数字化设计与制造技术的发展趋势
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数字化设计与制造技术的发展趋势
摘要：数字化技术是以计算机硬软件、周边设备、协议和网络为基础的集成技术。随着计算机和网络技术的发展，使得基于多媒体计算机系统和通信网络的数字化技术为现代制造系统的并行作业、分布式运行、虚拟协作、远程操作与监视等提供了可能。
关键词：数字化技术、数字化设计、数字化制造
1、引言
先进制造技术发展的总趋势可归纳为：精密化、柔性化、网络化、虚拟化、数字化、智能化、清洁化、集成化及管理创新等。而数字化设计与制造技术是先进制造技术的基础，数字化设计与制造技术已经成为制造企业提高产品竞争力的先进手段。在数字状态下进行产品的分模、模具的设计制造，对提高模具的精度、生产效率、降低成本已经变得越来越重要。
2.数字化设计与制造技术的发展趋势
随着计算机技术的不断提高，Internet网络技术的普及应用，以及用户的不同需求，数字化设计与制造技术的发展趋势主要有以下几个方向：
一是利用基于网络的CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM（C4P）集成技术，实现产品全数字化设计与制造。在CAD/CAM应用过程中，利用产品数据管理PDM技术实现并行工程，可以极大地提高产品开发的效率和质量。企业通过PDM可以进行产品功能配置，利用系列件、标准件、借用件、外购件以减少重复设计。在PDM环境下进行产品设计和制造，通过CAD/CAE/CAPP/CAM 等模块的集成，实现产品无图纸设计和全数字化制造。
二是CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM技术与企业资源计划、供应链管理、客户关系管理相结合，形成制造企业信息化的总体构架。 CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM技术主要用于实现产品的设计、工艺和制造过程及其管理的数字化；企业资源计划ERP是以实现企业产、供、销、人、财、物的管理为目标；供应链管理SCM用于实现企业内部与上游企业之间的物流管理；客户关系管理CRM可以帮助企业建立、挖掘和改善与客户之间的关系。上述技术的集成，可以整合企业的管理，建立从企业的供应决策到企业内部技术、工艺、制造和管理部门，再到用户之间的信息集成，实现企业与外界的信息流、物流和资金流的顺畅传递，从而有效地提高企业的市场反应速度和产品开发速度，确保企业在竞争中取得优势。
三是虚拟设计、虚拟制造、虚拟企业、动态企业联盟、敏捷制造、网络制造以及制造全球化，将成为数字化设计与制造技术发展的重要方向。虚拟设计、虚拟制造技术以计算机支持的仿真技术为前提，形成虚拟的环境、虚拟设计与制造过程、虚拟的产品、虚拟的企业，
从而大大缩短产品开发周期，提高产品设计开发的一次成功率。特别是网络技术的高速发展，企业通过国际互联网、局域网和内部网，组建动态联盟企业，进行异地设计、异地制造，然后在最接近用户的生产基地制造成产品。
四是以提高对市场快速反应能力为目标的制造技术将得到超速发展和应用。瞬息万变的市场促使交货期成为竞争力诸多因素中的首要因素。为此，许多与此有关的新观念、新技术在21世纪将得到迅速的发展和应用。其中有代表性的是：并行工程技术、模块化设计技术、快速原型成形技术、快速资源重组技术、大规模远程定制技术、客户化生产方式等。
五是制造工艺、设备和工厂的柔性可重构性将成为企业装备的显著特点。先进的制造工艺、智能化软件和柔性的自动化设备、柔性的发展战略构成未来企业竞争的软、硬件资源；个性化需求和不确定的市场环境，要求克服设备资源沉淀造成的成本升高风险，制造资源的柔性和可重构性将成为21世纪企业装备的显著特点。将数字化技术用于制造过程，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。
3.结束语
未来的数字化设计与制造技术将向智能化、高速化、精准化方向发展。特别是智能化出现了智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护技术，成为数字化设计发展的新趋势。其次是高速化，高速化一直是数控制造技术发展的重要趋势，围绕高速主轴单元、高性能数控和伺服系统、以及数控工具系统的创新，成为数控技术发展的重要方向。最后是精准化，数控制造技术正向超精密切削、超精密磨削、超精密研磨抛光、以及超精密加工方向发展，数控机床的精度正在从微米级到亚微米级，乃至纳米级。
参考文献
[ 1 ] 潘紫微，数字化设计与制造的进程与发展，安徽工业大学，安徽工业大学学报。[ 2 ] 李健，实施制造业信息化工程提高我国制造业竞争，机械设计与制造工程,2002 。[ 3 ] 张曙，对我国制造业信息化的思考，航空制造技术,2003 (8) :17221。
[ 4 ] 吴澄，现代集成制造系统导论，北京:清华大学出版社,2002。
[ 5 ] 季松玲,陈世兴，数字化制造技术在制造业中的作用，《机电产品开发与创新》,199916 (总第59 期)。
数字化设计与制造试题及答案 一、填空题 1.在全球化竞争时代，制造企业面临严峻挑战体现在时间产品质量成本服务水平和环保 2.从市场需求到最终产品主要经历两个过程：设计过程和制造过程。 3.设计过程包括分析和综合两个阶段。 4.数字化设计技术群包括：计算机图形学计算机辅助设计计算机辅助分析和逆向工程。 5.有限元方法是运用最广泛的数字化仿真技术。 6.数控加工是数字化制造中技术最成熟最、运用最广泛的技术。 7.实现数据交换的两种方式：点对点交换和星形交换。 8.计算机图形学主要是对矢量图形的处理。 9.笛卡尔坐标系分为：右手坐标系和左手坐标系。 10.常用坐标系的转换关系：建模坐标系-世界坐标系--观察坐标系--规格化坐标系--设备坐标系。 11.参数化造型的软件系统分为：尺寸驱动系统和变量设计系统。 12.仿真的对象是：系统。 13.CAPP的类型：派生型、创成型、智能型、综合型、交互型。 14.高速切削刀具的材料有;金刚石、立方氮化硼、陶瓷刀具、涂层刀具和硬质合金刀具。 15.逆向工程的四种类型：实物逆向、软件逆向、影像逆向和局部逆向。 16.逆向工程基本步骤：分析、再设计、制造。 17.实物逆向工程的关键技术主要有：逆向对象的坐标数据测量、测量数据的处理及模型重构技术。 18.对三坐标测量机数据修正方法：等距偏移法、编程补偿法。 19.典型的快速原型制造工艺及设备：立体光固化（SL）、熔融沉积成形(FDM)、选择性激光烧结(SLS)、叠层实体制造(LOM)、三维印刷(3DP)。 20.尺寸驱动系统只考虑尺寸及拓扑约束，不考虑工程约束，变量设计系统不仅考虑尺寸及拓扑约束还考虑工程约束。 21.FMS是指柔性制造系统 二、简答题 1.CAD、CAE、CAM之间的关系？ 答：以计算机辅助设计和计算机辅助分析为基础的数字化设计和以计算机辅助制造为基础的数字化制造，是产品数字化开发的核心技术。 数字化设计与制造的特点有哪些？ 答：a.计算机和网络技术是数字化设计与制造的基础； b.计算机只是数字化设计与制造的重要辅助工具； c. 数字化设计与制造能有效地提高了产品质量、缩短产品开发周期、降低产品成本； d.数字化设计与制造技术只涵盖产品生命周期的某些环节。 2.窗口与视口的变换关系是怎样的？ 答：视口不变，窗口缩小或放大，视口显示的图形会相应的放大或缩小；窗口不
