數字化設計與先進制造技術精選(九篇)

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第1篇：數字化設計與先進制造技術范文

總體上看，航天生產制造信息化已取得了顯著的成效，計算機輔助工藝規劃、數控加工、設備管理、生產計劃和質量管理等軟件系統在航天制造企業中應用廣泛，實現了生產任務、設備資源等重要信息的管理，提升了航天生產制造能力。但我們仍存在著設計制造過程沒有打通、生產設備聯網率低、基礎信息采集困難、缺乏生產過程信息化的標準規范以及制造模式缺乏柔性等諸多問題。推進生產制造信息化，構建航天數字化制造體系，已經成為航天企業應對當前挑戰和順應未來發展的必然選擇。

天津火箭公司坐落于天津經濟技術開發區西區，西距天津市區約28公里，東距濱海新區中心約18公里，注冊資金5000萬元，占地1700余畝，建筑面積30000余平方米。天津火箭公司是航天科技集團和中國運載火箭技術研究院明確定位的運載火箭產業化發展平臺，未來將發展成為濱海新區先進制造業的代表，成為國內一流、國際知名的大型航天制造企業。

天津火箭公司的主要產品——新一代運載火箭以五米直徑芯級模塊基本型為代表，綜合性能達到國際一流水平，能夠滿足我國未來30至50年發展空間技術及和平利用空間的需要。天津火箭公司研制生產的運載火箭系列產品受軍工行業性質所限，主導產品加工制造技術幾乎全部為企業自主研發，企業將具備非常突出的技術研發能力。

作為打造航天數字化制造新體系的排頭兵以及中國運載火箭技術研究院二次創業市場化轉型的基地和窗口，天津火箭公司早在建設初期就提出了“新一代、新模式、新標準、新跨越”的目標。公司自成立以來，在思想創新、轉變模式的同時，一直在用“兩化融合”解讀并踐行著“新一代、新模式、新標準、新跨越”這“四新”目標。

新一代

“大火箭”又名“五號”運載火箭，是我國完全自主研制的“新一代”大推力運載火箭，也是我國目前最大的在制火箭。從2008年制造廠房開始建設，到2015年首飛，只有短短的7年時間。在這期間要完成產品總體設計、分系統設計、工藝研發、廠房建設、裝備研制、產品制造、產品試驗、發射基地建設等一系列復雜而系統的工作，如果基于傳統的研制方式，這基本上是一項不可能完成的任務。

為了確保首飛節點的后墻不倒，大火箭在研制初期就引入了世界先進的全數字化設計、數字化制造的理念。采用三維數字化設計技術，變實物模裝為數字化模裝。利用異地協同數字化技術，將西安的發動機、上海的火箭助推、北京的芯級和總體等系統進行充分融合，大大降低了各系統間互不匹配問題的發生。首次建立產品研制IPT團隊，在產品設計的同時，就充分利用三維模型進行仿真驗證，使工藝研發、廠房建設、裝備研制、發射基地建設等工作能夠并行開展。正是數字化理念的引入，使得大火箭的研制費用和周期大大縮短，而且還對提高產品的設計可靠性起到了十分巨大的作用。據初步估算，三維數字化技術在大火箭上的應用，至少縮短50%的研制周期。因此，“新一代”大火箭不僅僅只是體現在它的外表，更是體現于它的內在。

新模式

數字化信息化不僅僅是一項技術手段的進步，它們所帶來的是一場深刻的技術與管理革命，更開創了一種新型的生產制造方式。大火箭也深諳此道，將數字化信息化發展與創新作為企業的核心競爭能力提升的重要推進力，推動企業生產管理模式的深度變革。

之于大火箭，新模式可以從兩方面來理解，一是基于三維的數字化制造模式的創新；二是基于信息化精細、透明、高效管理模式的創新。圍繞數字化制造與信息化管理兩條主線，搭建起了數字化制造平臺與信息化管理平臺兩大平臺。

數字化制造平臺，以三維產品數據管理（PDM）系統為核心，利用三維仿真、三維工藝設計、自動化控制、數字化檢測等技術，建立了覆蓋火箭制造全壽命周期的數字化制造體系。解決了三維設計數據向制的遣傳遞、工藝合理性驗證、自動化高效加工、產品在線檢測、多媒體制造現場指導等一系列數字化制造中的核心問題。其中，僅工藝規劃與設計一項的周期就節省了近30%。

信息化管理平臺，以企業制造資源管理（ERP）和制造執行（MES）系統為核心，以企業業務流程綜合管理系統（BPM）為引擎，建立了能夠覆蓋人力資源、財務管理、計劃生產、物資流轉、現場執行以及質量管理等一系列貼合企業實際且高度集成的業務管理系統。企業搭建信息化管理平臺的目的就是以信息系統為帶動，使企業經營管理的過程更為透明、順暢，信息的反饋與指令下達過程更為快捷，從而促進企業管理模式向扁平化、精細化轉型。

新標準

隨著公司數字化研制模式的轉變以及企業先進制造技術的應用，對公司制造水平、經營能力和人才隊伍也提出了新的要求。新標準是對火箭制造工藝、質量管理、精密生產的更高要求，也是對公司人才隊伍業務能力、綜合素質的更高要求。

在公司“兩化融合”建設的高標準要求和火箭制造工藝和質量新標準要求的共同推動下，提出建立“數字化（工藝仿真）一流程化，規范化一定量表達”的技術文件標準規范，最終建立“工藝流程一現場操作一過程記錄一輔助（智能）評判”同步顯示系統。公司開發實施了質量過程管理系統、無損檢測信息系統和數字化精密測量系統等生產應用系統，為新標準的踐行實施提供了技術支撐。

