時間：2023-09-04 16:54:43
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇數字化設計及制造技術，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞 材料成型及控制工程專業；卓越工程師；數字化設計與制造技術；教學體系
中圖分類號 G642.0
文獻標識碼 A
文章編號 1005-4634（2012）05-0073-04
隨著計算機技術的飛速發展，數字化設計與制造技術開始在模具制造業中發揮著越來越重要的作用，并且已經成功應用到模具設計、分析、仿真、模擬以及制造的全過程，數字化已經成為模具制造行業發展的必然趨勢。因此眾多模具企業需要大量的數字化設計制造高技能人才。長江三角洲地區是我國模具行業最集中和發達的地區之一，對模具高級工程人才的需求更加旺盛，培養符合企業需求的大批具有創新精神的模具卓越高級工程師，既是學校自身發展的需要，也是高校的職責所在。
目前，國內各院校成型專業技能人才的培養與企業要求不能達到“零對接”。這主要表現在：課程體系與企業需要的數字化設計制造能力要求脫節；課程內容陳舊，實踐環節薄弱。其結果導致學生工程實踐能力和設計創新能力不強。
為了適應設計制造領域快速發展的形勢和滿足社會對數字化設計與制造技術人才的需求，按照國家“卓越工程師培養計劃”的基本要求，南京工程學院材料成型及控制工程專業正在探索和研究新的培養模式，改革傳統的課程設置，對現有零散、重復交叉的數字化設計與制造課程進行整合、補充和優化，改革傳統的課程體系和教學方法，構建卓越計劃背景下數字化設計制造技術教學體系，對培養學生的創新能力和數字化設計制造技術工程的應用能力具有重要的意義。
1 材料成型及控制工程專業卓越工程師總體培養目標
在對眾多模具企業進行廣泛調研的基礎上，參照其他高等院校本專業的培養計劃，結合南京工程學院的實際情況，制訂了新的成型專業卓越工程師培養目標。新確定的培養目標是使學生掌握金屬塑性成形和高分子塑料成型以及現代模具設計與制造的基礎理論和工藝技術，具有應用三維數字化技術進行產品的模具設計、成型過程模擬分析、數控自動編程等基本技能，具備一定的材料性能及產品質量檢測分析的能力，擅長模具設計制造與材料成型生產的技術管理，能夠在模具領域從事設計制造、技術開發及生產經營管理的卓越模具工程師。
卓越計劃培養目標下數字化設計制造技術教學不能只滿足于學生會使用造型軟件工具，還要使學生掌握必要的軟件開發原理、計算機與專業結合的切入點等必要的理論基礎，即在教學內容灌輸上不但要做到“知其然”而且要“知其所以然”；數字化設計制造技術教學重點在于培養學生的綜合應用三維數字化設計能力，完成產品的三維模具設計、成型過程CAE分析、模具型腔模擬加工等，使學生對材料成型CAD/CAPP/CAE/CAM一體化有一個系統的訓練，并結合在企業的一年生產實踐，進一步強化和鞏固課堂理論知識。
2 卓越計劃背景下數字化設計制造教學體系構建
在卓越計劃總體培養目標的指導下，結合本專業現有的軟硬件教學條件，建立實用性、可操作性強的數字化設計與制造能力教學培養體系（如圖1）。所構建的教學體系決不是簡單地增加幾門軟件使用操作課程，也不是在原來的課程體系中再增加一系列獨立的、自成體系的數字化設計技術類課程，而是必須明確在卓越計劃背景下以三維數字化設計制造能力為培養目標，以CAD/CAPP/CAE/CAM一體化為理論教學主體，并與專業課程有一定的聯系，創新實踐環節上以模具數字化設計實訓、課外創新活動為基礎，同時輔以Pro/E、UG等三維應用軟件資格培訓、模具卓越工程師培訓等。通過改革傳統的教學體系和教學手段與方法，使得學生既擁有數字化設計制造技術的應用能力，又具有較強的創新意識和創新能力。
在理論教學中注重文理滲透，拓寬基礎。夯實學生計算機應用能力，注重分析研究模具專業技術的新發展，并以數字化技術為主線指導教學內容，將有關的現代科學技術融于課程教學中，改革教學內容、教學方法和手段，給予學生基本的創新理論與方法，啟迪學生的創新意識與思維，發掘學生的創新潛力。
3 卓越計劃背景下數字化設計與制造技術課程體系配置
數字化設計與制造技術課程涉及成型專業領域的模具CAD設計方法、成型工藝計算機輔助自動決策（CAPP）、成型過程模擬、最新成型加工方法等。隨著理論與信息化技術的快速發展和社會需求的不斷變化，數字化設計與制造技術課程體系應當精選和改造傳統課程，充實、反映當前科技成果的最新內容（如圖2所示）。
模具工程基礎課程主要為后續課程打下一個基礎，如《CAPP概論》、《CAD/CAM技術》課程中會涉及到實用CAPP系統、模具CAD系統的開發，就需要學生掌握VB語言等計算機語言基礎。
數字化設計系列課程培養學生現代模具設計理論與方法，應用數字化技術進行產品（實物模型）的三維CAD造型、三維模具型腔的設計、工藝分析、成型過程模擬等，使數字化設計技術貫穿設計全過程。
模具設計與制造相輔相承，先進的設計必須有先進的制造技術來實現，數字化制造技術是先進制造技術的核心。為此，在課程設置中，突出數字化制造技術，設置數字化制造系列課程，培養學生應用數字化制造技術與方法解決產品的制造問題。
專業素質拓展系列課程通過模具工程師理論基礎、模具設計選材與失效分析、壓鑄工藝與模具設計等專業素質拓展課程的學習，進一步拓寬材料成型領域模具設計專業知識。
4 數字化設計與制造創新實踐教學
創新實踐教學是數字化設計與制造技術培養中極為重要的組成部分，只有通過實踐才能更好地培養學生創新意識以及利用數字化技術進行創新設計的能力。創新實踐教學主要包括數字化設計與制造系列課程實驗、模具數字化設計制造實訓、基于校企聯合的綜合型實踐教學以及課外科技活動等。
4.1數字化設計與制造系列課程實驗
數字化設計與制造系列課程實驗以工程為背景，密切聯系工程和圍繞工程進行；針對傳統的實驗內容都被孤立地分散在各門專業課中、互不發生聯系的狀況，對實驗內容進行篩選和整合，實現專業課程實驗課的綜合化。以逆向工程課程為例，本課程實驗要求選取的實驗對象與后續模具數字化設計制造實訓選取的實驗對象一致，以便實現CAD/CAPP/CAE/CAM一體化。
4.2模具數字化設計與制造實訓
模具數字化設計與制造實訓是以典型模具零件為工作任務進行模塊化教學，主要流程為：用三維掃描儀（RE）對零件進行掃描獲取零件的三維坐標信息，在此基礎上完成對零件的三維CAD造型，并由零件的三維模型得到成型模具的三維型腔；根據模具結構對成型過程進行CAE模擬，模擬結果分析無問題后在計算機上使用軟件進行模具型腔的模擬加工，生成相應的加工數控代碼。利用數控機床所提供的通用標準接口將現代技術制造中心的多臺數控機床通過計算機網絡聯接起來，組建成一個局域網；將該局域網與CAD/CAE/CAM試驗中心的局域網連接起來，使設計信息、工藝信息、加工信息及后置處理數據能及時地傳遞到制造單元，學生在CAD/CAE/CAM試驗中心進行數控編程和仿真的數據也可直接傳送到機床上，這樣就構成了網絡化制造環境，減少了中間環節，增加了可靠性，并提高了工作效率，如表1所示。
4.3基于校企聯合的綜合型實踐教學
為了從根本上解決工程人才培養中工程教育不足和校企脫節的嚴重現象，“卓越計劃”建立了高校與企業優勢互補、聯合培養人才的新模式，將學生在校期間的學習分為校內學習（三年）和企業學習（一年）兩個階段。企業學習階段主要安排學生到企業完成的教學環節有：認識實習、生產實習、畢業實習、畢業設計等。畢業設計要求結合企業實際項目進行。企業學習階段重點強調學生數字化設計與制造能力的培養、訓練和形成，以及工程創新意識的培養。
4.4課外科技活動
在模具卓越人才的培養過程中，理論學習是基礎，思維是關鍵，實踐是根本，三者必須緊密結合。在理論教學、實踐教學、課外培訓等環節中，不僅要注重創新理論和方法的培養，還應注重創新思維和創新能力的培養，開展豐富多彩的創新活動。通過開展學術講座、課外科技活動等創新活動，可以極大地調動學生學習和實踐的積極性。可選擇的校內科技活動項目包括：大學生科技創新、模具創新設計大賽、AutoCAD創意設計大賽、數控技能大賽等。可選擇的校外競賽項目包括：挑戰杯全國大學生科技作品設計大賽、中國大學生創意創業大賽、3D數字化創新設計大賽等。
5 教學體系實施的保障
5.1校企聯手打造高素質的“雙師型”師資隊伍
師資隊伍建設是實現培養目標和提高教學質量的關鍵因素。積極組織“卓越工程師培養計劃”的專任教師到企業參加實踐或參加項目研制開發，進而提高教師的工程實踐能力。企業實習指導教師以生產一線的高級工程師為主；企業授課教師必須是在模具相關的企業工作三年以上，并具有一定的模具數字化設計與制造能力；企業畢業設計指導教師必須要求是具有較深的工程實踐背景的企業高級工程師或中高層領導，且能全面、系統地掌握相應的工程實踐環節。
5.2建立適應卓越人才培養需要的校內外實訓基地
建立穩定的、滿足教學需要的校內外實踐教學基地，是培養學生數字化設計與制造能力的重要保證。南京工程學院購進了數控加工中心、線切割、電火花等一批先進設備，還引進了符合專業發展方向和相應行業背景的企業，在學校營造必要的工程教學環境，將工程專業要素融入到平常理論學習和實踐教學當中。