《空间展示设计》教案 任课教师：李茜 课题：《展示设计》 班级：09视觉本1 教具：多媒体 教学目标：⑴了解展示设计的历史和发展，理解展示设计的概念 ⑵积极主动的参与学习展示设计这门课程 ⑶能够独立完成小型展示设计方案 教学内容：展示设计的基本概念、以及我国展示设计的历史与发展，学习独立完成小型展示设计方案。 教学重点：展示设计的设计方法 教学难点：现代展示设计的发展趋势 教学过程的设计与导入： 1、导语： 同学们，你们知道“广交会”吗？2006年秋季“广交会”上成交额为289.3亿元。从1957年起，在广州举行春秋两届的中国出口商品交易会，是我国目前历史最长、规模最大、到会客商最多、成交效果最好的综合性国际贸易盛会。让我们一同来领会展示设计的魅力吧！ 2、导入正课： 什么是展示设计呢？会有这么大的魅力。展示的概念，展示设计的概念。 一展示设计的基本概念 1 展示：英文display，表示展现之类的状态行为。展、既展览。将物品陈列出来供人们观看。“示”有演示、示范以及明示、暗示的含义，既有静态、又
有动态的含义。 2 展示设计：是以招引，传达和沟通为主要机能，进行有目的、有计划的形象宣传的空间设计。 3．展示设计概念分析： 展示设计（是综合的设计艺术） 从空间上，既具备建筑空间的艺术风格，又具备象征和表现主义的雕塑精神。 从平面上，每个展示面充分显示了视觉传达的魅力。 从造型和功能上，展柜、展架、展台是精致的产品。 从气氛上，又像迷人的舞台。 要求设计师必须是一个掌握和熟识各种技术和材料的专家，能围绕自己展示的目标调动各种艺术的，科学的，技术的手段，创造最佳的展示空间。 4．展示设计的三个元素：主办者、展品、观众。 二.展式设计的历史与发展 1.远古时期： 图腾崇拜，树碑立柱，祭祀鬼神活动。原始的意识传达形式。 2.中世纪初期： 商品交易的集市贸易形成，地摊式形成了最初的商品展示和展销会的雏形。 3.封建社会初期： （1）封建教义和民众的宗教艺术，庙宇神殿，教堂和石窟造像等。 （2）地主贵族的收藏珍品古玩、书籍等为主要目的的展示活动。出现了专业博物馆、官邸、私宅博古架。 三.我国展示的历史与发展 1.东汉市集画像砖记载：实物陈列、口头叫卖； 南宋杭州城里，挂名人画或实物模型(挂羊头、羊皮等)； 北宋汴京（今开封），张泽端的《清明上河图》：显示有店面招牌。 2.十九世纪中期： 路牌广告、霓虹灯广告、街车广告、报纸杂志广告、印刷品广告，在上海、
数字化设计及仿真 祝楷天 （盐城工学院优集学院江苏盐城224051） 摘要：制造业信息化的发展促使许多企业建立起了相应的CAD/CAM软件环境平台，并应用CAD/CAM软件进行产品的设计、分析、加工仿真与制造，取得了显著的效果。利用计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)软件系统来完成机床夹具设计过程是加速夹具设计效率、提高设计质量的一种重要手段。但现有的通用CAD/CAM软件没有针对机床夹具设计的完整技术手册资料和三维标准件图库系统，设计人员仍然需要使用传统的纸质工具手册书籍进行资料查询和标准件三维实体图绘制工作，影响了机床夹具设计的效率和质量。因此，研究机床夹具数字化设计手册软件和三维标准件图库系统对满足数字化时代工程技术人员的需要具有重要的作用。 关键词：机械产品；数字化；设计仿真。 Digital design and simulation ZHU Kai-tian （UGS College，Yancheng Institute of Technology，Yancheng，Jiangsu 224051）Abstract: The development of manufacturing industry has led many enterprises to set up the corresponding CAD/CAM software environment platform, and the application of CAD/CAM software for product design, analysis, processing simulation and manufacturing, has achieved remarkable results. Using computer aided design and manufacturing (CAD/CAM) software system to accomplish machine tool fixture design process is an important means to accelerate fixture design efficiency and improve design quality. But the existing general CAD/CAM software does not have the complete technical manual data and the 3D standard part library system for the machine tool fixture design, the design personnel still need to use the traditional paper tools manual books to inquire and the standard piece three-dimensional entity chart drawing work, has affected the efficiency and the quality of the machine tool jig design. Therefore, it is important to study the software and 3D standard part library system of the digital design of machine tool fixture to meet the needs of engineering and technical personnel in the digital age. Keywords: Mechanical products, Digitization , Design simulation.