新跨越

隨著IT信息技術的高速發展，傳統制造業在信息化的助力下也面臨著空前的發展機遇，航天制造業利用信息化技術已經初步建立了數字化生產制造模式，實現了傳統制造的跨越。大火箭在構建航天科技工業新體系的大背景下，由傳統生產型制造向“制造超市”式的服務型制造輕型將是新跨越發展的主旋律。

第2篇：數字化設計與先進制造技術范文

近日，“中關村未來制造業產業技術國際創新戰略聯盟”成立大會在中國工程院舉行。該聯盟是在北京市人民政府支持下，由中關村管委會指導，機械科學研究總院、數碼大方、京城控股、北新建材、優納科技等34家核心企業和院所發起成立，聯盟的成立旨在落實十推動先進制造業健康發展的精神，緊抓第三次工業革命歷史機遇，將中關村打造成為引領未來制造業制高點的重要舉措。

中關村未來制造業聯盟總體目標是以科技創新為驅動，打造未來制造業新技術、新裝備的研發平臺和推廣平臺，主要針對數字化設計、智能制造、新材料等進行研發攻關和集成創新，形成一批具有對行業和北京市發展起支撐作用的重大成果，打造代表我國制造業發展水平的創新型企業群體，形成具有參與國際競爭力的戰略性新興產業集群。

第三次工業革命的特征是數字化設計制造及新材料、新能源、新裝備，利用互聯網和物聯網為基礎的協作模式，實現全球范圍的能源存儲、運輸及小批量、個性化、智能化生產。中關村在未來制造業主要產業鏈環節已經具備較好的基礎，產業融合態勢及個性化定制生產的新興業態在中關村初現端倪。聯盟充分發揮中關村優勢，匯聚了在數字化設計、智能制造和新材料等行業上下游的科技技術領先企業：在數字化設計和智能制造領域，數碼大方（CAXA）已經在三維設計和PLM市場取得了領先優勢，已成為最大的國產工業軟件供應商；在制造和新材料應用領域，北京航空航天大學、機械科學研究總院等已獲得快速成型等智能裝備的技術突破，優納科技生產的基于圖像識別技術的質量檢測機器人已使用在蘋果產品生產線上，太爾時代生產的3D打印設備已取得一定市場份額。

作為聯盟發起單位，北京數碼大方科技股份有限公司（CAXA）總裁雷毅博士向記者介紹，聯盟的成立將對中國新型工業和國產工業軟件發展起到良好的推動作用，將成為企業共同投入解決技術、市場、資本、知識產權、品牌等共性問題和獲取外部資源的有效平臺，同時聯盟將在整合資源、提升企業創新能力、增強產業集群的聯動效應、促進產業發展、推動中國制造業轉型等方面發揮著重要作用。

第3篇：數字化設計與先進制造技術范文

起源于世界著名學府劍橋大學的Delcam，經過30多年的高速發展，其解決方案已經橫跨產品設計、模具設計、產品加工、模具加工、逆向工程、藝術設計與雕刻加工、質量檢測和協同合作管理等應用領域。多年來，Delcam一直堅持不懈地致力于加工制造和工藝研究，而新技術的研發一直是Delcam發展的重中之重，在此次展會上的新版本依舊沒有讓用戶失望：Delcam除了展示了數字化設計、加工和檢測方案外，還向觀眾重點介紹了全新的高速初加工策略――Vortex旋風銑。

Delcam中國區技術總監翟萬略介紹道，這是Delcam擁有專利的、最新的高速區域清除加工策略，其專門為硬質合金刀具而開發，可最大限度發揮硬質合金刀具的效力，尤其適合于可使用全側刃深切削的模型。旋風銑策略在整個加工過程中控制著刀具的接觸角，始終保持接觸角處于優化狀態，這樣得以在整個刀具路徑中始終保持只有直線運動才能實現的優化過的切削條件，從而縮短加工時間，也能夠得到更穩定的體積切削率和進給率，保護機床和刀具。

同時，Delcam還在展會上重磅推出了P T-MILL for PowerMILL加工包。PT-MILL for PowerMILL加工包是基于PowerMILL的高級定制開發，針對不同企業和不同情況量身打造的專業加工模塊，使企業的核心工藝技術得以傳承。這是Delcam為更好地服務于中國汽車覆蓋件行業而推出的專業加工模塊，旨在固化企業核心工藝，提高企業核心技術競爭力，有助于企業的長遠發展。

第4篇：數字化設計與先進制造技術范文

在會上，西安理工大學陳向平副院長、陜西華拓銷售總監陸佩弘、Delcam西安辦事處銷售經理符威分別向大家介紹了Delcam領先的CADCAM解決方案及學校應用的情況。

此次Delcam數字化先進制造師資培訓班，重點對Delcam PowerSHAPE 、PowerMILL的新功能及軟件優勢進行詳細講解與介紹，通過PowerSHAPE、PowerMILL進行產品造型設計與加工程序編制，并借力陜西華拓的桌面型五軸機床現場完成樣件的多軸加工。陜西華拓是專業從事高檔數控系統和數控機床,主要研制和生產高檔多軸聯動、開放式、全軟件化的第六代數控系統、數控機床，及機床遠程狀態監測及故障診斷系統。

可以說，此次培訓借助Delcam技術力量使相關專業教師能夠結合世界新型前沿制造技術， 掌握當前先進C A D /CAM高端制造工藝以及科研能力。DelcamPowerSHAPE是一套逆向/ 正向混合設計C A D系統，它集實體、曲面和三角形造型建模技術為一體，充分發揮三者混合設計的優勢，同時采用直接建模技術，是概念設計、工業造型、和加工建模的理想工具。全中文Windows用戶界面，智能化光標技術，操作簡便。系統還提供了先進化的模具設計模塊和自動電極設計模塊。Delcam PowerSHAPE已廣泛用于汽車、航空航天、造船、電子電器、模具、醫療、包裝、玩具、制鞋、陶瓷、餐具及等行業。