近年來南京工程學院先后與企業共建了“江蘇省模具工程技術研究中心”、南汽模具裝備有限公司國家級“工程實踐教育中心”、“江蘇小節距工業鏈條工程技術研究中心”、“鑄鍛技術工程技術研究中心”等。同時，學院還與昆山模具工業城、無錫模具廠、永儒塑膠有限公司等企業建立了穩定的校外實習基地，營造了學生的實踐教學環境。
關鍵詞:新形勢；工藝裝備；數字化制造；技術分析
數字化制造技術的推出,是新形勢下科學技術的發展對傳統制造業的革命,同時,數字化制造技術的發達程度也是衡量國家和地區科技實力和綜合國力的重要標準之一,它的發展與人們的生活質量和水平有密切的聯系[1]。新形勢下衡量一個國家的科技發展水平,不再僅僅以其擁有的發現發明專利為標準,更多的是以它的制造業和制作技術能夠為世界提供多少有利于人類發展的產品為標準,在科學技術迅猛前進的今天,工裝產業與數字化制造技術的結合提供了越來越多造福于人類的產品。
1工裝數字化制造技術發展現狀與趨勢
1.1國內外工裝數字化制造技術的發展現狀
隨著計算機技術的發展和普及,計算機在越來越多領域的運用得到了前所未有的重視,在制造業也不例外。制造業在信息技術與自身的制作技術相結合的環境下日益邁向了數字化的歷程,工裝數字化制造技術已經成為提高企業產品競爭力的重要技術手段,近三十年以來,數字化制造技術在加快發展的步伐,許多發達國家的工裝產業實現了數字化設計和無圖紙生產。同時,數字化制造技術也在縱深方向,在機器人化機床、多功能機床等整機方面和高速電主軸、直線電機等單元技術方面均有較為突破的發展。我國數字化制造技術的基礎技術和數控技術都有很大的發展,基礎技術的研發和應用使我國的制造業設計自動化水平產生了質的飛越,對數控技術的進一步研發促進了我國數字化制造技術的成熟。
1.2工裝數字化制造技術的發展趨勢
第三次科技革命催生了計算機的發明,憑借著自身的強大優勢,計算機自誕生不就之后便被運用于控制機床加工。實現了由傳統的依靠人工向依靠自動化控制機床的轉變,為數字化制造技術的發展提供了可靠的條件[2]。無論是幾十年以前還是科技發展越發成熟的今天,數控機床的擁有量以及年產量不可置疑的成為一個國家制造能力的重要標志。數字化制造技術是基于精密化、網絡化、智能化的先進制造技術的基礎和核心,隨著計算機技術的不斷成熟和網絡技術的不斷普及,工裝數字化制造技術也將在更廣闊的領域發揮造福于人類的重大作用。
2新形勢下工裝數字化制造技術的結構體系
2.1工裝數據庫
建立數據庫是數字化設計中非常重要的基礎性工作,是數字化設計和制作的必要內容,是也是數字化制造技術運行的動脈。工作數據庫主要包括O型圓模具數據庫、壓型折彎零件及其模具數據庫、加長鏜桿鉆桿數據庫、配重匯總數據庫等組成。O型圓模具數據庫的主要任務命名工裝名稱、工裝代號、制作標準和圖號、對應產品信息以及進行模具設計、校對、審核等;壓型折彎零件及其模具數據庫匯總了工作室近幾十年以來的壓型折彎零件模具檔案圖紙,并將這些圖紙制作成電子文檔方便工裝編制人員、設計人員以及管理人員搭建資源共享平臺;加長鏜桿鉆桿數據庫匯總了多套加長鏜桿工裝和加長鉆桿工裝,為后期的大規模生產提供必要的數據;配重匯總數據庫主要收錄了包括尺寸、重量、數量、等在內的多種配重。工裝數據庫是工裝數字化制造的依據,它的建立對工裝工藝設計、制造、監測具有不可忽視的作用。
2.2設計制造應用技術
應用系統可以將工裝設計制造過程中各部分基于網絡集成為一體化技術,使系統內設計、加工、監測等各項技術協調運行[3]。設計制作應用技術包括工裝數字化設計、工裝數字化工藝設計、工藝數模設計以及數字化工裝制作。工裝數字化設計是以三維設計為基礎、采用并行工作方式的技術,它可以在設計的不同階段將數模發送給工裝設計數據庫,并通過網絡即時向有關部門反映問題;工裝數字化工藝設計主要工作是制定工裝制作工藝的總方案記憶各個協調方案,還需要設計出各個零件的制作工藝,將其刻錄到工藝設計數據庫之內;工藝數模設計是工裝數字化制造過程的一個重要環節,也是工裝制作過程的依據,它的主要任務是在工裝數模基礎上增加工藝余量和定位重構的數據庫;數字化工裝制作主要是依靠數字化加工設備來提高工作加工的精度,以便于縮短制作周期、提高制作速度和質量。
3結束語
數字化設計和制作技術是新形勢下制作技術的變革,也是機械制造業發展的必然趨勢。利用發展工裝數字化制造技術是企業提高技術水平和業界競爭力的一個重要舉措,同時也是提高我國現代化工裝制作技術水平的必經途徑,在國際舞臺上,誰占據了工裝數字化制造技術的制高點,誰就擁有更廣闊的工裝市場和發展前景。
參考文獻：
[1]王江,文韜,李向新.基于CATIA的模擬仿真在飛機維修實訓教學中的應用研究[J]. 長沙航空職業技術學院學報. 2014(02)
西方發達國家在飛機研制過程中率先全面應用了數字化技術，取得了縮短飛機研制周期，提高研制質量，降低研制成本的顯著成效。波音777是全球第一個采用全數字化定義的飛機，波音737-700飛機實現了研制過程的數字化管理和控制，2002年首飛成功的美國第四代戰斗機F-35，在數字化管理和控制的基礎上，采用了優勢企業（中心）聯合的研制模式。西方發達國家在飛機數字化研制道路上走過了“產品數字化定義”、“過程管理數字化”、“優勢企業中心聯合”三個主要發展歷程，形成了比較完善的全新的飛機數字化研制體系，從根本上改變了飛機制造業傳統的設計和制造模式，并取得了顯著的應用效果。（見圖1和表1），數字化技術及其應用已日益成熟，代表了飛機制造業的發展方向。
在上級機關的領導和支持下，中國航空工業通過實施飛機制造業數字化工程，以打通數字化生產線為主線，以并行產品數字化定義為核心，打通了飛機/直升機數字化設計制造主流程，從根本上變革了飛機設計、試驗、制造和管理的模式、流程、方式、方法和手段，形成了數字化生產方式，初步建立了飛機數字化研制基本體系，大幅度地縮短了飛機型號研制周期，降低了生產成本，提高了產品質量。
飛機數字化研制基本體系
體系是由若干個相互關聯、密不可分的要素組成的一個整體。飛機數字化研制基本體系由數字化設計等九大要素組成，各要素在飛機研制過程中的位置、作用及關聯關系見圖2。
數字化設計、試驗仿真、制造、管理構成了飛機數字化研制體系的主線，而基礎數據庫、飛機設計/制造標準規范和政策法規構成了飛機數字化研制體系的基礎；中間的數字化支撐環境和軟件系統將各類要素聯系在一起，集成各類應用系統和網絡，為飛機數字化研制提供支持協同設計制造的協同工作平臺，實現飛機數字化研制的信息溝通、單源數據管理和并行過程控制。
通過構建飛機數字化研制基本體系，中航工業主機廠、所形成了“一個平臺，七個中心”的數字化建設成果，全面支撐了數字化設計、制造主流程和仿真試驗輔流程等全新的飛機數字化并行協同研制模式。見圖3所示。
一個平臺
較大規模的廠、所數字化協同平臺。廠、所數字化協同平臺是以產品設計、工藝設計、產品數據管理、物流管理系統為核心，是航空企業從事產品設計、工藝設計、工裝設計與制造、生產管理等各類數字化研制業務的協同工作環境和信息集成、平臺。是數字化設計管理的基礎設施，它通過建立強壯的網絡連接和提供完善的網絡服務，整合企業內外的各種信息資源，保證設計、制造、管理信息流的通暢流動，實現產品設計制造的數據集成、功能集成和過程集成，形成支持跨廠所的產品設計制造協同工作環境，是飛機數字化研制體系的重要組成部分。
平臺主要由三維設計軟件、產品數據管理軟件，工作站、服務器，連接廠所千兆網絡等組成。可供全體飛機數字化設計制造人員同時按并行協同的方式，完成全機產品數字化定義和制造生產數據的有效組織和傳遞。見圖4所示。
七個中心：
功能/性能仿真中心，是基于功能/性能數字樣機，通過數字化仿真試驗手段，在產品設計階段早期就替代、減少和簡化部分物理試驗（實物、半實物試驗），通過仿真迭代使產品的功能和性能逼近設計指標，逐步走向成熟。
數字樣機裝配、仿真中心，用以部分取代實物樣機設計協調。確保裝配設計數字樣機評審結果的真實有效。通過虛擬拆裝、人機工效等先進的三維仿真手段對裝配過程進行預演，檢驗產品的可裝配性、可維護性和工藝性。使得在型號研制中采用全新的三維數字化手段和逼真的立體圖像進行設計裝配和協調，替代了過去飛機研制采用的木質或金屬實物樣機。為詳細設計、發出飛機生產圖樣打下基礎，見圖5所示。
工藝仿真中心，主要通過虛擬制造環境，集中開展主要專業制造過程（如裝配、機加、鈑金、復材、焊接等）的模擬仿真，對產品制造過程中的技術關鍵進行分析和預測，提前發現可能存在的工藝問題并優化工藝設計，使工藝方案更科學、合理。如圖6所示。
產品數據管理中心和制造數據管理中心（型號數據中心），由產品數據管理系統和支撐的服務器硬件組成，并通過二次開發和系統集成，將設計數據、分析數據、工藝數據、工裝數據以及各類基礎數據庫等按不同需求物理異地存放，邏輯統一管理，支撐并行協同研制過程，解決型號研制過程對產品數據共享和流程控制的需求，實現單一產品數據源。