江南大学现代远程教育课程考试大作业 请于11月10日前提交 考试科目:《数字化设计与制造技术》 一、大作业题目（内容）： 一、参照一般系统的性能，对数字化设计制造来说，其主要性能及能力要求有哪些？(10分) 答：参照一般系统的性能，对数字化设计制造来说，其主要性能及能力要求包括以下几方面：1）．稳定性。稳定性是指在正常情况下，系统保持其稳定状态的能力。 2）．集成性。集成性指系统内各子系统相互关联，能协同工作。 3）．敏捷性。敏捷性指系统对环境或输入条件变化及不确定性的适应能力，对内外各种变化能快速响应、快速重组的能力。单件、多品种、小批量是市场对现代产品研制的基本生产要求。 4）．制造工程信息的主动共享能力。数字化设计制造中零件设计、工艺设计和工装设计等过程的集成和并行协同要求信息能同步传递，这种信息共享方式称为“信息主动共享”。 5）．数字仿真能力。数字仿真能力指系统对产品制造中涉及的诸多问题进行虚拟仿真的能力。6）．支持异构分布式环境的能力。无论从不同类型设备联网还是从数据管理考虑，或是从面向全生命周期的零件信息模型考虑，均需对系统的结构体系和数据结构进行合理的综合规划与设计，实现系统分布性与统一性的协调。 7）．扩展能力。系统的扩展是通过软件工具集的扩展来实现的。 二、什么是参数化设计？请说明参数化设计在产品设计中的意义。(10分) 答：参数化设计一船是指设计对象的结构形状基本不变，而用一组参数来约定尺寸关系。参数与设计对象的控制尺寸有显式对应关系，设计结果的修改受尺寸驱动，因此参数的求解较简单。 意义：在产品设计中，设计实质上是一个约束满足问题，即由给定的功能、结构、材料及制造等方面的约束描述，经过反复迭代、不断修改从而求得满足设计要求的解的过程。除此之外，设计人员经常碰到这样的情况：①许多零件的形状具有相似性，区别仅是尺寸的不同；⑧在原有罕件的基础上做一些小的改动来产生新零件；③设计经常需要修改。这些需求采用传统的造型方法是难以满足的，一般只朗重新建模。参数化方法提供了设计修改的可能性。 三、CAPP系统由哪些基本部分组成？(10分) 答：传统的CAPP系统通常包括三个基本组成部分，即产品设计信息输入、工艺决策、产品工艺信息输出。 1．产品设计信息输入：工艺规划所需要的最原始信息是产品设计信息。 2．工艺决策：所谓工艺决策，是指根据产品／零件设计信息，利用工艺知识和经验，参考具体的制造资源条件，确定产品的工艺过程。 3．产品工艺信息输出 四、数字化制造体系下的制造计划系统有哪些？(10分) 答：数字化制造体系下的制造计划系统主要有MRP计划系统、JIT(Just ln Time)计划系统、 TOC(Theory of Constraint)计划系统和APS(Advanced P1anning System)计划系统四个主要流派，各自蕴含的原理和方法均有所不同. 1．MRP计划系统：物料需求计划系统是一种将库存管理和生产进度计划结合在一起的计算机辅助生产计划管理系统。
先进制造技术的现状和发展趋势 xxxx xxx xxxxxxxxx 先进制造技术不仅是衡量一个国家科技进展水平的重要标志，也是国际间科技竞争的重点。我国正处于工业化经济进展的关键时期，制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上进展先进制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施,，进一步推进国企改革，推动建立强大的企业集团。推进技术创新，推动大型企业尽快建立技术开发中心，广泛吸引人才，在重大技术创新项目中实行产学研结合，才能尽快缩小同发达国家的差距，才能在猛烈的市场竞争中立于不败之地。本文将详细介绍先进制造技术的含义、特点以及在我国的进展状况和进展趋势。 1 先进制造技术的含义和特点 1.1 含义 先进制造技术（AMT）是以人为主体，以运算机技术为支柱，以提高综合效益为目的，是传统制造业不断地吸取机械、信息、材料、能源、环保等高新技术及现代系统治理技术等方面最新的成果，并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、治理及售后服务的制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、灵敏制造，并取得理想技术经济成效的前沿制造技术的总称。 1.2 先进制造技术的特点 1）是面向工业应用的技术先进制造技术并不限于制造过程本身，它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产预备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，并将它们结合成一个有机的整体。 2）是驾驭生产过程的系统工程先进制造技术专门强调运算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统治理技术在产品设计、制造和生产组织治理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸取各种高新技术成果与传统制造技术相结合，使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。 3）是面向全球竞争的技术随着全球市场的形成，使得市场竞争变得越来越猛烈，先进制造技术正是为适应这种猛烈的市场竞争而显现的。因此，一个国家的先进制造技术，它的主体应该具有世界先进水平，应能支持该国制造业在全球市场的竞争力 2 先进制造技术的组成 先进制造技术是为了适应时代要求提高竞争能力，对制造技术不断优化和推陈出新而形