第5篇：數字化設計與先進制造技術范文

【關鍵詞】民機照明；光學仿真；3D打印

1背景簡介

計算機技術的飛速發展深刻影響了人類社會的生產生活方式。航空產業作為傳統的高研制成本和長周期產業，也在不斷尋求創新與突破，通過積極借用新技術來改進設計方法提高研發效率，壓縮研制成本。傳統的飛機照明設計是不斷設計與驗證的過程，通過結果的迭代不斷逼近設計需求。通過借用以計算機技術為基礎的新技術，可極大提高飛機照明系統的設計效率，降低研發成本。

2光學仿真技術

數字化技術經過幾十年的發展，衍生出了很多的新技術，其中仿真技術的廣泛應用正成為數字化設計技術發展的主要趨勢［1］。照明設計中光學仿真是以數字模型為基礎，賦予數模光學屬性，計算相應的光度學參數。仿真的主要內容包括：照度計算、亮度計算、均勻度計算、人機視覺功效分析等。常用的光學仿真軟件在計算特性方面各有側重，包括SPEOS，Lighttools，Dialux，SPECTER等［2］。SPEOS在人機視覺功效分析等領域走得更前，該軟件集成了多種算法以進行光線追跡。同時，SPEOS軟件內嵌在CatiaV5中，設計者在CATIA中建立的數字模型可在SPEOS中直接賦予光學屬性用于仿真計算，消除了格式轉換引起曲面形狀畸變的風險。若賦予數字模型以真實的材料屬性，包括顏色、材質、表面紋理，再賦予其光學屬性，則可進行人機視覺功效計算，得到逼近于真實視覺效果的仿真結果。

3增材制造技術

隨著計算機技術、自動化技術、新材料技術等多學科的迅速發展和融合，先進制造技術迎來了巨大變革。被冠以引發“第三次工業革命”的增材制造技術正是先進制造技術的典型代表。增材制造技術又稱“3D打印”，是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。其過程是先通過計算機建立數字模型，再將建成的三維模型“分區”成逐層的截面，在打印機中逐層打印。傳統的方法制造出一個零件通常需要數小時到數天，根據零件尺寸以及復雜程度而定，而用三維打印的技術可將時間縮短為數個小時，并且該技術可以制造一些傳統工藝無法制造的零件，從而減少零件的數量，提高系統可靠性，同時實現系統的輕量化設計。

4飛機照明設計方法探究

4.1傳統飛機照明設計方法

基于需求管理的雙V流程是飛機照明設計的基本要求［3］，通過對系統需求的逐層確認和對系統需求的驗證來科學化規范化管理設計流程。簡化的飛機照明系統設計流程如圖1所示。傳統的設計方法是試驗驅動型，依靠后期的試驗進行驗證，容易造成跨階段的更改和設計迭代。在定下初步設計方案之后，設計者往往對方案可實施性的把握不強，在燈光的布置、空間的光能量分布等問題上都存在很大不確定性，設計結果較粗糙。

4.2基于數字化技術的照明設計方法

現階段國產民用飛機設計已實現了基于CATIA的數字化設計。系統數字模型可直接轉化為光學仿真和3D打印的數據源，從設計端和制造端極大提高研發效率。光學仿真可在設計階段仿真燈具傳統的光度學參量，得到傳統計算無法精確得到的光分布，完成過去只能在實物驗證階段進行的人機視覺功效分析，提高了設計質量。仿真完成后詳細設計得出不同方案的產品模型可以利用3D打印技術快速變成實物產品，在物理樣機上進行試驗，實現設計與實物驗證的并行。以某型號民用飛機的駕駛艙閱讀燈優化流程為例，在該優化項中，需要在飛機的側窗框裝飾罩上新增一個閱讀燈，并設計閱讀燈的安裝位置和角度。4.2.1照明需求分析飛行員在飛行過程中需要閱讀航圖，目標照射區為側窗圖表夾區域。可用的安裝位置為目標區域上方窗框裝飾罩處。初步分析該區域模型，然而該區空間狹小，結構復雜，需合理設計安裝位置和角度以減小對原有結構的影響，如圖2所示。4.2.2基于光學仿真的照明設計在本案例中，利用SPEOS軟件進行光學系統仿真設計，其過程分為以下步驟：（1）系統建模：調取側窗框裝飾罩區域以及目標照射區域的相關數模，同時將閱讀燈的數模導入其中。（2）建立光源：SPEOS軟件提供多種光源的建立方式，包括面光源、泛光燈等。通過將閱讀燈的配光文件賦予其出光面，建立光源模型。該模型中包括光通量、色溫、配光等信息。（3）建立物體的光學屬性：將仿真數模賦予光學屬性，分為物體的體屬性和表面屬性，包括物體的表面反射率、體透射率和吸收等。（4）建立仿真探測器：可以根據不同的仿真類型和需求建立不同的探測器，包括光強探測器、照度探測器以及亮度探測器等。本案例中，在圖表夾區域建立照度探測器，經光學仿真會在建立的照度探測器內生成照度分布。（5）仿真結果分析與設計修正：通過光線追跡進行仿真計算后，對探測器內的照度分布結果進行定性或定量的分析。可定性的判斷光照分布區域，也可定量的分析特定點的照度值或者區域平均照度等。當結果不符合設計目標時，修正閱讀燈的安裝位置和角度，重新仿真。經仿真以及位置修正，目標區域的照度分布如圖3所示。在確定燈具的安裝位置和角度之后，根據燈具安裝接口和活動包絡，設計閱讀燈的安裝支架，并對原有結構進行修改以安裝燈具。4.2.3支架制備與試驗驗證通過3D打印技術制備閱讀燈支架試驗件。本案例使用工業級打印機Objet500Connex1，打印方式為噴射可固化液態光敏樹脂材料。設計軟件和打印機之間協作的標準文件格式是STL文件格式。STL文件使用三角面來近似模擬物體的表面，面越小其表面分辨率越高，打印出來的模型更精細。閱讀燈支架試驗件模型如圖4所示。用打印出來的試驗件支架進行裝機和試驗，照明效果如圖5所示。試驗結果表明，閱讀燈能較好的照射側窗圖表夾區域，試驗結果與仿真分析結果相吻合。整個設計到驗證的流程均基于數字化軟件，避免了傳統方法設計中的設計反復以及注塑等方式制備支架的長周期，提高了設計效率。