物料配送中心，按照數字化的生產組織管理方式要求，對生產物料進行集中管理和配送供應，按照生產作業計劃組織進行工裝工具、毛料、零件和標準件的即時配送管理，實現主要生產過程的流程并行。不僅保證按計劃進行生產，同時能夠實現對物料的統一倉儲規劃、實現系統化作業管理和規范化庫存管理生產管控中心，負責生產計劃指定和設備有限能力的平衡，實現按照架次交付計劃進行生產計劃的優化排序，實現生產計劃編制、下達、跟蹤和反饋全過程的動態管理和控制。從而促使飛機制造企業由傳統的按完成項目百分比考核進度、手工對賬方式統計缺件等粗放的管理方式，向準確、具體、信息反饋及時的生產計劃與管理模式轉變。
在飛機數字化研制基本體系建設過程中，突破了九項重大關鍵技術：
1） 飛機數字化研制模式及并行協同流程關聯技術；
2） 成熟度控制下的并行產品數字化定義技術；
3） 用于并行產品數字化定義的組織模式和管理技術；
4） 數字樣機與虛擬現實融合技術；
5） 面向制造的全機產品數字化定義技術；
6） 跨廠所并行協同工作平臺和產品數據單源管理技術；
7） 飛機總體方案多專業關聯設計技術；
8） 統一模型關聯和參數化模塊化快速設計集成技術；
9） 基于模型定義的全三維設計制造技術（MBD技術）
結合型號研制應用，初步實現了方式、方法和手段的七大變革，顯著縮短了新機研制周期、提高了生產效率和質量、降低了成本。
1）并行產品數字化定義取代了傳統設計/制造串行；
2） 數字樣機取代了實物樣機設計協調；
3） 開展了部分飛機系統的數字試驗仿真，簡化或減少部分物理試驗，加速產品設計迭代過程；
4） 數字量協調傳遞為主的制造技術體系取代標準樣件-模線樣板工作法，取消大量模擬量工裝；
5） 打通了機加、鈑金、焊接、直升機裝配等部分數字化生產線，實現數字化制造取代模擬量制造；
6） 部分工藝數字模擬和仿真試驗取代工藝試切和試驗；
關鍵詞數字化設計與制造 課程體系 人才培養
1 數字化產品開發技術已成為現代制造業不可缺少的技術手段
制造業是一個國家的支柱產業，制造業的發展水平直接反映出國家經濟和科技的發展水平。以信息技術為主導的現代科學技術的迅速發展，推動了制造業和數字化產品開發技術的快速發展，使傳統的制造業面臨巨大挑戰。
傳統的產品開發過程采取串行設計模式，從產品設計、樣機試制到經過改進再投產，導致新產品開發的周期較長，缺乏市場競爭力。而現代制造業則借助數字化產品開發技術實現了從設計、制造全過程的并行設計模式，盡可能采用數字化三維數據模型取代原來的物理原型，從而縮短新產品開發周期，加快上市速度。
2 傳統教學模式與相關課程體系亟待改革
目前許多高校機械工程學科在數字化產品開發系列技術方面存在較多問題，主要表現在：原有的傳統教學模式是以常規機械設計制造流程為主線，課程體系的設置重理論輕實踐，各單元技術之間存在很大的脫節與重復現象，沒有形成完整的課程體系。
數字化設計與制造環境下的現代制造業，正逐步普及以三維cad技術為核心的數字化產品開發模式，這便要求機械類專業的人才培養目標、課程體系設置與之相適應。在充分調研的基礎上，提出將原有課程體系調整為：“以綜合素質培養為核心、創新教育為主線、以數字化產品開發技術為手段、拓寬基礎、加強工程實踐能力培養”。
3 數字化產品開發技術涉及的主要內容
數字化產品開發技術集成了現代設計制造過程中的相關先進技術，可分為：數字化設計、數字化制造、數字化管理等三大模塊，各模塊涉及的單元技術如圖1所示。
圖1數字化設計技術相關單元技術
上述各項單元技術貫穿于產品設計、分析、制造、使用等全過程，是一項多學科的綜合技術。以三維cad/cae/cam為核心的數字化產品開發技術已成為新產品開發不可缺少的現代技術手段。
4 數字化設計與制造環境下課程體系的設置
機械設計制造及其自動化專業屬于工程應用型專業，人才類型分成應用研究型和技術應用型。技術應用型人才主要是應用知識而非科學發現，其知識結構應圍繞現代制造業的實際需要進行設置，拓展基礎、注重實踐。在對重慶市眾多制造類企業（國營、民營；大、中、小型）進行廣泛調研的基礎上（涉及汽車整車制造廠、汽車零部件公司、摩托車制造企業、裝備制造業），并參照全國其他高等院校本專業的培養計劃，結合我校的實際情況，本專業方向人才培養目標為高素質應用型高級專門人才。
4.1 機械設計制造及其自動化專業課程體系
機械設計制造及其自動化專業課程體系的設置，應該建立在“機械設計技術基礎”、“機械制造技術基礎”以及“機電系統集成技術”三大平臺之上，并以數字化設計制造技術為特色、注重培養學生技術應用能力，強化綜合實踐與工程訓練。機械設計制造及其自動化課程體系框圖如圖2所示。
圖2機械設計制造及其自動化課程體系框圖
整個課程體系由理論教學、實踐環節以及課外社會活動實踐等三大部分構成，其中理論教學按課程的性質可分為：公共基礎課、學科基礎課、專業主干課以及專業方向選修課等四大類（圖2中只列出少部分課程）。
4.2 體現數字化設計與制造技術特色的實踐性環節
從課程體系中可以看出，綜合實踐性環節在整個課程體系中占有十分重要的地位，圖3為實踐性環節所涉及的主要內容，從中可以看出，數字化設計與制造技術在整個實踐環節中占有突出顯要的位置，并且四年不間斷。
在大一年級開設的“工程圖學課程實踐”、“計算機輔助繪圖（二維）”實訓中，要求學生用autocad軟件完成減速器的測繪，使學生得到最基本的數字化設計基本訓練；在“金工實習”環節，除進行車、銑、磨、鉗工以及鑄造、焊接等常規的加工方式外，重點強調數控機床、加工中心、線切割機床等設備所采用的數字化制造方式給傳統制造業所帶來的巨大變革。
在大二年級開設的“三維cad應用實訓”綜合實踐是數字化設計與制造技術最核心、最基礎的組成部分，通過高端三維cad\cae\cam一體化軟件——ug nx5的學習，學生應掌握實體建模、曲面設計、鈑金設計、裝配、工程圖等模塊，為后續環節打下堅實基礎；在“機械設計基礎”課程設計環節中，除完成以齒輪減速器為主體的一般機械傳動裝置的設計過程外，同時要求學生必須完成該減速器的三維建模、虛擬裝配及簡單的機構運動分析；在“電子工藝實習”中，除完成收音機的裝配調試以外，同時要求學生用“protel電路圖繪制軟件”完成收音機的整張電路圖。
圖3集中性專業實踐環節
在大三年級開設的“機械制造技術基礎課程設計”中，除常規內容以外，同時要求學生采用capp軟件完成該零件的計算機輔助工藝規程編制，并且用三維cad軟件采取自頂向下的裝配建模方法完成整套夾具的三維設計；在“計算機輔助制造實訓”綜合實踐環節中，要求學生掌握數控自動編程的原理、方法，并熟練運用ug nx5軟件中的cam模塊，完成一個中等復雜程度帶異形曲面零件的數控銑削自動編程，并實際加工操作。在“計算機輔助工程分析”綜合實訓環節中，要求學生掌握有限元分析的基本原理、方法，并基本掌握利用adams軟件對虛擬機械系統進行靜力學、運動學和動力學分析。
在大四年級開設的“逆向工程綜合實訓”，與其它實踐環節相比較，所涉及的范圍及綜合性則顯得更加突出，從概念設計到效果圖、油泥造型到三坐標掃描、點云數據處理到曲面設計及實體建模、快速原型制造，通過該實訓環節，強化學生在數字化設計與制造環境下進行新產品快速開發的實施流程。在“產品數據管理綜合實訓”實踐環節中，要求學生掌握數字化管理技術所涉及的領域，并熟練使用國產caxa v5 pdm軟件的使用方法。在整個課程體系中，依據不同的專業方向特點設置了相應的“專業實訓環節”。諸如在模具設計與制造方向，其專業實訓環節則是“注塑模具cad/cae/cam”綜合實訓，主要學習ug nx5軟件中的moldwizard注塑模具設計模塊以及的moldflow流動分析模塊的使用；在畢業設計環節，若畢業設計題目為工程設計類型，則要求學生必須完成一定工作量的三維設計。
5 近三年應用型人才培養的探索實踐
近三年來，機械工程學院在重視理論教學的同時強化實踐環節對學生能力的培養，學生的綜合素質得到顯著提高。并積極組織學生參加全國及重慶市的各種學科競賽，如：在第二屆全國機械創新設計大賽中獲得三等獎一項、第三屆全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽榮獲四個單項二等獎、第一屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽重慶賽區三等獎二項、2009年度全國三維數字化創新設計大賽（簡稱3d大賽）重慶賽區二等獎兩項等較好成績。與此同時，學院作為國家制造業信息化三維cad教育培訓基地，近三年培訓學生達五百人。
參考文獻
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關鍵詞 數字化協同設計；PDM；應用
中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2015）09-0036-01
隨著計算機和網絡技術的發展，在設計領域，數字化協同設計將是發展趨勢，也是互聯網+的一種實現。PDM則是數字化協同設計的重要實現方法。PDM發展較早，它與現代互聯網技術結合，可以作為數字化協同設計的重要實現手段，為數字化協同設計提供有力的技術支持，保證數字化協同設計取得積極效果。基于這一認識，我們應認真分析PDM與數字化協同設計的概念和內容，并深入探討PDM在數字化協同設計中的應用，重點從構建PDM數據庫和構建新的產品開發平臺兩個方面入手，分析PDM在數字化協同設計中的應用效果，為數字化協同設計提供有力支持。