附件4：山西省第九届职业院校技能大赛（高职组） “三维建模数字化设计与制造”赛项规程 一、赛项名称 赛项名称：三维建模数字化设计与制造 赛项组别：高职组 赛项归属产业：加工制造类 二、竞赛目的 本项竞赛旨在考核机械制造、数控技术应用等机械类相关专业的学生，组队完成三维逆向扫描、逆向建模设计、机械创新设计、数控加工技术应用等方面的任务，展现参赛队选手先进技术与设备的应用水平和创新设计等方面的能力，以及跨专业团队协作、现场问题的分析与处理、安全及文明生产等方面的职业素养。引领全省职业院校机械制造类专业将新技术、新工艺、新方法应用于教学，加快校企合作与教学改革，提升人才培养适应我国制造业更新换代快速发展的需要。 三、竞赛内容与方式 （一）竞赛内容 竞赛内容将以任务书形式公布。 针对目前批量化生产的具有鲜明自由曲面的机电类产品（或零部件）进行反求、建模，并对产品(或产品局部)外形进行数控编程与加工，对无自由曲面的结构或零件根据机械制造类专业知识按要求进行局部的创新（或改良）设计。 整个竞赛过程，分为第一阶段“数据采集与再设计”和第二阶段“数控编程与加工”这两个可以分离、前后又相互关联的部分，分别为60%和40%的权重。 1、第一阶段：数据采集与再设计 该阶段竞赛时间为3小时，竞赛队完成三项竞赛任务。
任务1：样品三维数据采集。利用给定三维扫描设备和相应辅助用品，对指定的外观较为复杂的样品进行三维数据采集。该模块主要考核选手利用三维扫描设备进行数据采集的能力； 任务2：三维建模。根据三维扫描所采集的数据，选择合适软件，对上述产品外观面进行三维数据建模。该模块主要考核选手的三维建模能力，特别是曲面建模能力； 任务3：产品创新设计。利用给定样品和已经完成的任务2内容，根据机械制造知识，按给定要求对样品中无自由曲面部分的结构或零件或附属物进行创新设计。该模块主要考核选手应用机械综合知识进行机械创新设计的能力。 2、第二阶段：数控编程与加工 竞赛时间为3小时，竞赛队完成两项竞赛任务。 任务4：数控编程与加工。赛场提供第一阶段被测样品的标准三维数据模型,选手根据这组三维模型数据和赛场提供的机床、毛坯，选择合适软件对该产品进行数控编程和加工。主要考核选手选用刀具，以最佳路径和方法按时高质量完成指定数控加工任务。并考核选手工艺编制、程序编制、机床操作等方面的能力。 任务5：职业素养。主要考核竞赛队在本阶段竞赛过程中的以下方面： （1）设备操作的规范性； （2）工具、量具的使用； （3）现场的安全、文明生产； （4）完成任务的计划性、条理性，以及遇到问题时的应对状况等。 （二）竞赛方式 1、竞赛采用团体赛方式。 2、竞赛队伍组成：每支参赛队由2名正式学生比赛选手组成，其中队长1名。每队设指导教师2名。
现代商业空间展示设计的发展趋势 商业展示设计所创造的环境是城市景观构成的主要因素，琳琅满目的商场、超市、专卖店、饭店、商务休闲酒吧、迪厅、美容美发厅等，是实现商品交换、满足人类消费需求、体验商品经济的前沿阵地，其五光十色、鳞次栉比的特色，以形、色、声、光组成适应人类各感觉机能的愉悦空间。目前，我国已加入WTO，市场结构已从“卖方市场”转向“买方市场”，由“以商品为中心”转向“以消费者为中心”阶段。简单而言，过去那种“工厂生产什么就卖什么”的状况，已被“消费者需要什么就卖什么”所取代。在这种新的竞争形式下，谁能够准确把握市场信息，看准消费时尚，谁就能获得顾客的信任，并得以生存发展；反之则不然。 时至今日，现代商业展示设计的发展可概括为如下特点： 1、营销方式设计观念的变革。所谓营销方式，是指商店实现商品交易过程的方式。随着人类生活节奏的逐步加快，时间观念的日益增强，传统的购物方式——顾客只有通过售货员才能接触商品，这种既浪费时间又缺乏情感沟通和自由选择的方式，已远远不能适应时代发展和顾客的消费需求。由此导致自上个世纪60年代以来营销方式向两个方向的转变，即在极短时间内的“快速购物”和在较长时间内的“娱乐购物”。 “快速购物”是指能让消费者以最短的时间、最快的速度买到所需商品的销售方式。自第二次世界大战之后，在欧美各国兴起“自选商场”，即现在的“超市”，以开架直销式系统，满足了人们日益发展的消费需求。随着科学技术的不断发展，又相继出现了更为便捷的“通信购物”、“电话购物”、“电视购物”和“网上购物”等形式。这些购物方式方便了顾客，极大的节省了顾客的时间。 “娱乐购物”是指集购物、娱乐、休闲、观赏、交流、健身、美容等活动为一体的大型综合性营销服务方式。此类商店通常是一幢综合性的商业大厦，除了有出售商品的商场、超市、专卖店之外，还设有音乐厅、画廊、茶社、酒吧、美容厅等空间。一改过去拥挤不堪、呆板单一的商店形象，成为多功能综合性
数字化设计与制造 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
数字化设计与制造 一、背景 在计算机技术出现之前，机械产品的设计与加工的方式一直都是图纸设计和手工加工的方式，这种传统的产品设计与制造方式，这使得产品在质量上完全依赖于产品设计人员与加工人员的专业技术水平，而数量上则完全依赖于产品加工人员的熟练程度，而随着工业社会的不断发展，人们对机械产品的质量提出了更高要求，同时数量上的需求也不断增长。为了适应社会对机械产品在质量与数量上的需求，同时也为了能进一步降低机械产品的生产成本，人们在努力寻求一种全新的机械产品设计与加工方式，而二十世纪四五十年代以来计算机技术的出现及其发展，特别是计算机图形学的出现，让人们看到了变革传统机械产品设计与生产方式的曙光。于是，数字化设计与制作方式应运而生，人们逐步将机械产品的设计与加工任务交给计算机来做，这一方面使得机械产品的设计周期大大缩短，另一方面也使得产品的质量与数量基本摆脱了对于设计与加工人员的依赖，从而大大提升了产品的质量，降低了产品的生产成本，同时也使得产品更加适合批量化生产。 二、概念 数字化设计：就是通过数字化的手段来改造传统的产品设计方法，旨在建立一套基于计算机技术和网络信息技术，支持产品开发与生产全过程的设计方法。 数字化设计的内涵：支持产品开发全过程、支持产品创新设计、支持产品相关数据管理、支持产品开发流程的控制与优化等。 其基础是产品建模，主体是优化设计，核心是数据管理。 数字化制造：是指对制造过程进行数字化描述而在数字空间中完成产品的制造过程。 数字化制造是计算机数字技术、网络信息技术与制造技术不断融合、发展和应用的结果，也是制造企业、制造系统和生产系统不断实现数字化的必然。
