尔、美 的、中兴等等。只有掌握核心技术的企业，才能在未来的数字化制造领域占 领一席之地。
在产品生命周期不同阶段使用的数字技术和系统
2.Status and development of digital manufacturing technology
美国MIT发明了 NC机床和CAM 处理系统APT系 统，K&T公司研 制成功了带ATC 的加工中心和 UT公司研制成 功了带自动换 刀方式的世界 上第一台加工 中心。 CAD 软件 ( 二 维绘图和三 维造型 ) 的出 现和 FMS( 柔 性化制造系 统 ) 系统的出 现 ， 以 及 CAD/CAM 系 统的发展。