5結語

利用同時基于CATIA的光學仿真和增材制造技術，可以分別從設計端和制造端提高民用飛機照明設計的研發效率及設計水平、減少風險，縮短研發周期，降低研發成本。合理利用這些新技術，或許會讓中國的民航制造業在這個傳統領域實現彎道超車，趕超制造業強國。

參考文獻：

［1］鄭黨黨.飛機設計中的數字樣機技術［J］.航空制造技術，2016.

［2］劉洪濤.民用飛機照明數字仿真技術研究［J］.技術研發，2015.

第6篇：數字化設計與先進制造技術范文

完成信息化改造

西飛公司是中航工業下屬的集設計、制造、生產一體化大型航空工業企業，是國家大中型軍、民用飛機的研制生產基地。在早期的信息化建設過程中，公司完成策劃和組織實施了六項信息化工程：信息化基礎環境改造與建設工程、以PDM為核心的飛機數字化設計制造系統建設與應用工程、ERP系統的實施工程、供應鏈管理系統建設工程、客戶關系管理系統建設工程、辦公自動化系統建設工程等。到目前為止，完全實現了公司規劃的既定目標。

據原西飛集團副總工程師、現任陜西省國防科技工業信息化協會理事長王澤玉介紹，飛機制造企業目前仍面臨一系列的現實問題：市場競爭白熱化，產品的研制和生產的周期要求越來越短，質量要求越來越高，而成本要求越來越低，服務要求越來越完善；客戶個性化需求引發產品科研生產由單一品種轉向多品種、多構型、小批量混線生產，剛性的生產線越來越不適應新的形勢；高速發展的先進生產力引發科研生產管理模式、流程、組織發生巨大變革。

面對上述多方面的挑戰，西飛公司在飛機的研制過程中，廣泛采用了數字化設計、輔助分析計算、構型管理、產品數據管理、數字仿真等先進技術，并初步建立了數字化設計環境和較完善的數字化設計應用標準體系，指導和規范數字化設計。

西飛在飛機研制中全面采用了三維數字化設計制造技術，應用統一的基于CATIA的設計制造環境，完成了各種新型號的數字化設計與裝配，同時軟件也全面應用在工裝設計制造及數控加工等各方面，另外在數控加工中選用了VERICUT軟件進行數控模擬仿真。

同時西飛公司結合型號研制的需要，投入資金進行了信息化基礎環境建設，配置了齊全的各類服務器，建立了覆蓋公司科研、生產和管理主要業務部門的企業千兆園區網，園區網和國際互聯網物理分離，形成了能支持異地協同設計制造和綜合管理信息共享的網絡平臺。

通過多年信息化建設，如今西飛公司已經擁有兩套完全物理隔離的網絡系統一西飛Internet和西飛園區網。整個網絡系統光纖鋪設長度50余公里，網絡覆蓋公司廠區各個角落。

構建管理數據化平臺

飛機研制開發過程中存在著大量的協同工作模式。這同協同的業務管理模式貫穿在產品的整個生命周期過程中。在西飛的構型協同中，主要管理的數據是制造數據集，這些數據是生產制造、產品支援等后續階段開展工作的基礎和依據。因而對于制造構型數據的有效管理就顯得尤為重要。

此外飛機研制過程中涉及到的構型管理信息包括產品、系統、部件、零件以及各種類型的構型文件，這些數據對象需要在飛機的整個生命周期中維護其統一的編號，以便進行唯一的標識，并需要能夠支持數據對象的版本歷史。

在院廠協同環境中，制造階段的主要管理工作將在西飛的Windchill系統中完成。為縮短產品研發周期，減少可能產生變更的次數，需要西飛和一飛院等單位人員協同工作，實現異地數據的共享和瀏覽。數據的共享并不是將系統中所有的數據共享，瀏覽也不是瀏覽系統中的所有數據。需要共享的數據一定是雙方經過協商確定下來的數據，并且對這些數據需要分門別類地進行管理，使真正需要它的人能夠訪問它。

飛機研制生產過程進行到各個階段時，西飛需要接收來自設計院新產生或更改的數據，以作為西飛各業務單位工作的參考和依據。同時西飛與其它合作伙伴和分承包商之間，也將會有數據的發放和接收工作。例如，一飛院的設計數據產生以后，需要發放到西飛，作為其制造的依據。

在整個發放接收過程中，必須確保發放接收雙方數據的一致性、完整性、可追溯性，以及滿足流程受控和規范化的要求。因此，需要在西飛構建數據的發放和接收機制，實現數據的有效傳遞和同步。

西飛通過會議模式，可以邀請異地的其他人員加入會話。在討論過程中，成員可以對模型進行批注、剖切、測量、旋轉平移等操作，所有參加討論的其他人員都可以同步查看到操作過程。

實現技術創新

據西飛相關負責人介紹，在多項目并行協同數字化平臺建設中，實現了以下主要技術創新點和技術進步點：建立了飛機產品生命周期中單一產品數據源管理體系和平臺，實現了產品數據源從多數據源向單一數據源的轉變；實現了飛機研發的信息集成、過程集成、應用集成、系統集成；基于多項目并行協同數字化平臺的電子樣機管理，實現了各機型統一的有效性管理，使技術狀態管理由傳統的事后統計管理向過程管理的變革。