1 數字化協同設計和PDM的主要概念和內容
數字化協同設計DCD（Digital Cooperative Design）是由計算機圖形學、遠程會議系統、并行工程、多媒體技術、互聯網技術、圖形與圖形通信和協作信息管理系統等多學科知識集成的系統技術。協同設計從根本上改變了傳統單機作業的設計方式，在分布式協同設計環境下，設計人員可以在產品開發的過程中尋找合作，借助于系統提供的功能共同完成設計。
PDM（Product Data Management，產品數據管理）技術出現于八十年代初期，大多是由各CAD供應商推出的配合CAD產品的系統，主要局限在工程圖紙的管理，解決了大量工程圖紙、技術文檔以及CAD文件的計算機管理問題。這是第一代PDM產品。隨著PDM技術的發展，目前PDM產品已經發展到了第三代，無論是技術成熟度還是對數字化協同設計的支持，都比第一代產品有明顯的優勢。因此，正確分析PDM技術，并掌握PDM技術，對推動數字化協同設計發展和提高設計質量具有重要作用。由此可見，正確分析數字化協同設計和PDM技術的概念和內容，對推動PDM在數字化協同設計中的應用具有重要作用。
2 PDM在數字化協同設計中的應用，應構建PDM數據庫
PDM作為所有產品知識的唯一數據源，提供了豐富的知識查詢手段，特別是對部件和文檔的分類管理，使PDM 真正成為了一個能夠讀解數據含義的業務知識系統，使得PDM遠遠超出了普通的文檔服務器（File Server or FTP）以及VSS這樣的協同控制領域，成為最接近知識管理的應用系統。具體應從以下幾個方面
入手。
1）將PDM作為搭建數據庫的主要技術。考慮到PDM技術的優越性，以及PDM技術對數字化協同設計的作用，在數字化協同設計過程中，積極構建PDM數據庫是十分重要的。結合當前數字化協同設計實際，將PDM作為搭建數據庫的主要技術，對提高數據庫構建質量和滿足數字化協同設計需要，具有重要作用。因此，應掌握PDM技術特點，并根據數字化協同設計的實際需要，利用PDM技術，構建數字化協同設計所需的數據庫。
2）根據數字化協同設計的現實需要，構建PDM數據庫。在了解了PDM技術之后，我們應認真分析數字化協同設計的需求，并根據數字化協同設計的現實特點，利用PDM技術構建數據庫，將該數據庫作為數字化協同設計過程中的重要數據支撐手段，提高PDM的應用性，為數字化協同設計提供更加完善的數據支撐，最大程度的滿足數字化協同設計需要，為數字化協同設計提供有力的支持。
3）把握正確的構建原則，提高數據庫的實用性。鑒于PDM技術的優點，以及PDM技術在構建數據庫中的作用，在構建數據庫過程中，我們應把握正確的構建原則，即把握準確性原則，做好技術選擇，把握全面性原則，保證數據庫能夠起到積極作用，把握有效性原則，保證數據庫在實際使用中能夠達到預期目的，提高數字化協同設計的整體質量。因此，把握正確的構建原則，并提高數據庫的實用性，對PDM技術應用具有重要作用。
3 PDM在數字化協同設計中的應用，應構建新的產品開發平臺
PDM建立了一個產品開發的平臺，使企業能夠運用并行工程（Concurrent Engineering）的原理，使產品在設計階段就包含產品相關的各個部門，如設計、工藝、制造、采購等，能夠讓各個部門協同工作。設計人員在初期就可以選用滿足要求并且成本低的零部件，產品設計的缺陷（無論是影響產品性能，還是影響產品的可制造性）也可以被及早發現，從而減少了工程變更的次數，縮短廠產品的研發時間。基于PDM的這一優勢，PDM在數字化協同設計中的應用，應構建新的產品開發平臺。具體應從以下幾個方面入手。
1）根據實際需要，構建新的產品開發平臺。在PDM技術應用過程中，考慮到PDM對數字化協同設計的促進，構建新的產品開發平臺，是解決數字化協同設計現存問題的重要手段。因此，PDM技術在具體應用過程中，應根據實際需要，構建全面新穎的產品開發平臺，提高其針對性。
2）在產品開發平臺的構建中，以滿足數字化協同設計需求為準。為了保證產品開發平臺的構建取得實效，在利用PDM技術構建產品開發平臺過程中，應正確分析數字化協同設計的需求，并以滿足實際需求為準，做好產品開發平臺的構建，提供數字化協同設計的整體質量，提高PDM的應用效果。
3）優化設計流程，提高產品設計的合理性。構建新的產品開發平臺之后，應將主要精力放在設計流程的優化上，通過對設計流程的優化，使產品設計的合理性得到全面提高，進而滿足數字化協同設計的需要，最終達到提高數字化協同設計效果的目的，為數字化協同設計提供有力支持。
4 結論
通過本文的分析可知，PDM技術可以作為數字化協同設計的重要手段，為數字化協同設計提供有力的技術支持，保證數字化協同設計取得積極效果。基于這一認識，我們應認真分析PDM與數字化協同設計的概念和內容，并深入探討PDM在數字化協同設計中的應用，重點從構建PDM數據庫和構建新的產品開發平臺兩個方面入手，分析PDM在數字化協同設計中的應用效果，為數字化協同設計提供有力支持。
參考文獻
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我國機床發展整體大而不強，低端產品多、價值低，高端產品少，很多企業還停留在“模仿”“仿造”階段，就像當年日本發展的初期。很多關鍵部件不過關，數控系統主要依賴于進口，提升產品質量的難度很大。企業創新能力差，信息化程度低，產品成熟度偏低，制造成本高，更無理論性、戰略性、方向性研究，是我們制造業的通病。把信息技術融于機床產品和企業管理的水平很有限，尤其是把現代信息技術融于數控產品，而研發并制造出高精尖產品就更差，所以我國機床的產品自動化、智能化、信息化、集成化程度都偏低。
此外關鍵零部件及核心運行部件的技術水平、運行速度、產品精度、可靠性、穩定性差，整體機床制造工藝水平與質量比較低。
影響國產數控機床質量的關鍵性指標一可靠性與國外產品相比明顯偏低，直接影響了國產數控機床的競爭力。例如，國產數控機床的平均無故障工作時間小于300小時，遠低于國外高檔數機床平均無故障工作時間2000小時，而國際標準為800小時。
因生產制造工藝、過程控制等因素，國產數控機床的幾何精度和工作精度單機生產質量遠高于批量生產質量，很難實現數控機床的大批量高精度生產，從而不能有效占領市場。
無論從產品功能、制造過程控制，還是知識管理與創新、整體企業管理與服務水平來講，我國機床產業的信息化水平都還很低，難以設計和制造出高端產品，實現“高、精、尖”數控機床的技術突破，無法有效提升企業升品牌內涵和企業核心競爭力。利用信息技術在設計、制造、管理、服務、運作等方面不斷實現創新與突破，向一體化、服務化、集成化綜合方案供應商型企業發展，是制造業長期發展適應市場的重要手段。
注重基礎理論研究，加強創新能力建設，全面融入信息技術，用高端制造業代替簡單制造業、技術密集型代替勞動密集型，發展高端數控機床產品，是企業在本輪產業結構調整與升級時的必經之路。
企業轉型從產品與服務入手
首先，提高產品的可靠性和穩定性（增加可靠性、破壞性實驗），融入信息技術（信息塔、智能化、網絡化、集成化等技術），深入研究用戶需求，從而設計和制造出更符合國家重點扶持行業及特殊用戶需求的高端產品、高附加值產品。
第二，提升對用戶及產品的服務化水平，建立企業內外一體化、數字化、集成化運作與服務支持系統，形成從單一供應產品的生產商，到包括研發設計、生產制造、管理資訊、企業運作環境與系統建設、兩化融合及軟件服務在內的制造業綜合解決方案供應商。
企業轉型升級面臨的急迫問題是創新和人的問題，即確立企業發展戰略與理念后，怎樣培養和管理高素質的人來利用最重要的信息技術，實現產品、管理和運作的不斷創新問題。
信息化技術是解決產業轉型升級最重要的手段和方法。無論是產品研究與創新，還是制造與工藝，管理與服務，無處不在。企業只有通過兩化融合才能實現真正的轉型與升級。
信息化建設的管理與技術難點
從管理方面來看：首先是實現管理創新難，信息化建設是一個在管理與技術上不斷實現創新并前進的過程，是管理與技術交融統一的集合體，只有管理創新跟上數字化運行環境發展要求，才能更好地開展信息化的各項工作。
其次，是數據管理難，由于裝配制造業企業普遍存在標準化、基礎化、個人信息化水平低等因素，尤其是國營企業、老企業，這一矛盾更為突出。
再者，知識更新難，由于信息化對每一位員工綜合素質要求較高，無論是在技術操作層面，或管理操作層面，都要跟上并適應數字化企業運作模式的具體要求，并要不斷學習新的信息技術和新的管理思想，而固守原有舊觀念、舊習慣、舊知識，又是每一員工難以接受和使用新系統、適應新環境的主要障礙。
從技術方面來看：首先是系統集成難，由于現有國內外數字化軟件產品，是依據不同業務分為孤立的系統來設計和實施的，數據不能共享，事后集成統一，事倍功半，投資大、失敗多，尤其是財務管理軟件，直接與企業靜態制造數據脫節，無法形成信息流與資金流的集成和統一，不能適應數字化的產品開發及管理對快速設計和創新設計的要求，更不能滿足未來企業數字化對信息技術及產品的需求。