制造业的数字化发展现状及趋势 全球制造业的竞争从20世纪初期的规模化及降低产品成本、20世纪中后期的提高企业整体效率及产品质量，至20世纪后期的交货期、质量、价格和服务等方面的竞争，进入21世纪以来，已经发展至创新能力的竞争。这种态势导致制造业竞争焦点集中在产品研发速度和创新能力上，为提高创新能力和效率，数字化战略已成为跨国制造企业产品创新的首选战略。 (一)制造业数字化的内涵 数字化是以数字的生成、加工、传输、使用、修改和储存为基础，以数字样机为核心，以单一数据源管理为纽带，在设计、制造和管理过程中用数字量取代模拟量、用数字技术取代传统技术，并以数字量作为设计、制造和管理的唯一依据。 制造业数字化的核心是数字化制造技术，数字化制造是指在虚拟现实、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，对产品设计和功能的仿真以及原型制造，快速生产出达到用户要求性能的产品整个制造全过程。 (二)制造业数字化是制造业信息化发展的新阶段 数字化生产方式是先进制造业的重要发展方向。制造业数字化是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融和、发展与应用的结果，也是制造企业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的必然趋势。随着信息技术的发展，制造业的数字化不断加强，制造技术与信息技术交叉融合，制造业数字化成为信息技术改造传统产业和实现信息化带动产业升级的突破口。 (三)我国制造业数字化的发展进程亟待加快 随着美国“制造业回归”强力推动以及国内劳动力土地成本上升，我国制造业依赖传统比较优势参与国际竞争的局面难以为继。当前，在全球经济缓慢复苏、国际制造业竞争加剧、传统比较优势难以持续、新工业革命正在孕育的复杂背景下，中国制造业面临着严峻挑战和重大机遇，加快我国制造业数字化的发展进程，培育和发展新优势，在新一轮国际产业竞争中赢取主动，成为促进中国工业转型升级的重大战略抉择。 二、我国制造业数字化的现状与趋势 改革开放30多年来，中国制造业生产总值已发展成为世界第一，未来数十年我国将实现从工业大国向工业强国的转变，提高技术创新能力和产品质量水平
现代展示设计的发展趋势 摘要：展示艺术设计是融科学技术、社会经济发展为一体的综合艺术,它涵盖了哲学、美学、心理学、社会学、及符号学等多门相关学科,表现出较强的交叉性、包容性及综合性。而时代的发展，科技的进步使得展示设计在设计理念，设计方式，表现手段和采用的材料上都具备了很多以往不具备的新特点。关注这些在展示设计领域出现的新技术，新手段，新理念和新趋势正是本文致力的重要任务。 关键词：现代展示生态设计互动虚拟实境 Abstract: art and design show financial science and technology, socio-economic development of an integrated art, it covers the related disciplines of philosophy, aesthetics, psychology, sociology, and semiotics, showing a strong cross, inclusiveand comprehensive. Development of the times, advances in technology making display design in the design philosophy, design approach, performance tools and materials used with the many new characteristics that do not have in the past. Concerned about the important tasks in the field of display design, new technologies, new tools, new ideas and new trends in this article is committed. Keywords: display, eco-design, interactive, virtual reality. 一、现代展示设计及其趋势概述 展示设计是一个有着丰富内容、涉及广泛领域并随着时代发展而不断充实其内涵的课题。展示设计的核心在于展示，旨在解决参观者与展品及展示空间之间的互动关系，以达到在特定空间内通过各种不同形式和语言传达特殊的信号和意义，从而扩大影响，标榜理念的作用。在展示设计中遇到的问题也往往都是需要解决展示空间以及展示手段和媒体的运用。 赫伯特·拜耶早在《展览与博物馆设计的面貌》一书中说道：“展览设计已经发展成为一门新的学科，作为大众传播与集体努力和影响的力量与多种媒体的顶点。视觉（形象）传播的整合方式组成了一种引人注目的复杂体：语言作为形象的印刷（载体），图片、绘画、照片、雕塑物、材料和外表、色彩、光线、运动、影片、图表等等都是作为符号象征，所有有形的与心理的方法的运用产生了展览设计的强化和新的设计语汇。” 随着人类社会文明的不断进步和信息时代的到来，新的技术和手段得以不断参与到展示设计中，（如现代声像技术、摄影技术、计算机模拟仿真技术等），随着这些新技术，新材料的一起到来的是人们接受信息新的方式，而这势必带来展示设计在概念，思维以及设计方法和趋势方面的转变。因此，新的材料，新的设计概念，新的信息传播和接受方式，使得现代展示设计呈现出了新的特点和趋向，如：设计人性化、参与互动性、信息网络化、设计多样化以及虚拟现实化等。但在这些特点和趋势中，给人印象最深刻，影响也许最深远的当属展示空间的生