多項目并行協同數字化平臺是管理產品數據和產品開發過程的工具。它使得正確的數據、在正確的時間、傳輸給正確的人、進行正確的操作。多項目并行協同數字化平臺也是產品開發過程的知識系統，這些知識包括產品結構、過程、存取/變更管理規則等。保證數據的唯一性是多項目并行協同數字化平臺系統擅長解決的問題，系統模型一旦建立，模型數據、屬性數據、控制數據進入系統后，經過，整個系統將嚴格受到控制。

第7篇：數字化設計與先進制造技術范文

關鍵詞 先進制造技術 教學方法 教學手段

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A

Exploration on "Introduction of Advanced Manufacturing

Technology" Teaching Reform

LIU Weina, LIU Zhigang, YANG Lifeng

(School of Optoelectronic Information, Changchun University of Technology, Changchun, Jilin 130012)

Abstract This paper studied the "Introduction to Advanced Manufacturing Technology" curriculum goals and teaching methods, the choice of teaching materials, interactive teaching in the classroom teaching the theory, the use of modern educational technology, including courseware and Internet use as well as a typical case of teaching methods are described, explore the practice of teaching methods used in other studies.

Key words advanced manufacturing technology; teaching methods; ways of teaching

0 引言

“先進制造技術導論”課程是工科高校機械專業繼“機械制造技術基礎”課程之后的一門覆蓋面較大的專業課程，課程內容包括了目前機械工程領域的先進制造技術以及先進制造基本理論。

為了適應現代化制造新形勢的需要，針對獨立學院學生現狀，如何培養出社會需要的、實踐能力較強的機械創新人才，在“先進制造技術導論”課程中應當怎樣進行教學內容取舍、教學方法和手段的改革，是急需解決的問題。對此，我們進行了如下探索：

1 課程教學內容改革

為了適應現代制造業的發展需求、培養出寬口徑、厚基礎、強實踐、創新型機械人才，對機械制造專業課程的結構進行了調整，把先進制造技術導論課程的教學內容進行了整合，將機械專業的多門專業課內容如：特種加工技術、數字化制造、超高速加工技術、超精密加工技術、激光加工技術、虛擬制造、并行工程等多門專業課程整合優化為一門“先進制造技術導論”課程，并將其確定為必修專業課，課堂學時為40學時，實驗學時為8學時，有效解決了課程內容多、學時少的矛盾。教材選用由科學出版社出版、西北工業大學王潤孝教授主編、國防科工委“十五”規劃教材，并在此基礎上根據獨立學院的教學特點對本課程教學內容進行調整，增加了特種加工技術、非傳統加工技術、先進加工方法的相關內容，并注重反映本學科理論與技術的新發展，總體上滿足了課程內容適合現代制造需求的要求。

在學時縮減的基礎上，為了不減少學生對“先進制造技術導論”課程基本知識和基本內容的掌握，正確處理好“先進制造技術導論”課程與其他專業課程的關系，需要認真把握課程教學環節和教學方法與手段，對此我們采取把課程中有一些相關知識和課后培訓、認識實習、生產實踐、科技創新結合起來的方法，使學生能在有限的學時內掌握更多的知識，達到培養目標的要求。

2 授課方法探索

由于先進制造技術導論是機制專業一門重要的、覆蓋面較大的專業課，課程內容涵蓋了了先進制造的各個單元技術，如特種加工技術、超精密加工技術、三束加工技術、超高速加工技術、微機電加工技術、制造自動化技術、檢測與監控技術、現代質量工程等內容，課程特點是知識點多，信息量大，涉及面廣，實踐性強。要在有限的學時內讓學生掌握全部教學內容，積極探索先進的教學方法和多種教學手段，提高授課效率，促進學生積極思考，開發學生的潛能，激發學生學習的主動性，需要授課教師注重對學生工程意識的訓練，注重理論結合實際，綜合素質能力培養，注重學生創新能力的培養。教學過程中采用了以下教學方法：

（1）互動探討法。在課堂上，不但教師主動、腦動、手動、嘴動，也要讓學生動耳、動心、動嘴、動行。教師根據每節課要學習的內容，提出主題教學的“導火線”，讓學生動起來、主動參與課堂討論，讓學生發表見解，教師在歸納分析學生見解正確與錯誤的基礎上，作更為深入的探討。讓學生成為學習主體，讓學生有機會發表自己的學習體會，相互交流。從而充分調動學生的主觀能動性，將教師的教學與學生的學習活動融為一體；同時適當安排自學內容，要求學生自學并檢查、解答學生自學過程中遇到的疑難問題，對所規定的自學內容進行總結；調動學生學習的主動性，培養學生的自學能力。

（2）以多媒體技術為代表的現代教育手段與傳統板書有效結合，在使用多媒體課件增大課堂信息量、生動形象化的同時，不可忽視傳統板書的作用。板書是吸引學生注意力的有效手段，重點內容、學生掌握不好、分辨不清的內容需要板書分析，啟發學生思維、這對加強學生理解和強化知識點具有重要的作用。

（3）典型案例法。課堂上教師結合科研、生產實際案例剖析解決方案。教師承擔的科研項目也好、為企業解決的生產難題也好，往往帶有一定的先進性和實用性，結合研究過程進行理論剖析，使學生感到直觀具體，生動形象，環環入扣，對錯分明，印象深刻。通過典型案例分析，使學生在學習本課程的過程中，既掌握了專業理論基礎知識及其應用、又獲取了解決實際問題的先進科學研究方法與手段、也了解和掌握本學科的前沿狀況和發展趨勢，收到較好的教學效果。