其次，從軟件實施方法來看，所有信息化項目，都是在軟件實施后，再來消除信息孤島，解決數據唯一共享。再者，信息化項目實施邊界不清，需求多變，也是信息化項目實施周期長、成本高，不易成功見效的主要原因。
實現兩化融合的關鍵點
企業信息化就是要解決市場經濟條件下的T（時間）、Q（質量）、C（成本）、S（服務）問題，從某種意義上說，企業信息化就是對企業數據集合進行數字化設計、實施、應用及管理。只有解決好帶有制造成本數據的工藝數據和產品數據，使之在設計和生產經營中成為唯一共享數據，并在設計、生產、銷售、管理等活動中成為唯一數據源和唯一標準，才能在企業進行生產經營活動時發揮出信息化的具大作用。
所以，建立集研發、制造、管理及過程控制為一體的數字化企業運作模式，利用信息技術來不斷實現企業管理創新，提升企業核心競爭力，是企業信息化發展戰略面臨的首要問題。而解決帶有成本數據的產品數據與工藝數據的集成，和它在整個企業內外數據中的唯一共享問題，又是現代裝配制造業信息化的核心問題。
但是，目前各類工科院校的教學工作與學生就業需求普遍存在結構性矛盾。一方面，學生的專業知識與企業就業需求技能不匹配，學生畢業后不能快速適應企業實際工作的要求。另一方面，傳統教育的內容與先進的現代化設計制造模式脫節，學校缺乏符合現代先進制造業需求的數字化教學和實訓環境。因此，在高新技術條件下，如何運用現代化技術提高實訓設備的技術含量；如何運用信息技術進行教學和管理；如何使教學更貼近高科技企業的實際，更適應迅猛發展的高新技術對人才的要求，是擺在高等院校面前亟待解決的課題。
隨著新技術的應用，壓縮了傳統課程的教學課時（機械制圖），而大量增加近年來流行的先進機械設計和制造技術的教學課時 , 結合現代教學理念，我們提出建設數字化現代設計制造教學管理平臺，能夠完全模擬企業的工作流程，培養出符合現代制造技術要求的高級人才。
1 建設數字化現代設計制造教學平臺的意義
1.1 反映現代網絡制造技術的全貌及前沿，提升訓練層次
數字化現代設計制造教學平臺與傳統的金工、電子、數控實習基地，從其任務與功能、教學手段到人員構成均有了極大的改變。不應是傳統制造工藝的訓練，還應包括現代制造工藝的訓練；不應只是工藝方法及工藝過程的訓練，還應包括對信息、材料、通信、控制、環保等其它生產要素的了解，及對整個生產過程的全面掌握，并且能不斷跟蹤新技術、新工藝，及時向學生進行宣傳，使學生能了解制造領域的前沿動向。
1.2 打造真實企業環境，讓學生在學校就了解并掌握企業的生產流程
數字化現代設計制造教學平臺不僅是理論聯系實際，吃苦耐勞的思想作風的訓練，也應該是團隊精神、創新意識的訓練；它不僅有操作技能、實踐能力的訓練，也應該有經濟、質量、市場意識培養的訓練。因此按照企業的工作流程，把企業的工作模式抽象成為教學平臺，用這種方式來培養我們的學生，從設計環節，工藝環節、加工環節體會和了解企業的生產管理和產品加工已是當務之急。
1.3 提升先進實訓設備之間的有機聯系，匹配現代工廠的管理模式
在數字化現代設計制造教學平臺上，學生可以在機房進行產品的設計、建模、生成工藝路線及仿真的過程。保證每個學生一臺計算機，也就是說每個學生都可以進行產品的制造周期的訓練，學生仿真完畢，經老師檢查合格后，可以生成代碼，通過數字化設計制造實訓教學平臺的網絡傳輸功能，傳到機床設備或是從設備上直接從服務器上讀取傳輸數據，達到遠程制造或是在線制造，真正把現代設計制造落到了實處。
2 數字化現代設計制造教學平臺的建設思路
第一步，模擬典型制造企業數字化設計制造過程，建立真實的教學環境
實際上今天企業的工作流程，從二維CAD，三維CAD及分析，到工藝的編制，到制造，及數控車間網絡DNC管理，都是逐步采用信息化管理。
數字化教學管理平臺就是按照企業的工作流程，把企業的工作模式抽象成為數字化的網絡制造教學平臺，用這種方式從設計環節，工藝環節、加工、管理等各個環節來培養學生。同時在實訓教學過程中把設計工作，制造工作，生產幾個環節所有信息都記錄下來，串行流程改成并行流程，形成數字化設計制造教學的信息流，并在教學過程中貫徹。
第二步，數字化現代設計制造教學平臺信息庫的建設
作為教學的信息化，實際上就是將教學各個環節的信息流管理起來，把教學經驗，實操經驗記錄保留下來。數字化設計制造教學平臺信息庫（圖1）的建設就是關聯學校的教學重點和企業工作流程，全面連接各個課程知識點，學生就業可以對自己有一個比較全面認識，清楚自己特長和不足，以便能清楚工作定位，增強工作面試時信心，敢于接受挑戰。
在數字化現代設計制造教學平臺信息庫的建設過程中，其中可以開發具有本校特色的：
1）教案（教學計劃、教學課件、課時日志、教學大綱）——幫助學校進行專業/課程/教學規劃；2）教材——組織院校老師開展教材編寫，找到合適學校發展、適合學生的教材；3）課件——協助老師制作課件，幫助學校降低教學難度，便于教學成果的積累和交流；4）題庫——統一出題、標準答案、統一評分標準；5）科研——打造國家精品課程；總結教學經驗，創造條件，完成在專業學報/期刊論文的發表；與企業/研究院所進行項目合作，承接外協任務；6）創新大賽——建立創新設計平臺，支持創新設計大賽；7）學術活動——參加在全國各地定期、不定期組織的相關學術研討活動，傳遞最新行業動態和技術發展狀況信息；
在信息庫的建設中它可以隨時擴充、隨時度量、隨時替代、隨時共享并具有時效性、可擴散性等特點。
第三步，數字化現代設計制造教學平臺的實施。
數字化教學平臺涵蓋了企業研發設計、工裝設計、工藝編制、數控編程、技術管理、生產制造、生產管理、設備維護、質量檢驗等崗位所使用的信息化工具，通過模擬企業生產環境，可以讓學生在設計、制造的學習中將理論知識和工程實踐相結合，體驗企業中的從訂單、設計、工藝、加工生產及管理全過程，理解各部門之間的相互關系，理解部門間如何協同工作，增強學生的感性認識，培養企業急需的團隊合作精神，使學生能夠快速勝任就業后的工作環境，適應企業崗位調動。
通過數字化現代設計制造教學平臺的實施，可以達到以下效果：
1）模擬了企業的設計、工藝、制造、管理，讓學生在學校教學中就能夠了解到企業的工作流程；2）學生教學過程中，按照企業的流程給學生分配了角色權限，讓學生在學校就按照企業的工作模式得到實訓；3）學生在教學過程中，對企業的設計軟件及設計內容、工藝軟件及內容、編程軟件等都得到了良好的應用，并且了解其相互間的數據傳遞關系；4）老師把每屆學生編制的作業有效管理起來，有序的共享和管理。應用的時候直接調出，成熟的經驗可以直接繼承和利用；5）不同班級的學生實訓后，大量重要的數據需要進行備份處理，例如：機床參數、數控代碼等系統自動備份，可以方便教學資源的積累。利于評估；6）安全方面：作業統一存放在教學平臺服務器上，數據安全，利于數據集成和再利用。另外，給學生按人員、角色、產品、機床、格式等設置不同的權限；7）實現監控及信息采集，可以適時了解機床的工作狀態，提高數控設備的機床利用率并擁有應付設備故障的能力。采集信息包括：人員信息、代碼信息、刀具信息、機床信息；8）學生加工的零件的變形設計及作業的更改，能夠有效而安全的控制由此產生的同一加工文檔和代碼的不同版本。目前老師依靠各班級來區分不同版本的加工文檔；9）應用先進系統能夠將教學效率提高，將原有的課件、教案教學資源管理起來，有效利用，有效管理。提高教學效率；10）先進的企業已應用了PLM系統，數字化實訓基地教學平臺的應用使學生在學校就掌握了企業的數控車間信息化系統應用場景，拓展了人材培養方向，增加了學生就業率；11）通過管理軟件為學校的信息化建設搭建一個信息共享的平臺（權限、流程、統計匯總、下游集成等）；12）便于教材的規范化標準化統一管理。
3結論
數字化現代設計制造教學平臺使學生在學校就能夠體會到企業的工作環境；該平臺提供的軟件為機械課程的教學提供幫助，降低教學難度，提高學生的學習興趣，幫助學生更深刻的掌握專業知識和原理；能夠使學生掌握企業常用的工具軟件，就業后能迅速上手工作；能夠提供相應的權威考試認證，增加學生就業砝碼；該平臺還具有良好的創新特性，啟迪學生的創造性思維，提高綜合素質。數字化設計制造教學平臺在學校的應用，將改變教學管理，教學工具，教學手段，解決教學難點，縮短課程安排時間，增強實踐教學，提升教學效率，促進師資建設和教學理念的變革，幫助和促進學校實現以先進制造企業就業需求為目的學生培養目標。
參考文獻
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【關鍵詞】飛機；數字化；裝配；技術