数字化制造技术课程设计说明书 姓名 学号 班级 起讫时间2016.1.3—2016.1.13 指导老师 南通大学机械工程学院
目录 1、课程设计任务及要求 (2) 2、零件2的Solidworks三维建模 (2) 2.1 底座拉伸建模 (2) 2.2 上部拉伸 (4) 2.3 上部半圆孔拉伸切除 (4) 2.4 零件2三维图 (5) 3、零件2的Mastercam模拟仿真加工 (6) 3.1 铣削底座 (6) 3.2 上部凸台铣削 (7) 3.3 凸台轮廓铣削 (8) 3.4 铣削半圆孔 (8) 3.5 铣削底面 (9) 3.6 钻直径15mm孔 (9) 4、零件1的SolidWorks三维建模 (10) 4.1 零件1旋转拉伸 (10) 4.2 倒圆角 (11) 4.3 拉伸切除孔 (11) 4.4零件1三维建模 (12) 5、零件1的Mastercam模拟仿真加工 (13) 5.1 铣削直径240mm外圆 (13) 5.2 铣上平面 (14) 5.3 铣直径100mm外圆 (15) 5.4 铣第二台阶外圆 (15) 5.5 铣环形槽 (16) 5.6 倒直径240mm外圆和直径100mm外圆圆角 (16) 5.7 加工对称面 (17) 5.8 钻孔M20×4孔 (17) 5.9 钻M50中心孔 (18) 参考文献 (19) 附录1 (20) 附录2 (21)
1、课程设计任务要求 学习并熟练掌握SolidWorks和Mastercam两个软件，并对所给零件图中任选两个零件。对所选的零件应进行SolidWorks三维建模以及Mastercam模拟仿真加工，对于关键步骤应当适应截图并标以文字说明，文字说明应包含所选方法和参数。 2、零件2的Solidworks三维建模 零件2相关尺寸如图（图2.1 零件2图纸），然后进行零件的SolidWorks 三维建模。 图2.1 零件2图纸 2.1底座拉伸建模 采用拉伸造型的方法对零件底座进行拉伸造型。按照尺寸绘制草图（图 2.2 底座拉伸草图），然后拉伸完成底座建模（图2.3 底座三维图）。
. . 1、广义的数字化设计技术涵盖以下内容: 1) 产品的概念化设计、几何造型、虚拟装配、工程图生成及相关文档编写。 2) 进行产品外形、结构、材质、颜色的优选及匹配，满足顾客的个性化需求，实现最佳的产品设计效果。 3) 分析产品公差、计算质量、计算体积和表面积、分析干涉现象等。 4) 对产品进行有限元分析、优化设计、可靠性设计、运动学及动力学仿真验证等，以实现产品拓扑结构和性能特征的优化。 2、曲线二阶参数连续性，二阶几何连续性含义及其之间的关系？ 二阶参数连续性，记作C 2连续，是指两个曲线段在交点处有一阶和二阶导数的方向相同，大小相等。 二阶几何连续性，记为G 2连续，指两个曲线段在交点处其一阶、二阶导数方向相同，但大小不等。 关系： 1）曲线面造型中，一般只用到一阶和二阶连续性； 2）同级参数连续必能保证同级几何连续，同级几何连续不能保证同级参数连续； 3）二者形成的曲线面形状有差别。 3、实体造型优缺点： 优点：完整定义三维形体，确定物体的物性参数，方便的生成三维物体的多视图和剖视图，可以消除隐藏线和面，直接进行数控加工编程。 缺点：不能适应形体的动态修改，缺乏产品在产品设计开发整个生产周期中所需的所有信息，难以实现CAD/CAM/CAPP 集成。 4、参数化造型的含义和特点 参数化造型使用约束来定义和修改几何模型。约束反映了设计时要考虑的因素，包括尺寸约束、拓扑约束及工程约束(如应力、性能)等。 参数化设计中的参数与约束之间具有一定关系。当输入一组新的参数数值，而保持各参数之间原有的约束关系时，就可以获得一个新的几何模型。 5、逆向工程有哪些关键技术及其主要内容 实物逆向工程的关键技术:逆向对象的坐标数据测量、测量数据处理 模型重构 数据处理及模型重构技术等 主要内容：1）根据实物模型的结构特点，做出可行的测量规划，选择合适的数据采集，设备，将实物模型数据化。 2）初步处理：剔除误差明显偏大的数据点，补测某些关键点，测量数据分块处理，产品功能结构分析以及数据曲率分布，定义曲面边界，提取边界线，对测量数据进行分块，对边界进行规则化处理，提高边界拟合曲线由于疏密不均的数据精度。 3）根据所采集的样本几何数据在计算机内重构样本模型的过程，根据点数据特征分析，确定构建特征曲线所需的数据点，构造曲线网格，控制曲线的准确性和平滑度，编辑曲面间的连续性和光滑性，形成逆向对象的曲面和实体造型。 6、数字化仿真的基本步骤: 系统建模，仿真实验，仿真结果分析 1）在计算机上将描述实际系统几何、数学模型转化为能被计算机求解的仿真模型 2）运行仿真过程，进行仿真研究过程，对所建立的仿真模型进行试验求解的过程 3）仿真结果分析：从试验中提取有价值的信息以指导实际系统的开发 7、有限元分析方法的基本原理 将形状复杂的连续体离散化为有限个单元组成的等效组合体，单元之间通过有限个节点相互连接;根据精度要求，用有限个参数来描述单元的力学或其他特性，连续体的特性就是全部单元体特性的叠加;根据单元之间的协调条件，可以建立方程组，联立求解就可以得到所求的参数特征。 5/数字化开发技术： 以计算机辅助设计CAD 、计算机辅助工程分析CAE 为基础的数字化设计DD 和计算机辅助制造CAM 为基础的数字化制造DM 技术，是产品数字化开发技术的核心内容。 4/数字化开发技术的意义： 产品的数字化开发技术深刻地改变了产品设计、制造和生产组织模式，成为加快产品更新换代、提高企业竞争力、推进企业技术进步的关键技术和有效工具。 3/数字化制造技术包括： 用于编制零件的制造工艺的成组技术GT 及计算机辅助工艺规划CAPP 技术； 控制刀具和机床的相对运动，进而实现零件加工的数控NC 编程及数控加工技术； 实现产品快速开发的快速原型制造RPM 技术； 实现快速复制的逆向工程RE 技术 1. 什么是数字化设计，涵盖哪些环节和内容? 数字化设计(DD)是以实现新产品设计为目标，以计算机软硬件技术为基础，以数字化信息为辅助手段，支持产品建模、分析、修改、优化以及生成设计文档的相关技术的有机集合. 2. 论述数字化设计、制造与产品开发之间的关系。 从产品开发的角度，数字化设计和数字化制造之间具有密切的双向联系：只有与数字化制造技术结合，产品数字化设计模型的信息才能被充分利用；只有基于产品的数字化设计模型，才能充分体现数字化制造的高效性。