（4）網絡教學法。教師利用網上豐富的網絡資源，收集豐富的圖片、資料，并適時對學科最新的發展態勢跟蹤并更新教學內容，也鼓勵學生利用網絡資源、查找資料，對促進學生自主學習起到積極作用，學生通過利用校園網教學平臺瀏覽學習。

3 教學手段改革

（1）組織現場教學。對本課程實踐知識、感性認識要求比較多的教學內容，現場教學無疑有助于加深學生的理解，對于現代制造業的發展，企業中應用的一些先進機床裝備、刀具夾具量具及加工手段僅僅在課堂上講授往往收不到應有的教學效果，而且校內資源有限，所以，我們采用了課程中的理論部分集中在課堂上講，實際結構內容放到現場教學中去講的現場教學法。主講教師將部分教學內容在認識實習等實踐教學環節中講授或強化，使教學內容更加形象、生動，在現場解決了課堂上無法或很難講清的問題，學生對相關知識的掌握更加深刻。理論教學和現場教學并行，解決了學時少、內容多的矛盾，又有利于學生對相關知識的吸收和鞏固，是培養學生工程實踐能力、具有工程師素質的重要途徑。

（2）建設第二課堂。開展先進制造綜合性實訓，利用開設數字化設計與數控加工培訓課程，先進的數字化設計制造軟件CATIA\UG\ PRO/E等在培訓課堂中講授，利用軟件的裝配功能，使學生更容易理解各個零件在產品中的功能及與整體的裝配關系，利用軟件的仿真功能。實現三維實體結構動態模擬和仿真，增強了學生的學習興趣，取得了較好的學習效果。

（3）增強綜合性設計訓練環節，在分院范圍內，組織成立大學生科技創新活動小組，開展各種題目的大學生科技創新活動、有學生自選題目的、也有結合實驗室建設的、還有為參加各種類型的大學生機械創新設計大賽進行準備的以及教師結合科研指導學生的，把學生的學習積極性充分調動起來，形成良好的學風校風，培養學生的工程綜合能力和創新能力。

參考文獻

[1] 劉兵.多媒體教學與傳統教學相結合[J].大學時代:教育研究版,2006(6):67.

[2] 陳玉琨.中國高等教育評價論[M].廣東:廣東教育出版社,1993.

[3] 賈晨輝,馬文鎖.先進制造技術課程教學方法研究.科技資訊,2009(23).

第8篇：數字化設計與先進制造技術范文

關鍵詞：工程博士教育；規范管理；特點；課程體系

中圖分類號：G72 文獻標識碼：A

工程博士專業學位研究生教育是適應我國現代化建設對高層次工程技術人才需要而設置的，是將高層次的人才培養與國家重大需求相結合的一種新型專業學位。工程博士專業學位的設置對提升學校專業學位辦學層次、完善學位授權體系結構具有極其重要的意義。面對這種新型的專業學位類型，華中科技大學機械學院（以下簡稱“學院”）試圖探索行之有效的工程博士培養質量保障體系。

一、加強培養過程的規范化管理

對于培養單位來說，規范管理主要是在工程博士教育過程中明確培養目標，建立科學的管理體系，從而達到不斷提高教育質量的目的。學院秉承“育人為本、創新是魂、責任以行”的辦學理念，針對工程博士教育的特殊性，制定了一系列的管理規章制度，有效保證了工程博士的教育質量。

（一）從學術方面到實際應用能力，明確工程博士的培養目標

知識方面：應該具備機械工程領域堅實寬廣的理論基礎和系統深入的專業知識；

能力方面：要具有科技開拓創新精神和獨立研究的能力，對新技術具有敏銳的洞察力；能夠引領企業在技術進步和技術創新中不斷前進，持續推動企業的技術進步；

素質方面：具有相對專業的領導能力、組織能力和溝通能力，團結并能領導企業的研發團隊，實現企業的組織創新；具有對市場的適應能力以及對企業生產發展的改革能力。

成果方面：在推動產業發展和工程技術進步方面要做出創造性成果。

（二）從硬件到軟件，注重導師團隊的建設

目前，學院擁有數字制造裝備與技術國家重點實驗室、制造裝備數字化國家工程研究中心、國家數控系統工程技術研究中心、國家CAD支撐軟件工程技術研究中心、教育部制造技術國際標準研究中心等5個國家級研究平臺；擁有國家工科機械基礎課程教學基地、國家機械實驗教學示范中心等2個國家級基礎教學平臺；擁有2個國家級教學團隊和擁有機械基礎課程實驗中心、機械學科專業課程實驗中心、先進制造與裝備技術綜合實驗中心等3個教學科研實驗平臺。

除此之外，學院教師隊伍中有20多人次分別擔任國家“973”項目首席科學家、“863”重點項目負責人、重大專項負責人。學院專門從這些專業教師中選聘承擔過國家重大專項的教授、博導擔任工程博士的導師。無論是硬件還是軟件環境，學院都為工程博士的教育質量保駕護航。

二、探索建立適應工程博士教育特點的課程體系

博士生的課程學習階段擔負著夯實基礎、拓寬視野的重要作用，是博士生進行后續課題研究、論文寫作的前提和基礎。學院根據培養對象的特點和培養目標設計了個性化的工程博士專業學位課程體系，實行多學科交叉培養。學院為此特開設了以下學位要求課程：先進制造工程學、現代設計學、現代優化方法及應用、計算制造工程學、現代管理理論與方法。學生在其課程學習期間， 除校級公共必修課程與跨一級學科選修課程外， 在自己的專業領域從學院設置的學科課程中選修2～3門專業課程進行學習。