我國飛機設計制造業的飛速發展逐漸與國際航空接軌形成國際化的航空產業鏈，相應的飛機零部件制造技術和水平也在不斷的提升。飛機產品不同于其它普通產品，其本身結構具有明顯的特殊性和復雜性，裝配的零部件不僅數量眾多，尺寸較大，而且種類多樣，形狀復雜，裝配難度高，對裝配的準確度要求也很高。我國航空企業積極學習國外先進經驗并加強自主研發，在金屬結構件的制造方面取得了可喜的成績，數控加工制造飛機零件的技術水平得到大幅度的提升。飛機裝配是將各種零部件根據設計的要求和技術規范連接整合成一個飛機整體。從飛機制造的全程來看，飛機裝配勞動量很大，幾乎占全部飛機制造勞動總量的一半以上。自應用數字化裝配技術依賴，我國飛機制造裝配無論是從裝配質量還是裝配效率上都有了明顯的改觀，但是因為數字化裝配技術應用時間不長，技術體系還不夠成熟，因此我國的飛機裝配技術還有待進一步的發展和提高。
1、飛機數字化裝配主要基礎技術
1.1飛機結構設計技術
基于數字化裝配的飛機結構設計時飛機真正實現數字化裝配的重要基礎，針對數字化裝配的基本要求和標準直接在機構設計中體現出來。在對飛機結構進行研究與設計的過程中，需要注意以下幾點：第一，既然采用數字化裝配技術，就必須在設計上遵循數字化裝配的基本原則；第二，對數字化裝配的基本要求予以充分的考慮，如裝配定位、裝配檢測以及裝配的支撐要求等；第三，在飛機的結構件上面向數字化裝配建立起必要的自定位特征，在工藝上考慮到必要的光學測量設備的安放接頭；第四，在結構設計中充分考慮到數字化裝配中的誤差補償；第五，基于數字化裝配技術，對整個狀態過程進行模擬仿真。
1.2數字量協調與容差分配技術
要保證裝配準確度，有效的提高飛機裝配質量，數字量裝配協調與容差分配技術是數字化裝配基礎技術體系中的關鍵技術。從現今我國飛機裝配的現狀來看，大多仍然采用傳統的以模擬量的形式進行零部件基本信息傳遞的方法，裝配方法上也大多延用傳統剛性手工裝配方法，無論在裝配精度還是裝配效率上都存在很大問題。在飛機的工藝規劃和設計階段，在數字化裝配數據設計和計算的基礎之上合理準確的規劃數字量協調與容差分配方案，可進一步提高裝配精度和質量。在此過程中需要注意以下幾點：第一，基于工裝模型，建立裝配協調基準，以滿足數字化裝配的基本要求；第二，基于協調基準，創設滿足數字化裝配的協調路線；第三，裝配對象的不同，各自具有的特點也不同，要根據不同的特性制定相應的補償方案；第四，根據裝配準確度的要求、裝配誤差和變形的傳遞過程，對裝配容差進行詳細的分析并加以優化。
1.3工藝規劃與仿真技術
飛機零部件數量大，種類多，需要使用到大量的工裝、工具和夾具，裝配操作量非常大。對裝配過程和細節進行規劃和仿真，可及早的發現裝配過程中存在的不準確、不協調等多種問題，從而對裝配方案進行進一步的調整，保證裝配的快速和精準。在數字化裝配工藝規劃與仿真階段，要注意以下幾點：第一，基于數字化裝配的工藝要求建立仿真模型進行裝配系統工藝仿真；第二，在離線仿真的基礎上，結合實時測量的結果，生成數控代碼；第三，在飛機數字樣機的基礎上，根據飛機裝配的基本要求和性能要求，進行三維仿真。
2、飛機數字化裝配主要應用技術
2.1數控柔性定位裝配技術
柔性工作設計的關鍵點在于定位與夾持。飛機裝配過程中，定位和夾緊件的配合受多方面因素的限制，零部件在裝配過程中也極易發生變形。數控柔性定位裝配技術的應用，有效的解決了這一問題，大大提高了定位精度，降低零件變形的概率。根據飛機結構的特點和定位、夾持需求，進行數字化定位器的結構設計。在誤差測量的基礎上，設計柔性定位方案，再進行姿態調整，使多個定位器的運動實現協同控制及構建位置姿態精確調整。
2.2自動化精密制孔技術
飛機裝配有很多的螺接和鉚接點，存在大量的制孔工作。自動化精密制孔技術的應用代替了傳統人工制孔，既提高了制孔效率，又保證了制孔質量，大大提高了飛機裝配的穩定性和可靠性。自動化精密制孔技術要點主要有：第一，根據不同材料的特性對制孔過程中的各項參數進行試驗并在試驗結果的基礎上進行優化設計；第二，能夠在狹小的空間條件下完成制孔操作；第三，根據裝配特點和要求進行自動化精密制孔單元的開發。
2.3高效長壽命連接技術
長壽面連接技術大大提高了飛機結構件的抗疲勞能力，有效延長使用壽命，使飛機的可靠性和耐久性都得到有效的提高。高效長壽命連接技術解決了傳統液壓和捶打連接方法所具有的一系列問題，減少了裝配連接損傷，其技術要點有：第一，對密封連接予以支持，復合材料1‘涉鉚接、千涉螺接技術；第二，鈦合金材質的鉚釘、高鎖螺栓的連接技術；根據裝配特點和要求進行長壽命連接單元的開發
2.4大尺寸精密測量技術
精密準確的測量時精準裝配的基礎和保障，是數字化裝配實現的必要條件。飛機裝配對測量技術的要求很高。精密測量技術要點有在于針對飛機產品裝配的激光跟蹤測量方法和iGPS測量方法，根據飛機產品特點進行大尺度精密測量單元的開發。
3、結語
飛機數字化裝配技術體系融合了多領域多學科的先進技術，隨著技術的不斷更新和發展，我國的飛機數字化裝配技術體系必將不斷提高和完善。數字化裝配技術和裝配的應用，徹底改變我國人工裝配的現狀，有效提高裝配效率和裝配質量，降低維修率，使我國的飛機產品穩定性和可靠性更高。
參考文獻
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摘要：本文針對某起重船的設計與制造，闡述計算機輔助船舶制造技術在現代造船業中，應用廣泛，深刻影響造船工業轉換造船模式。
關鍵詞：起重船；計算機輔助制造；詳細設計
船舶作為水上建筑物，系統復雜、技術含量高且使用周期長。如何利用計算機輔助船舶制造技術，完成船舶穩性、結構強度及剛度等校核，并在總體設計基礎上，即總布置設計、型線設計、各項性能計算，逐步細化模型，完成生產設計以及船舶制造，是由計算機輔助船舶制造技術融合了現代造船模式的先進理念所決定的，即用信息化手段支持“協同創新、精益制造”。其內涵包括兩個方面。首先，利用數字化建模技術搭建計算機輔助船舶制造方案的基礎，實現精益制造。其次，針對產品生產、加工工藝以及船舶生命周期管理而構建的數字化造船管理系統，實現協同創新。現以某起重船的制造為例，充分說明計算機輔助船舶制造技術對促進造船工業轉換造船模式，提高企業整體素質和競爭力，贏得競爭優勢具有重大意義。該起重船主尺度如下：型長：89.8m型寬：31.0m設計吃水：3.2m垂線間長：88m型深：6.6m排水體積：7408.2米3。
首先，利用計算機輔助船舶制造工具之一——Maxsurf軟件，針對該起重船的基本設計方案，進行數字化建模并完成穩性校核。數字化建模主要負責建立各種制造資源的數字化模型。其基礎數據模型包括：產品數據、工藝數據、標準代碼、資源數據、計劃數據、其他基礎數據。由于Maxsurf軟件，利用B樣條曲面和非均勻有理B樣條曲面，基于數學公式形式，進行型線描述及設計；在保持很好的計算穩定性的前提下，來設計復雜的船體外形，通過反復迭代，逐步得到最終可靠的結果，即采用優秀的船體型線提高船舶的快速性，所以采用該軟件進行型線設計，完成數字化建模，并進行穩性校核。為表達船舶在正浮狀態下的浮態和穩性要素隨吃水的變化，完成了完整穩性許用重心高度計算等，按照水線面、縱傾的定義，插值計算船舶靜水力數據，求得不同排水體積或不同吃水及不同橫傾角時浮力作用線至假定重心的距離，即橫交曲線數據，并對指定進水點計算其進水角及甲板入水角。再利用該軟件，根據《船舶與海上設施法定檢驗規則》國際航行船舶法定檢驗規則（1999）中IMOA749（18）號決議和非國際航行海船法定檢驗技術規則（1999）兩部份進行穩性計算，數據如圖2。
其次，利用計算機輔助船舶制造工具之一的Nupas，進行結構數字化建模及生產設計。該起重船選用Nupas軟件完成該項工作。生產設計是在詳細設計的基礎上，按建造單位的技術、設備、施工工藝及流程、生產管理等情況，設計和繪制施工圖紙以及施工工藝和規程等。其中還包括組裝和管理的要求。生產設計的詳細、完整和深入的程度，直接影響到造船質量、建造周期。計算機輔助船舶制造非常適應現代造船產業的發展。由于Nupas軟件能導入基于表面的船體線型數據，如Iges,Rhi-no,Napa,Acis等，內置智能的船體結構拓撲原理及管道規范，統一的邏輯數據，友好地用戶界面及三維環境等，所以將Maxsurf的數字化型線模型的iges文件導入Nupas軟件中，進行數字化船體三維建模。最終,輸出各種二維、三維格式的圖紙，例如AutoCad,dwg,dxf,pdf等。其中,生產設計，從廣義上講，是對生產計劃的制定、執行、反饋與持續改進起到良好的輔助作用，使整個生產形成閉環管理。包括三大系統和二大數字化共享平臺：造船生產計劃管理系統、造船物流管理系統、造船MES；造船生產管理門戶平臺、造船數字化管理建模平臺。本文從工藝生產設計的角度出發，介紹相關技術應用。起重船項目的數字建模及生產加工，通過船體結構、舾裝、輪機、電氣等四大專業分工協作，結合結構與舾裝放樣、管系放樣、電纜放樣、船體型線放樣、外板和曲型板材展開、型材逆彎、線型光順、線型處理、胎架制造、型材切口形式等生產工藝來完成。首先，創建三維圖紙剖面，建立起重船項目的三維空間主尺度；其次，進入各個圖紙剖面進行結構件模型的創建。