数字化设计与制造的现状和关键技术 一、数字化设计与制造的发展现状 数字化设计与制造主要包括用于企业的计算机辅助设计（CAD）、制造（CAM）、工艺设计（CAPP）、工程分析（CAE）、产品数据管理（PDM）等内容。其数字化设计的内涵是支持企业的产品开发全过程、支持企业的产品创新设计、支持产品相关数据管理、支持企业产品开发流程的控制与优化等，归纳起来就是产品建模是基础，优化设计是主体，数控技术是工具，数据管理是核心。 由于通过CAM及其与CAD等集成技术与工具的研究，在产品加工方面逐渐得到解决，具体是制造状态与过程的数字化描述、非符号化制造知识的表述、制造信息的可靠获取与传递、制造信息的定量化、质量、分类与评价的确定以及生产过程的全面数字化控制等关键技术得到了解决，促使数字制造技术得以迅速发展。 作为制造业的一个分支，船舶行业要实现跨越式发展，必须以信息技术为基础。世界造船强国从CAX开始，逐步由实施CIMS、应用敏捷制造技术向组建“虚拟企业”方向发展，形成船舶产品开发、设计、建造、验收、使用、维护于一体的船舶产品全生命周期的数字化支持系统，实现船舶设计全数字化、船舶制造精益化和敏捷化、船舶管理精细化、船舶制造装备自动化和智能化、船舶制造企业虚拟化、从而大幅度提高生产效率和降低成本。所谓数字化设计就是运用虚拟现实、可视化仿真等技术，在计算机里先设计一条“完整的数字的船”。不仅可以点击鼠标进入船体内部参观一番，还可以在虚拟的大海中看它的速度、强度、抗风浪能力。这样一来船舶设计的各个阶段和船、机、舾、涂等多个专业模块在同一数据库中进行设计。 船舶是巨大而复杂的系统，由数以万计的零部件和数以千计的配套设备构成，包括数十个功能各异的子系统，通过船体平台组合成一个有机的整体。造船周期一般在10个月以上，既要加工制造大量的零部件，又要进行繁杂的逐级装配，涉及物资、经营、设计、计划、成本、制造、质量、安全等各个方面。这样的一个复杂的系统需要非常强大的信息处理能力。我国船舶行业今年来虽有很大的发展，但与国际造船强国相比，无论在产量，还是在造船技术上差距甚大，信息化水平落后是直接原因。其中，集成化设计系统与生产进程联系不紧密、船舶零部
智能制造技术的国内外现状 智能制造技术无疑是世界制造业未来发展的重要方向之一，所谓智能制造技术，是指在现代传感技术、网络技术、自动化技术、拟人化智能技术等先进技术的基础上，通过智能化的感知、人机交互、决策和执行技术，实现设计过程、制造过程和制造装备智能化，是信息技术和智能技术与装备制造过程技术的深度融合与集成。作为智能制造的重要工具之一，自动化技术的发展程度无疑决定着智能制造发展的成败。 全球智能制造发展趋势： 1．以3D打印为代表的“数字化”制造技术崭露头角。 2．智能制造技术创新及应用贯穿制造业全过程。 3．世界范围内智能制造国家战略空前高涨。 国外智能制造技术发展现状 世界主要工业化发达国家提早布局。自20世纪80年代末智能制造提出以来，世界各国都对智能制造系统进行了各种研究，首先是对智能制造技术的研究，然后为了满足经济全球化和社会产品需求的变化，智能制造技术集成应用的环境——智能制造系统被提出。日本于1989年提出智能制造系统，且于1994年启动了先进制造国际合作研究项目，其中包括公司集成和全球制造、制造知识体系、分布智能系统控制、快速产品实现的分布智能系统技术等。美国于1992年执行新技术政策，大力支持包括信息技术和新的制造工艺，智能制造技术在内的关键重大技术。欧盟于1994年启动新的研发项目，选择了39项核心技术，其中信息技术、分子生物学和先进制造技术中均突出了智能制造技术的地位。近来，各国除了对智能制造基础技术进行研究外，更多的是进行国际间的合作研究。 世界主要工业化发达国家将智能制造作为重振制造业战略的重要抓手。融危机以来，在寻求危机解决方案的过程中，美、德、日等国政府和相关专业人士纷纷提出通过发展智能制造来重振制造业。2001年6月，美国正式启动包括工业机器人在内的“先进制造伙伴计划”；2012年2月，又出台“先进制造业国家战略计划”，提出通过加强研究和试验税收减免、扩大和优化政府投资、建设“智能”制造技术平台以加快智能制造的技术创新；2012年设立美国制造业创新网络，并先后设立增才制造创新研究院和数字化制造与设计创新研究院。德国通过政
科技信息 在知识创新的信息化时代，我国改革开放更进一步的深入，２０１０年上海世博会的成功举办，会使中国会展业在管理体制及运作机制上发生一系列变革。在未来一段时期中国现代展示设计将呈现出新的趋势。 １、全球化趋势 当今，经济、金融、贸易等行业都面临的最大现实问题就是全球一体化，从而也影响到我国的会展业。２０１０年上海世博会，必将带动全国的会展经济效益，给我国会展业带来先进的管理经验和办展技术，特别是在会展业的配套服务系统如何进行分工协作、会展业与旅游业怎样实现有效联合等问题上可以提供新的参考依据，这将大大提高我国会展管理部门的宏观调控水平。正确有效地对待世博所带来的机遇和挑战，中国会展界应做好两方面的准备，即对内抓紧制定行业法规，对外熟悉国际规则。与其它行业相比，中国会展业是一个逐步崛起的行业。因此，我国会展业也会受到世界金融危机的冲击，但肯定不会像金融、制造业等行业那样强烈。服务贸易总协定要求各成员国对服务贸易执行与货物贸易相同的无歧视和无条件的最惠国待遇，作为一种特殊的服务行业，展示设计自然也要受此协定的约束。 ２、信息化趋势 知识经济的主要标志就是信息化，信息化势必要求中国会展业与国际会展业接轨，同时也代表了我国展示设计发展的必然趋势。所说的“信息化”有两层涵义，一是要全面地熟悉国际会展业最先进的东西，包括国际会展行业最新动态、最新理论研究成果、最新展会信息或科技设备等；二是在会展过程中充分利用各种高科技信息技术，用来提高会展管理和活动组织的效率。当今社会已经迈入知识经济时代，作为第三产业成熟后迅速崛起的展示设计，就应该跟上时代，并引领潮流。中国展示设计要实现信息化发展还有许多事情可做。在展示设计中积极推广现代科技成果，逐步实现行业管理的现代化、会展设备的智能化和活动组织的网络化。充分利用国际互联网（ＩＮＴＥＲＮＥＴ），推动国内会展业的信息革命。 ３、集团化趋势 集团化是国内各个产业部门急需解决的共同问题，它是企业经营过程中伴随市场竞争而产生的一种经营战略。虽然会展经济的概念在中国有深刻影响时间不长，或者说会展业在中国还是一项年轻的产业，在这种产业背景下会展业必须从开始就走集团化发展的道路。中国要促使会展业集团化的最终目的是为了让会展企业之间实现优势互补来提高我国会展业在国际中的竞争力。展示设计的集团化不是将企业和企业的简单相加，而是整个行业在资产、人才、管理等方面全方位的融合与质的提升。我国展示设计的集团化可以实行：一是采取横向联合、纵向联合、跨行业合作等灵活多样的组织形式，组建展示设计团队；二是开展品牌竞争。即展示设计应以统一的企业文化和品牌开展经营管理，以逐步提高品牌的知晓度及价值含量。 ４、品牌化趋势 品牌是会展业发展的灵魂，综观世界上所有会展业发达国家，几乎都拥有自己的品牌展会和会展名城。为增强中国会展业的国际竞争力，品牌化是必由之路。我国当前的展示设计力求打造名牌效应，如今国内各大城市已经涌现出一批具有知名品牌的会展企业或展会，如北京国际会展中心、上海国际会议中心、大连星海国际会展中心、北京国际汽车展、深圳高交会等等，这些品牌企业或展会将为我国内地的很多城市发展会展业积累丰富的经验。但是，和国际上有名的品牌企业相比还存在一定的差距。由此可以预见，品牌化必将作为一项重要任务提上中国会展业发展的日程。 ５、专业化趋势 专业化是展示设计发展的必然选择。我国会展业在过去很长一段时期，打造的都是综合化，突出的是小而全，并希望以此接纳更多层次、更多类型的参展商来参加展会，这样做的后果就造成了展览会没有特色、规模不大、吸引力小。最近，在这方面做了大量有意义的探索：一是展会内容设计要求专题化。展会必须树立明确的主题定位，有针对性地量身打造，精心设计，突出主题，否则就吸引不了相应的参展商和有需求的观众，现在绝大多数展会主办者和设计师都意识到了这一点。二是场馆功能的主导化。除了会议或展览需要有明确的定位外，场馆也应该有比较清晰的主导功能定位。三是活动组织设计的专业化。随着中国会展业的发展特别是与国际会展市场的进一步接轨，展示设计必将在展示策划、总体设计、整体促销、场馆布置、配套服务等方面更加专业化。 ６、创新化趋势 ２１世纪是创新的世纪，不变就要落后，不进步注定要被淘汰。新的事物如果不能有持续性的创新就会失去持续发展的能力。会展业在中国是一项新兴的经济产业，并且与会展发达国家相比国际竞争力还有待提高，因此，我们要不断创新、持续发展来突出自身的特色。中国展示设计的创新可分为四个主要方面，即设计理念创新、展示产品创新、运作模式创新和服务方式创新。设计理念创新是指展示设计应树立“不求最大，但求最精”的设计思想，即在最大限度地满足参展商和观众需求的前提下，实现企业综合效益的最大化；会展产品创新主要包括不断开发新展会和大力培育品牌展会；运作模式创新即在组织方式或操作手段上进行变革，以适应新的市场形势；服务方式创新则指按照“以人为本”的原则，并充分利用各种现代科技成果，为参展商和观众提供更超前、更便捷的配套服务。 ７、生态化趋势 可持续发展是我们人类社会进步的永恒主题。一项经济产业要获得持续、健康的发展，务必达到经济效益、社会效益和生态效益的统一，为我们社会创造最大收益。可以预见，生态化将成为展示设计发展的必然趋势。展示设计的生态化设计主要体现在以下三个方面：（１）场馆的生态化设计。“绿色会展场馆”的概念在我国已经得到重视。政府或投资者在兴建会展场馆时，无论从会展场馆选址、建筑材料选择还是内部功能分区，都突出生态化的特色。（２）倡导绿色环保营销理念。会展城市在组织整体促销或在对外宣传时，展会主办者和参展商家都将更加强调自身的生态特色和环保理念来满足观众的环保心理需求。（３）强化环境保护意识。除积极建设绿色场馆外，展会组织者和场馆管理人员将比以前更加注重节能减耗和三废处理，在布展设计用品上优先采用环保材料和易回收的材料。 ８、多元化趋势 多元化发展是世界会展业的发展方向，具体包括产品类型的多元化、活动内容的多元化和经营领域的多元化。专业内容涉及到汽车、建筑、电子、房地产、花卉等各个行业，自己的品牌要尽快成熟起来。从传统的静态陈列转向融商务洽谈、展会参观、旅游观光、文化娱乐等于一体的会展形式正在形成，这是全球会展业发展的必然趋势。面临激烈的行业市场竞争，我国的绝大多数会展公司都会努力拓展本企业的经营项目，形成“一业为主，多种经营”的格局，以分担经营风险，增强企业综合竞争力。 总之，社会的进步和科技的高速发展对展示设计提出了更高的要求，拥有全新的设计理念，敏感的创新思路，先进和多样的设计手段和技术，才能为现代展示设计插上腾飞的翅膀。 参考文献 ［１］符远．展示设计．高等教育出版社，２００３ ［２］凌士义．展示设计．河南科学技术出版社，２００６ ［３］新华网会展频道 当代展示设计的发展趋势探索 濮阳职业技术学院李朝献 ［摘要］新的世纪，随着世界经济格局的变化以及我国改革开放的深入，中国会展业将赢得众多发展的契机，２０１０年上海世博会的成功举办，会使中国会展业发生一系列变革。在未来一段时期中国现代展示设计将呈现出新的趋势，展示设计作为商业媒介扮演着重要的角色。 ［关键词］展示设计发展趋势 基础理论研讨 ４８ ——