依托高檔數控機床與基礎制造裝備、極大規模集成電路制造裝備與成套工藝等國家重大專項招收的先進制造工程領域工程博士生，必須實質性地參與國家科技重大專項的研究，是為了服務國家重大專項需求。學院專門為工程博士開設了《先進制造工程學》課程，該課程強調信息學科與傳統機械制造學科的融合，要求教師以精密技術和自動化為核心，以制造學科為基礎，以數字化裝備、汽車工業及信息產業為支撐， 加強先進制造技術在信息產業、生命科學、環境工程等領域中的應用及教學， 并要求逐步加大應用性案例教學的比重。典型科研案例講座關鍵在于注重學科交叉，著眼于科研方法的創新、研究思路的拓展， 這種案例教學法近年來在國外的一些博士課程中廣泛采用， 并已證明有助于學生創新思維的形成，從而提高工程博士生的綜合科研素質。特色課程《先進制造工程學》不僅涵蓋了學院的優勢與特色專業領域，而且依托學院在機械制造學科發展上的經驗和探索，凝煉了眾多學科專業博士生導師多年科研成果和學科經驗，使得該課程成為工程博士專業學習逐步向科研創新能力培養轉化的橋梁。

工程博士各專題課程的設置是根據學科發展動態變化的，具體內容由各授課教師策劃。近年來，數字制造及微納制造技術已成為先進制造領域的熱門，這在授課教師開設的專題講座上也得到了充分體現。例如，學院在《先進制造工程學》博士生專業課程中設置的專題講座有：數字化制造與智能控制類專題講座、微納制造類專題講座、其它先進制造類專題講座。這些學術專題講座主要突出一個“新”字，包括本學科最新科研動態、學科領域國內外最新研究進展或前沿性問題的新發現、新學說，以及教師本人的最新科研進展。該課程對學生專業領域創新思維培養是具有一定效果的。

由于工程博士的培養目標是要培養引領企業技術創新的工程技術領域的領軍人才，因此與學歷博士生相比，工程博士的課程體系還專門增加了15個學分的實踐環節，其中，專業課程實習實踐4個學分、專業設計3個學分、工業實習8個學分。為工程博士量身定置的實踐環節學習年限要求不少于3年，單從時間上看，這在工程博士培養年限中占了相當大的比重，更凸顯出工程博士在培養過程中注重工程實踐能力的拔高。

三、嚴把工程博士學位論文關

工程博士的培養實行學校與企業的雙導師制，由雙方組成指導小組共同指導工程博士生的學位論文。與學歷博士相比，工程博士更注重實際科研能力的培養，而工程博士學位論文是這種能力的綜合體現，并且最能反映工程博士培養質量的高低，所以，學院擬從以下3個方面保證學位論文的質量：

（一）學位論文的選題與開題

學位論文的選題應在課程學習階段后期或結束時啟動。校、企導師組根據學員的自身條件、企業的實際需求以及企業的未來發展方向，指導學生正確選題；學生在對學位論文的選題進行調研和可行性論證的基礎上，形成書面開題報告。開題報告由培養單位組織導師及來自企業的專家進行審議，重點考察學員擬進行的學位論文研究是否有可能達到機械工程領域工程博士專業學位論文的水準。

（二）學位論文中期考核

論文中期考核安排在開題報告后約一年左右進行。學員根據論文研究進展完成如下內容的考核報告：論文研究進展情況、存在問題分析、擬作調整的內容及方案、工作計劃調整等等。在研究過程中允許對論文研究范疇作適當調整或補充，凡對開題報告內容不存在顛覆性的改變，則可繼續論文研究工作，否則應重新開題。

（三）學位論文的評審

為了保證和提高博士學位論文質量，學院經過多年的探索和實踐，從1999年開始就在院系一級試行博士學位論文雙盲預審制度。博士學位論文雙盲預審指的是評閱人、論文作者及與作者相關的一些信息均予以匿名，然后在博士學位論文正式提交審核之前，所在學院的研究生主管部門對論文所做的最后一次把關。多年的探索充分證明了推行雙盲預審制度確實對提高博士學位論文的質量起到了非常有效和不可低估的作用。因此，學院決定沿用博士學位論文雙盲預審制度來控制工程博士的學位論文。

四、結語

與學歷博士相比，工程博士的答辯增加了論文評閱專家、答辯委員會成員，這在一定程度上提高了工程博士最后答辯管理的監控力度。總之，學院從工程博士的招生到培養以及最后的學位授予，都建立了一系列切實可行的培養質量保障管理條例。盡管如此，工程博士專業學位是我國研究生教育領域的一個新生事物，亟待提高與完善，以便工程博士培養更適應企業的需要和社會的發展。

參考文獻

[1]程宜.《先進制造工程學》博士生特色課程建設的探索與實踐[J].理工高教研究，2009，（5）.

[2]范巍.中國博士發展質量調查[J].學位與研究生教育，2011，（1）.

[3]程宜.博士學位論文盲預審制度的實踐與探索[J].理工高教研究， 2009，（1）.

第9篇：數字化設計與先進制造技術范文

【關鍵詞】測量技術 高端制造領域 應用

【正文】

隨著近幾年世界經濟格局的變化和我國經濟技術高速發展的趨勢，測量技術的先進程度成為我國未來制造業賴以生存的基礎和可持續發展的關鍵。測量技術的發展水平及其在機械制造中的應用程度， 是衡量制造科技水平、 提高國家支柱產業核心競爭力的一個重要因素。因此，對于機械制造中測量技術應用的探討有其必要性。

一、三坐標測量技術在汽車制造中的運用

從上個世紀50年代第一臺坐標測量機的誕生到今天各類坐標測量設備的廣泛使用，坐標測量已經成為當今工業無可替代的一個重要組成部分。在過去近一個世紀的歷程中，工業和實驗用坐標測量機經歷了多個突破性的飛躍。在已經進入信息時代的今天，三坐標測量技術更是飛速地向前發展著，為工業制造提供著巨大的支持。 汽車制造業屬于新興的高科技產業，對科技技術的含量要求非常高。社會的發展要求汽車制造業不斷提高自身的技術，同時也要求來自其它各個領域的技術支持。其中，三坐標測量技術是一個很重要的方面。