整個起重船項目被分割成小分段來細化，各個零件根據位置、輪廓、實體尺寸進行創建。例如，骨材根據板厚方向、球頭朝向、端部特征、位置等進行創建，并進行安裝方向、焊接收縮量的定義。零件定義之后，組裝成部件，部件組裝成分段，完成組裝策略。其中，套料給出零件在鋼板上的排列，切割信息等。一起套料的零件越多，鋼材的利用率越高，據此對角鋼、球扁鋼等進行套料，計算其長度和彎曲的偏移量。再例如胎架設計，首先定義胎架高度，支撐分布及根數，以生成胎架。或者打開一塊或幾塊外板板，在板縫上生成支撐，布置支撐的位置和數量，最終生成胎架。整體自定義的規則選取型材的末端形式和坡口、凹槽類型，利用開孔管理程序進行船體結構上穿管。從三維模型中生成的零件表、材料統計表、重量重心報告、焊接報告和坡口報告、板材零件的幾何結構和型材加工信息，方便快捷地進行套料和切割。通過工作分解管理程序，自動地給大組件、小組件、板架零件編號，規劃總裝策略，自動完成分段建造工作結構的分解計劃，生成二維和三維的組裝等生產圖紙（如各種送審圖、結構圖、分段圖、生產圖紙）或草圖。除了圖紙和零件表以外，相關的數字化生產信息，如切割加工單、表面處理、焊縫、總重和重心等直接提供給切割機、彎機和焊機等數控生產設備。設備直接從三維模型中計算得出相應數據，供設備使用。如圖3。總之，在起重船的制造過程中，計算機輔助船舶制造技術，融合了靜水力計算程序、穩性計算程序、型線生成程序、船體強度計算等“流水線”式的程序系統，以數據庫為核心，良好的人機交互技術，較好地發揮了高速發展的計算機的性能，如速度快、容量高、精度高等，又充分發揮船舶設計者的主觀決斷。最終，運用計算機輔助船舶制造技術不僅加快了船舶設計速度，而且保證了計算的精度，減少人工重復勞動，從而大大提高了工作效率。船舶工程的技術日趨復雜，船舶設計與制造的難度也越來越大，只有更好的使用計算機輔助船舶制造技術，才能在盡可能短的時間內，完成大量復雜計算和設計，建造出優秀的船舶。計算機輔助船舶設計對促進造船工業轉換制造模式，提高整體自動化水平，增強企業核心競爭力，具有重要意義。
作者：宋褔高 蘇琳芳 單位：大連船舶重工船研所 大連海事大學
MBD技術將設計、制造各個環節所需要的信息都放在模型上。依據三維模型進行二維工藝設計、用二維圖樣完成現場生產指導的現象，是一種技術倒退的現象，違背MBD技術的先進設計和制造理念，未達到三維工藝“無紙化生產”的要求。查詢不方便。生產現場提供的紙質文檔具有笨重、攜帶不便等缺點，在獲取生產過程所需要資料時，從厚重的紙質文檔中找到相關文檔的過程顯得尤為困難，同時紙質文件在生產現場，增加了保管量和保管難度。交互性差。對于新產品或新員工，復雜圖樣不易看懂，產品的加工過程掌握比較慢，易出現加工操作失誤導致的產品缺陷，嚴重影響產品質量和生產進度。一致性難以保證。設計的工藝規程在生產現場，根據實際的生產情況，部分內容需要進行微調，若采用紙質文檔，可能存在修改后的紙質文檔未能及時反饋至PDM系統的情況，造成數據的不一致；即使進行了圖樣修改，其可追溯性也很差。
1.MBD技術應用的前提
要基于MBD技術的設計數據進行工藝設計和制造，首先應該按照結構化方式組織和管理工藝數據及關聯產品，還要有效支持系統集成3D可視化表述，直觀簡潔。
2.MBD技術的應用
在制造企業應用MBD技術，主要是基于三維模型進行工藝的編制。工藝編制工作將在三維數字化環境下，直接依據三維實體模型展開，完成工藝方案制定及詳細工藝設計，并將產生的三維數字化工藝，作為生產現場的操作依據。三維數字化工藝的顯著特點是在三維數字化環境下，工藝人員利用各類三維數字化實體模型建立起數字化工藝模型，通過模擬仿真，確定出合理的、可行的制造工藝。同時生成工藝圖解和操作動畫等多媒體工藝數據，編制成三維數字化制造工藝。同時，基于三維模型進行數控編程：針對具體工程特征，包含有裝配信息、工藝信息和制造信息，在產品加工模式下，可以將這些信息直接抽取出來，實現該工程特征的數控編程。三維數字化產品、工裝和工藝數據可以完全替代二維工程圖樣和紙質工藝規程，成為對工人進行技術培訓的多媒體資料，以及在生產現場指導工人工作的技術依據。因此，需要建立面向三維產品數據的生產現場可視化應用系統，以工藝為中心，將三維產品工程數據、三維工裝資源數據、操作過程工藝圖解和操作動畫組織起來，通過網絡將三維數據傳遞到生產現場的數字化應用終端，實現無紙化生產現場的目標。在三維工藝到達現場后，可創建一個制造現場數據中心，對工藝規程的歸檔審批完成時，自動（或手動）將該工藝信息及附帶的設計模型、工裝設備和工藝資源等傳送至該中心，并進行結構化存儲。制造現場開發制造工藝瀏覽工具，可全面查看工藝規程、設計數據和生產資源等信息。基于應用資源層數據對工藝結構樹進行展示，對選定工序的工藝規程信息進行查看。利用與JT瀏覽器的集成，查看該JT模型，并可對該模型進行旋轉、縮放和PMI瀏覽等操作。目前，我公司收到的設計數據已為三維模型，因此只需在加工制造時采用MBD技術進行工藝規程的編制。首先，通過在NX軟件中開發客戶化的菜單，將設計的三維模型復制后與工藝規程相關聯。然后，創建結構化工藝，通過復制的功能，可以創建每道工序的工序間模型。由于利用三維模型在制造現場指導生產還屬于試驗階段，因此，在創建工序間三維模型的同時，我們還生成了便于打印、用于現場的二維工藝規程。在三維和二維工藝規程編制完畢后，通過PDM系統二次開發，將用戶選定的臨時工藝規程（未審批歸檔）發送至現場工藝資源庫。對進入審批流程的工藝規程，通過ITK開發，添加流程的處理程序。在審批完成后，自動將流程包含的工藝等所有信息發送至工藝資源庫。最后，提取工藝所屬車間信息，與車間使用權限關聯。創建工藝規程與JT模型瀏覽程序。根據用戶權限，提取所屬工藝規程信息，對產品結構樹、工藝規程和JT模型進行有效瀏覽。
3.結語
作為制造過程中的唯一依據，不用生成和維護二維工程圖樣，減少了設計工作量，簡化了管理過程。同時，通過三維數字化工藝開發，生成操作過程動畫、工藝圖解及工藝規程等工藝數據。在MBD制造模式下，產品工藝數據的形式與類型發生了很大的變化，需要通過以零部件對象為中心把所有的產品設計數據（如幾何模型、原材料等）、工藝數據（如工藝規程、工藝操作動畫、工藝圖解等）和生產數據（如執行參數、供應商等）組織在BOM結構樹上。同時，在MBD數據組織模式中，某工藝相關的操作動畫、工藝圖解和工藝參數與其工藝規程數據具有關聯關系，它們歸屬于該工藝規程數據，并保持版本等信息的整體一致。
作者：劉巍 單位：中航工業哈爾濱東安發動機（集團）有限公司信息檔案中心
制造業在寧夏自治區產業中占有主導地位。在經濟全球化和信息化趨勢下，依靠強有力的科技支撐和引領，改造提升傳統制造業，加快寧夏自治區制造業信息化建設，以信息化帶動制造業發展。提升廣大制造業企業的核心競爭力，在新一輪競爭中搶占先機，對寧夏建設創新型寧夏和實現經濟社會跨越式發展，具有重要意義。
“十一五”制造業信息化集成應用
自寧夏制造業信息化工程實施以來，緊扣制造業先進設計制造主題，以三維技術應用為突破口，引導示范企業全面開展了三維CAD應用，建立了三維CAD、CAM、NC代碼管理系統，建立了“甩圖紙”工程的基礎PDM系統、建立了快速設計、快速工藝、敏捷制造、數字化樣機體系。企業緊密結合機械行業的產品制造特點，研發應用適合機械行業的總體設計、概念設計、三維結構設計、工程仿真分析的全數字化應用技術，從數字化設計、工藝到加工、裝配的信息共享技術，基本實現了企業信息網絡化和設計，工藝，生產等各環節的信息集成，初步形成了基于Intranet／Internet環境下的設計制造一體化系統，使企業資源配置更加合理。引導企業利用有限元分析計算的零部件干涉檢查技術，實現了整機動靜態剛度分析計算，并應用整機優化設計，大幅度提高了整機設計水平和質量。引導企業應用典型零件的工藝和工裝數據庫，應用于CAM系統，可以生成不同加工設備都能識別的數控加工代碼，傳到加工中心完成零件加工。
以業務協同－系統集成－信息融合為主線，自主研發數字化企業關鍵技術。全力支持了寧夏共享集團有限責任公司等多家先進制造企業，提出了以數字化管理、數字化設計、數字化制造和數字化商務為全面數字化管理的目標。技術上以ERP、PDM軟件產品為主要基礎平臺，堅持自主開發，并自主實施了軟件移植性和異構系統數據共享性方面的技術改進。支持企業以戰略管理為指導，以一體化體系為核心，以物流、資金流、信息流為媒介，涵蓋發展戰略、采購、生產、技術質量、銷售、人力資源、財務、創新及基礎資源、各項基礎管理等完整的管理數字化方案。支持集成IT資源，用一套軟硬件系統、一個信息中心管控集團下屬的12家子公司各項業務，公司員工在同一個平臺上進行數字化設計、數字化制造、數字化管理、數字化商務和數字化辦公，擺脫了繁重的紙張簽字模式，由大量的紙張存檔變為電子存檔，計算機系統數據與信息是公司日常運作的依據。
“十二五”推動制造業信息化的深入發展
“十一五”以來，通過寧夏制造業信息化工程規劃的實施，寧夏自治區制造業信息化在“兩甩”示范、改造提升示范、平臺建設、服務體系建設，促進寧夏制造業企業的管理模式與企業間協作模式的創新，推進現代集成制造和綠色制造的普及等方面都有了很大的提高和突破，顯著提升了寧夏制造業企業的信息化水平和核心競爭能力，對建設創新型寧夏和寧夏自治區經濟社會跨越式發展作出了重要貢獻。但由于寧夏制造業信息化工作起步比較晚，基礎較薄弱，目前還存在一些問題，一是技術咨詢服務體系與企業信息化建設的融合度還不夠。二是由于企業制造設備老化，車間生產制造信息化進展緩慢，促進信息化有一定難度。三是對制造業信息化的支持力度與制造業信息化需求還不完全相適應。國家在立項支持方面對西部地區傾斜的力度還比較小。
