數(shù)字化產(chǎn)品的過去、現(xiàn)在和未來

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1、數(shù)字化產(chǎn)品的過去、現(xiàn)在和未來

2、第11．引言數(shù)字化產(chǎn)品指采用計算機軟、硬件技術(shù)，以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)庫為平臺；在產(chǎn)品從采辦—研制—設(shè)計—制造—交付—培訓(xùn)—維護(hù)—報廢的全生命周期中，以三維CAD設(shè)計為核心，將CAE/CAT/CAPP/CAM/CALS/PDM等計算機技術(shù)全面應(yīng)用到產(chǎn)品的設(shè)計、制造、管理、售后服務(wù)等環(huán)節(jié)，所形成的用戶需要的產(chǎn)品。數(shù)字化產(chǎn)品和傳統(tǒng)產(chǎn)品的最大區(qū)別就是改模擬量傳遞為數(shù)字量傳遞；把串行工作模式變?yōu)椴⑿泄ぷ髂Ｊ健Ｆ鋷淼谋厝唤Y(jié)果是縮短產(chǎn)品研制周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低研制成本。由于飛機制造業(yè)在數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)

3、計、制造領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，以下就以國內(nèi)外飛機制造業(yè)的數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計、制造為例；說明數(shù)字化產(chǎn)品的發(fā)展歷程。國外在飛機制造業(yè)應(yīng)用三維數(shù)字化技術(shù)大至可分為三個階段：部件數(shù)字樣機階段（1986-1992），全機數(shù)字樣機階段（1990-1995），數(shù)字化生產(chǎn)方式階段（1996-2003）。2．國內(nèi)外飛機數(shù)字化產(chǎn)品發(fā)展歷程分析2．1．國外飛機數(shù)字化產(chǎn)品發(fā)展歷程2．1．1．部件數(shù)字樣機階段波音公司于1986年開始采用三維數(shù)字化技術(shù)分別對747-400液壓管路系統(tǒng)、PD41段三維概念設(shè)計和空間布置、767-200RB211三維數(shù)字樣機及

4、制造、737-500三維生產(chǎn)過程、V-22管路電纜協(xié)調(diào)驗證、767-200飛行艙三維制造過程、757-46段數(shù)字化預(yù)裝配、767-20043段三維設(shè)計和制造過程、77741段駕駛艙100%三維設(shè)計過程等進(jìn)行了應(yīng)用驗證。在此過程中獲得了大量經(jīng)驗與教訓(xùn)，制訂了一系列有關(guān)數(shù)字化設(shè)計制造的規(guī)范、手冊、說明等技術(shù)文件，同時按精益生產(chǎn)思想不斷改進(jìn)研制過程，基本上建立起數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)體系，為全面應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)奠定了組織和管理方面的基礎(chǔ)。2．1．2．全機數(shù)字樣機階段波音-777飛機作為世界上第一個采用全數(shù)字化定義和無圖紙生產(chǎn)技術(shù)的

5、大型工程項目，成為20世紀(jì)九十年代制造業(yè)應(yīng)用信息技術(shù)的標(biāo)志性進(jìn)展。波音777飛機開發(fā)、研制、制造一次試飛成功的根本途徑就是采用數(shù)字化技術(shù)和并行工程。波音公司在多年數(shù)字化技術(shù)試驗的扎實的基礎(chǔ)上，具有充分的技術(shù)積累和組織管理經(jīng)驗，它就在研制波音777新機過程中全面應(yīng)用了這一新技術(shù)，主要體現(xiàn)在三個方面，零部件的100％三維數(shù)字化定義、數(shù)字化預(yù)裝配和以精益制造思想為指導(dǎo)共建立238個設(shè)計建造團(tuán)隊（DBT）實施并行工程。在此過程中，采用數(shù)字化預(yù)裝配取消了主要的實物樣機，修正了2500處設(shè)計干涉問題，便于測定間隙、確定公差以及分析

6、重量、平衡和應(yīng)力等，使設(shè)計更改和返工率減少了50％以上，裝配時出現(xiàn)的問題減少了50％～80%，使777飛機于1994年4月提前一年上天。2．1．3．?dāng)?shù)字化生產(chǎn)方式階段美國聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機（JSF）是20世紀(jì)最后一個重大的軍用飛機研制和采購項目。在波音公司和同洛克希德•馬丁公司的競爭中，后者最終勝出并取得了這筆價值1890億美元的巨額生意。JSF項目的競爭勝利者，以洛克希德、馬丁公司為首的由30個國家的50家公司組成的團(tuán)隊，采用數(shù)字化的設(shè)計制造管理方式，以項目為龍頭，充分發(fā)揮合作伙伴的最優(yōu)能力，初步形成了跨越整

7、個航空工業(yè)的全球性的虛擬企業(yè)。JSF具有最佳的多變共用性：在一個原型機上同時發(fā)展成不同用途的三個機種，在一條生產(chǎn)線上同時生產(chǎn)三個不同的機種，互換性達(dá)到80％。據(jù)初步分析，JSF采用數(shù)字化的設(shè)計、制造、管理方式后的效果如下：設(shè)計時間減少50%，制造時間減少66%，總裝工裝減少90%，分立零件減少50%，設(shè)計制造維護(hù)成本分別減少50%。在設(shè)計、實驗、制造之外，為對整個JSF項目進(jìn)行管理，已出現(xiàn)數(shù)量驚人的軟件，估計有一千五百萬行代碼將對飛機提供支持，其中包括飛機機載軟件六百萬行，地面測試和配置管理軟件九百萬行。要啟動這些程序

8、需要準(zhǔn)備好35個軟件進(jìn)程和大約400個軟件工具。為使洛克西德-馬丁公司為主的全球50家企業(yè)可以協(xié)同設(shè)計、制造、測試、部署以及跟蹤JSF整個項目的開發(fā)，從而按時完成JSF合同。洛克西德-馬丁公司沒有采用ERP系統(tǒng)，重新改組公司的流程，而采用了全生命周期管理(PLM)軟件為集成平臺，構(gòu)建了全球性的虛擬企業(yè)。由于JSF產(chǎn)品的復(fù)雜性，只有采用數(shù)字化生產(chǎn)方式才能作到。JSF的數(shù)字化技術(shù)包括以下幾個方面：基于CENTER產(chǎn)品全生命周期管理軟件（PLM）；網(wǎng)絡(luò)平臺采用VPN、LAN、WAN、Inter和各種應(yīng)用系統(tǒng)組成的應(yīng)用平臺。業(yè)

9、務(wù)平臺由各種應(yīng)用軟件構(gòu)成，如：文檔管理，虛擬現(xiàn)實，材料管理，零件管理，CAD設(shè)計軟件及相關(guān)接口，數(shù)字化工廠的設(shè)計仿真軟件包，企業(yè)資源計劃和工廠管理軟件。商務(wù)平臺包括為用戶提供訪問其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)的各類接口。1．引言數(shù)字化產(chǎn)品指采用計算機軟、硬件技術(shù)，以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)庫為平臺；在產(chǎn)品從采辦—研制—設(shè)計—制造—交付—培訓(xùn)—維護(hù)—報廢的