汽車車身，以及汽車車身的覆蓋件大多數呈自由曲面狀，自上世紀90年代中后期起，為了提高測量效率，尤其是為了強化對生產過程的監控，利用先進的光學測量系統，在車間現場實施在線檢測的方式已越來越多地進入現代汽車業。一種以結構光學三維傳感器為基礎的高效“檢測站”，被測工件首先由傳輸裝置自動送入生產線上的測量工位，定位傳感器將工件的真實位置輸入計算機控制系統中，后者根據已編制好的測量程序自動控制安裝在框架上眾多光學三維傳感器中的每一個，對工件上的各關鍵部位進行檢測。一般固定的傳感器數量為10-30個左右，完成測量僅需40s左右，效率很高。

二、數字化精密測量技術在機床制造中的應用

數字化精密測量技術是數字化制造技術中的關鍵技術之一。開發亞微米、納米級高精度測量儀器，提高環境適應能力，增強魯棒性，使精密測量裝備進入生產現場，集成到加工機床和制造系統，形成先進的數字化閉環制造系統，是當今精密測量技術的發展趨勢。數控機床的精度和性能檢測領域中，國外著名廠商Renishaw、API及HP等公司生產的激光干涉儀測量系統和球桿儀等在數控機床的幾何精度和運動精度的檢測和監控中，無論在機床制造廠還是機床使用廠，都得到了廣泛的應用。

隨著MEMS、微納米技術的興起與發展，人們對微觀世界探索的不斷深入，測量對象尺度越來越小，達到了納米量級；另一方面，由于大型、超大型高端系統、機電工程的制造、安裝水平提高，以及人們對于空間研究范圍的擴大，測量對象尺度覆蓋范圍越來越大，目前已達91m～102 m的范圍，相差11個數量級之巨，高端制造中從微觀到宏觀的尺寸測量范圍不斷擴大。在此背景之下，微納制造、超精密制造、巨系統制造等系統中，傳統的測量方法和測量儀器受到極大挑戰，出現了納米尺度表征以及參數量值的統一和溯源等許多新的科學問題和工程技術問題亟待解決。

三、精細測量技術在發動機制造中的運用

發動機是由許多各種形狀的零部件組成，這些零部件的制造質量直接關系到發動機的性能和壽命。使產品質量的目標和關鍵漸漸由最終檢驗轉化為對制造流程進行控制，通過信息反饋對加工設備的參數進行及時的調整，從而保證產品質量和穩定生產過程，提高生產效率。降低企業的測量成本，計量人員的培訓費用，測量設備的使用和維修費用，達到提高測量檢測效率的目的，使企業具備生產過程的實時質量控制能力，這將關系到企業在市場活動中的應變能力，對幫助企業建立并維護良好的市場信譽，具有重要的決定作用。

例如各種尺寸類型的 齒輪專用檢測儀器，凸輪檢測儀器等。這樣往往導致企業的計量部門需要配置多類型的計量設備和從事計量操作的專業檢測人員，計量設備使用率較低，同時企業負擔較高的計量人員的培訓費用和計量設備使用和維護費用；企業無法實現柔性、通用計量檢測。因此，降低企業的測量成本，計量人員的培訓費用，測量設備的使用和維修費用，達到提高測量檢測效率的目的，使企業具備生產過程的實時質量控制能力，這將關系到企業在市場活動中的應變能力，對幫助企業建立并維護良好的市場信譽，具有重要的決定作用。

四、CAD測量技術在鋼箱梁制造中的應用

主塔勁性骨架為主塔施工定位的基礎，只有勁性骨架定位準確后，相應的鋼筋、模板、預應力波紋管才能根據勁性骨架的位置來進行定位。每次勁性骨架的安裝高度平均比每次將要施工的塔柱高度高1～2m，以利于下一節勁性骨架的安裝； 安裝第2節勁性骨架時，先將勁性骨架的現狀標高測定，然后利用CAD將勁性骨架將此標高的坐標求出，在勁性骨架節與節之間設置定位連接鋼板，在定位鋼板上放出所求坐標，將所要安裝的勁性骨架安裝定位。此方法有利于主塔定位，保證了主塔的施工準確性，從而解決了主塔空間定位難度大的問題。

根據鋼箱梁的結構特點，結合國內鋼材的供貨及運輸現狀，將節段組裝采用立體、階梯方式進行，即以預拼裝胎架為外胎，橫隔板為內胎，依次組焊各粱段的底板單元、斜底板單元、橫隔板單元、錨箱風嘴單元、頂板單元及附屬件，完成鋼箱梁節段的制作。橫向對稱設計，以底板、斜底板外形為基準面確定胎架形狀，利用型鋼制作支承鋼架與基礎預埋件焊接，每個預埋件處的基礎承載力不小于30t，支承鋼架分橫向鋼架和縱向連桿，縱向連桿將橫向鋼架連接起來，形成網架結構，使其具有足夠剛度。

隨著時代的發展與技術的進步，高端制造行業對測量技術的要求越來越高，依賴性也越來越大，在此背景下，大力發展測量技術，加強對測量技術的研制開發和推廣應用，以及研究測量技術的規范化與安全性， 是測量技術工作者一直關注的問題。因此，測量水平的高低，對先進制造技術的生產質量有很大影響，因此在施工中必須對測量技術的運用有足夠的重視。

【參考文獻】

[1]孫賢標 機械制造領域中對測量技術的應用探討[J] 城市建設理論研究 2012年第24期