2012年是實施“十二五”規劃的關鍵一年，寧夏科技廳將圍繞自治區黨委政府的戰略部署，以規劃綱要為指引，以科技支撐經濟發展方式轉變為主線，堅持“培育實力、凝聚力量、圍繞重點，強化支撐”的原則，不斷發揮創新對經濟社會發展的引領作用，推動經濟由要素驅動向創新驅動轉變。
在“十二五”期間，一是深化組件研發應用，增效軟件服務。繼續加大研制具有自主知識產權的個性化組件的力度，充實和完善信息服務平臺，以軟件服務增效為目標，以信息融合為核心，提供更好更有利的服務方式和服務平臺，推動制造業信息化的深入發展。
二是推進生產車間制造信息化，完善信息流程。著力推進生產車間制造信息化，將產品設計、制造和裝配信息流程延伸到底層車間，完善信息流程，提升終端產品的質量，降低生產現場的產品成本，全面提高企業管理水平，提升企業競爭能力。
三是研發重點行業、特色企業的制造服務技術，深化信息化科技工程。開展基于Web的產品制造相關資料及其內容的數字化技術研究；引導企業瘦身，建立企業制造服務體制、整合社會資源，逐步實施企業服務外包和非核心業務部分的外包，使企業更專注于做強核心業務。
四是引導重點企業開展協同制造。利用網絡化制造資源及其應用平臺，引導重點企業開展協同管理，協同設計、協同商務、協同制造業務，通過改變業務經營模式與方式，達到網絡制造資源最充分利用的目的，提高“跨部門、跨地域、動態團隊”工作效率。
五是進一步加大制造業信息化支持力度，爭取更多國家立項支持。針對技術咨詢服務體系與企業信息化建設的融合度還不夠，通過充分的調查論證，進一步加大在資金，技術和服務體系等方面對制造業信息化的支持力度，同時積極爭取更多國家立項支持，努力使寧夏制造業信息化水平再上一個新臺階。
典型案例：
1、吳忠儀表有限責任公司
吳忠儀表公司自主研發的ERP系統，打通產品選型產品報價合同評審合同管理生產計劃采購（庫存）制造成本管理應收帳款這條主線，圍繞生產經營實現信息貫穿。有效地支持企業供應鏈、價值鏈和信息流的數據處理自動化，實現企業管理的程序化、標準化、規范化。產品交貨期由以前的3個月縮短至1個月，30個庫房全部甩帳，庫存資金占用由原來的2000萬元降低到1200萬元，降低了產品成本，年節約原材料費用約100萬元。
2、寧夏共享集團有限責任公司
共享集團以ERP、PDM為核心、掛接自編組件，形成獨具特色的由一套IT班子管理維護的一套軟硬件的信息化集成系統。公司實現了數字化管理、數字化設計、數字化制造、數字化商務。生產計劃編制效率提高20％、集團財務整體處理時間每月節約2-3天、庫房管理每月節約時間3天、產品信息計算機管理完整性達到100％、新產品工藝設計效率提高了20-30％、模具加工效率提高了30％，精度提高20％。
3、寧夏新瑞長城機床有限公司
新瑞長城將CAD、CAPP、CAE、CAM、FMS等集成在PLM平臺下，實現了以設計數據、工藝數據為主的設計信息集成，以產品結構和工藝文件為主的基本數據集成，以設備、工裝數據為主的資源信息集成。新產品開發周期縮短20％-30％，新產品數量年均增加了26％，平均新產品貢獻率提高了13％，生產周期縮短了11％，產品平均綜合成本降低了16％，工藝設計周期縮短20％，工藝重用率提高20％以上。
《2018年全球數字化運營調研》關鍵發現
僅有10%的全球制造企業成為數字化冠軍，約三分之二的企業尚未邁上數字化之路 。
亞太地區引領全球數字化浪潮。19%的受訪亞洲制造企業已經成為數字化冠軍，而美洲僅有11%，在歐洲、中東和非洲地區，該數字跌至5%。
從行業角度出發，汽車和電子品行業的數字化冠軍最多，分別為20%和14%。消費品(6%)、工業制造(6%)以及加工業(6%)明顯落后。
數字化冠軍大規模采用新技術，人工智能初露鋒芒。
三分之二的企業缺乏明確的數字化愿景和戰略來支持數字化轉型和企業文化變革。
工業4.0 正以前所未有的方式快速轉變制造業，但僅有少數企業能真正地從中取得競爭優勢。在普華永道思略特2018年全球數字化運營調研的受訪企業中，僅有10%可以被歸為數字化冠軍，他們將數字化視為積極創新的長遠目標，而非僅僅將數字化視為自動化和網絡化。
19%的受訪亞洲制造企業已經成為數字化冠軍，而美洲僅有11%，在歐洲、中東和非洲地區，該數字跌至5%。亞洲地區涌現出一批熱衷數字化技術的年輕管理人員，加之薪酬與生產成本的飆升迫使亞洲企業將主要運營流程數字化以保持競爭力，因此，亞洲企業快速推出數字化產品和服務，速度遠超全球其他地區的同行。
2018年全球數字化運營調研的重要發現數字化將提升成熟市場的產量，讓定制化生產更貼近終端客戶市場。但是，歐洲、中東、非洲地區的企業的供應鏈整合程度還未達到中等水平，在生產制造方面缺乏工廠自動化和生產設備互聯。與亞洲地區的競爭對手相比，歐洲、中東、非洲企業往往缺乏將企業戰略與運營、技術和人才相關的能力，也很少在業務模式中依賴合作伙伴來創造客戶價值。
由于落后與其他地區，因此歐洲、中東和非洲企業對未來五年在新技術和數字化生態系統的投資僅會帶來12.7%的數字化業務收入增長，而亞洲公司為16.6%。
普華永道思略特德國合伙人Reinhard Geissbauer博士表示：“亞洲企業在工廠自動化、員工隊伍甚至IT架構網絡等方面幾乎從零開始，即無需升級、整合或擯棄大量復雜的歷史遺留系統和設施，因此獨具優勢，易于建立穩健的數字化運營。此外，亞洲企業似乎更樂意嘗試新型業務模式，開發創新產品和服務。”
各地區不同數字化成熟度企業的分布近三分之二的全球制造企業剛剛開始或尚未開展數字化轉型，尤其是在加工、消費品和工業制造行業中，數字化冠軍寥寥無幾。雖然很多工業設備企業已經非常智能化，但汽車和電子品行業的數字化成熟度最高，數字化冠軍中有20%的汽車企業和14%的電子企業。汽車企業的運營已經歷數十年的優化、自動化和聯網；電子制造企業一直處于外包制造的前沿，需要打通和管理延伸價值鏈上的不同系統和合作伙伴。
普華永道思略特中國工業產品及汽車咨詢業務主管合伙人夷萍表示：“汽車和電子制造企業能夠超期其他行業競爭對手的原因之一是，他們擁有高水準的供應鏈集成能力和優秀的全供應鏈綜合規劃能力。汽車行業在過去幾十年來孜孜不倦地通過精益技術提高效率、增加產量、減少浪費并回收運營資金。電子品企業在供應鏈整合方面也具有出色表現，因為他們與供應商建立長期的緊密合作，并頻繁使用外包合同制造商以滿足需求變化和較短的產品生命周期。”
各行業不同數字化成熟度企業的分布新技術正在被企業全面實施，但只有數字化冠軍能夠通過這些新技術實現整條價值鏈的互聯與協作。數字化冠軍取得成功的關鍵在于通觀全局，攜手戰略合作伙伴在整個企業內部將關鍵技術相互連接，而不是單獨實施各項技術。他們希望通過技術的實施來顯著削減成本并提高效率，計劃在未來五年節約16%的成本，而數字化菜鳥（報告中數字化成熟度最低的企業）的這一目標則為10%。
至少90%的數字化冠軍已經實施、試點或計劃使用時下流行的關鍵技術，比如工業物聯網(97%)和先進機器人技術(90%)。相比之下，僅有三分之一的數字化菜鳥采用了預測性維護（39%）和供應鏈綜合規劃（32%）等最常見的運營技術。
三分之一的數字化冠軍已在重要職能部門中布局人工智能，主要側重于通過輔助智能和自主智能來實現人工作業和認知作業的自動化；而99%的數字化菜鳥尚未開始使用任何人工智能技術。總體來說調查顯示人工智能已經初見鋒芒。大多數企業都認識到了人工智能的巨大潛力，代表性的應用案例將慢慢浮現。即使在數字化冠軍中，仍有52%的企業表示他們缺乏廣泛實施人工智能系統的人才。許多企業對人工智能的全面鋪開仍遲疑不決，懷疑其產生的數據不夠成熟。亞洲企業是人工智能領域的領頭羊，其中有15%實施了重要的人工智能解決方案，而歐洲、中東和非洲企業則遠遠落后，僅有5%采取了上述舉措。
普華永道中國內地及香港工業行業管理咨詢主管合伙人陳兆豐表示：“人工智能正在徹底改變數字化冠軍的運作，以及未來的企業經營方式。在數字化成熟的企業中，人工智能系統得到了廣泛的應用，跨越了簡單的流程自動化，進而實現了自我學習和自主性，對業務、企業文化、員工工作方式、人機互動和企業發展戰略都產生了影響。”
不同數字化成熟度企業的新技術實施情況三分之二接受調研的企業表示，他們缺乏明確的數字化愿景和戰略來支持數字化轉型和企業文化變革。僅有27%的受訪者表示員工具備把握數字化未來所需的資質。另一方面，70%以上的數字化冠軍的管理者擁有清晰的數字化愿景，在企業內部起到表率作用。與此同時，數字化冠軍大力投資人才發展和培訓，并培養多學科團隊，進行跨職能創新。
夷萍表示：“智能工廠配備了大量先進技術，即機器人、增強現實和虛擬現實、數字孿生、工業物聯網，而其所處的生態體系也包含大量開放式的交流與互動。因此，能操作復雜設備并編程控制，對產品線、設計、合作伙伴的輸入變化能迅速做出決策的熟練工將受到熱捧。58%的企業表示，數字化轉型將增加未來五年對熟練工的需求。”
