关于数字化设计与制造技术的读书报告1120200121.数字化设计与制造概述随着全球经济一体化的进程加快以及信息技术的迅猛发展，现代制造企业环境发生了重大的变化，其变化的主要特征为：产品生命周期缩短；交货期成为主要竞争因素；大市场和大竞争已基本形成；用户需求个性化，多品种小批量生产比例增大。为适应需求的变化，现代制造业出现了符合这种发展的新模式，其核心在于：在制造企业中全面推行数字化设计与制造技术，通过在产品全寿命周期中的各个环节普及与深化计算机辅助技术、系统及集成技术的应用，使企业的设计、制造、管理技术水平全面提升，促进传统产业在各个方面的技术更新，使企业在持续动态多变、不可预测的全球性市场竞争环境中生存发展并不断地扩大其竞争优势。数字化设计与制造是以计算机软硬件为基础、以提高产品开发质量和效率为目标的相关技术的有机集成。与传统产品开发手段相比，它强调计算机、数字化信息、网络技术以及智能算法在产品开发中的作用。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）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助工艺设计（CAPP）、计算机辅助工程分析（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，它们之间的关系如图1所示。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，这些关键技术之间的具体关系如图2所示。图1数字化支持企业的产品开发全过程图2关键技术之间的具体关系2.数字化设计与制造的学科体系20世纪80年代以后,随着计算机技术、网络技术、数据库技术的成熟以及产品数据交换标准的不断完善,各种数字化开发技术开始交叉、融合、集成,构成功能更完整、信息更畅通、效率更显著、使用更便捷的产品数字化开发集成环境。图3所示为产品数字化开发环境及其学科体系。以下对数字化设计技术、数字化制造技术、数字化管理的一些核心技术做简单的介绍。产品数字化开发环境数字化设计技术数字化制造技术数字化管理计算机图形学（CG）计算机辅助设计（CAD）计算机辅助工程分析（CAE）逆向工程（RE）数控（NC）加工技术成组技术（GT）计算机辅助工艺规划（CAPP）快速原型制造（RPM）供应链管理（SCM）客户关系管理（CRM）产品数据管理（PDM）产品全生命周期管理（PLM）企业资源计划（ERP）图3产品数字化开发环境及其学科体系（1）计算机图形学(CG)计算机图形学(ComputerGraphics)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。简单地说，计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。其研究内容非常广泛，如图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法、非真实感绘制，以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。（2）计算机辅助设计（CAD）技术计算机辅助设计作为信息化、数字化的源头，它包含的内容很多，如概念设计、优化设计、有限元分析、计算机仿真、计算机辅助绘图等，主要完成产品的总体设计、部件设计和零件设计，包括产品的三维造型和二维产品图绘制。CAD的支撑技术是曲面造型、实体造型、参数化设计、特征技术和变量参数技术。（3）计算机辅助工程（CAE）技术CAE主要指用计算机对工程和产品进行性能与安全可靠性分析，对其未来的工作状态和运行行为进行模拟，及早发现设计缺陷，并证实未来工程、产品功能和性能的可用性和可靠性。（4）逆向工程技术（RE）逆向工程技术也称反求工程、反向工程逆向工程是在没有产品原始图纸、文档的情况下，是对现有三维实物（样品或模型），利用三维数字化测量设备准确、快速测得轮廓的几何数据，并加以建构、编辑、修改生成通用输出格式的曲面数字化模型，从而生成三维CAD实体数模、数控加工程序或快速成型制造所需的模型截面轮廓数据的技术。逆向工程为赢得市场节省了大量宝贵的时间，并且有效规避了风险，可应用于航空、汽车、通讯、电子、轻工、建筑、教育、医学、科研等领域的新产品开发。（5）计算机辅助工艺设计（CAPP）技术CAPP是通过向计算机输入被加工零件的几何信息（图形）和工艺信息（材料、热处理