數(shù)字化產(chǎn)品的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)

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1、數(shù)字化產(chǎn)品的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)

2、第11．引言數(shù)字化產(chǎn)品指采用計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)，以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)庫(kù)為平臺(tái)；在產(chǎn)品從采辦—研制—設(shè)計(jì)—制造—交付—培訓(xùn)—維護(hù)—報(bào)廢的全生命周期中，以三維CAD設(shè)計(jì)為核心，將CAE/CAT/CAPP/CAM/CALS/PDM等計(jì)算機(jī)技術(shù)全面應(yīng)用到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、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?。其帶?lái)的必然結(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(jī)制造業(yè)在數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)

3、計(jì)、制造領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，以下就以國(guó)內(nèi)外飛機(jī)制造業(yè)的數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造為例；說(shuō)明數(shù)字化產(chǎn)品的發(fā)展歷程。國(guó)外在飛機(jī)制造業(yè)應(yīng)用三維數(shù)字化技術(shù)大至可分為三個(gè)階段：部件數(shù)字樣機(jī)階段（1986-1992），全機(jī)數(shù)字樣機(jī)階段（1990-1995），數(shù)字化生產(chǎn)方式階段（1996-2003）。2．國(guó)內(nèi)外飛機(jī)數(shù)字化產(chǎn)品發(fā)展歷程分析2．1．國(guó)外飛機(jī)數(shù)字化產(chǎn)品發(fā)展歷程2．1．1．部件數(shù)字樣機(jī)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(duì)747-400液壓管路系統(tǒng)、PD41段三維概念設(shè)計(jì)和空間布置、767-200RB211三維數(shù)字樣機(jī)及

4、制造、737-500三維生產(chǎn)過(guò)程、V-22管路電纜協(xié)調(diào)驗(yàn)證、767-200飛行艙三維制造過(guò)程、757-46段數(shù)字化預(yù)裝配、767-20043段三維設(shè)計(jì)和制造過(guò)程、77741段駕駛艙100%三維設(shè)計(jì)過(guò)程等進(jìn)行了應(yīng)用驗(yàn)證。在此過(guò)程中獲得了大量經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，制訂了一系列有關(guān)數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的規(guī)范、手冊(cè)、說(shuō)明等技術(shù)文件，同時(shí)按精益生產(chǎn)思想不斷改進(jìn)研制過(guò)程，基本上建立起數(shù)字化設(shè)計(jì)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(jī)數(shù)字樣機(jī)階段波音-777飛機(jī)作為世界上第一個(gè)采用全數(shù)字化定義和無(wú)圖紙生產(chǎn)技術(shù)的

5、大型工程項(xiàng)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(jī)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(yàn)的扎實(shí)的基礎(chǔ)上，具有充分的技術(shù)積累和組織管理經(jīng)驗(yàn)，它就在研制波音777新機(jī)過(guò)程中全面應(yīng)用了這一新技術(shù)，主要體現(xiàn)在三個(gè)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(gè)設(shè)計(jì)建造團(tuán)隊(duì)（DBT）實(shí)施并行工程。在此過(guò)程中，采用數(shù)字化預(yù)裝配取消了主要的實(shí)物樣機(jī)，修正了2500處設(shè)計(jì)干涉問題，便于測(cè)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(jì)更改和返工率減少了50％以上，裝配時(shí)出現(xiàn)的問題減少了50％～80%，使777飛機(jī)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(guó)聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機(jī)（JSF）是20世紀(jì)最后一個(gè)重大的軍用飛機(jī)研制和采購(gòu)項(xiàng)目。在波音公司和同洛克希德•馬丁公司的競(jìng)爭(zhēng)中，后者最終勝出并取得了這筆價(jià)值1890億美元的巨額生意。JSF項(xiàng)目的競(jìng)爭(zhēng)勝利者，以洛克希德、馬丁公司為首的由30個(gè)國(guó)家的50家公司組成的團(tuán)隊(duì)，采用數(shù)字化的設(shè)計(jì)制造管理方式，以項(xiàng)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(gè)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(gè)原型機(jī)上同時(shí)發(fā)展成不同用途的三個(gè)機(jī)種，在一條生產(chǎn)線上同時(shí)生產(chǎn)三個(gè)不同的機(jī)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(jì)、制造、管理方式后的效果如下：設(shè)計(jì)時(shí)間減少50%，制造時(shí)間減少66%，總裝工裝減少90%，分立零件減少50%，設(shè)計(jì)制造維護(hù)成本分別減少50%。在設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、制造之外，為對(duì)整個(gè)JSF項(xiàng)目進(jìn)行管理，已出現(xiàn)數(shù)量驚人的軟件，估計(jì)有一千五百萬(wàn)行代碼將對(duì)飛機(jī)提供支持，其中包括飛機(jī)機(jī)載軟件六百萬(wàn)行，地面測(cè)試和配置管理軟件九百萬(wàn)行。要啟動(dòng)這些程序

8、需要準(zhǔn)備好35個(gè)軟件進(jìn)程和大約400個(gè)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(jì)、制造、測(cè)試、部署以及跟蹤JSF整個(gè)項(xiàng)目的開發(fā)，從而按時(shí)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(tái)，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(gè)方面：基于CENTER產(chǎn)品全生命周期管理軟件（PLM）；網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)采用VPN、LAN、WAN、Inter和各種應(yīng)用系統(tǒng)組成的應(yīng)用平臺(tái)。業(yè)

9、務(wù)平臺(tái)由各種應(yīng)用軟件構(gòu)成，如：文檔管理，虛擬現(xiàn)實(shí)，材料管理，零件管理，CAD設(shè)計(jì)軟件及相關(guān)接口，數(shù)字化工廠的設(shè)計(jì)仿真軟件包，企業(yè)資源計(jì)劃和工廠管理軟件。商務(wù)平臺(tái)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(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)，以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)庫(kù)為平臺(tái)；在產(chǎn)品從采辦—研制—設(shè)計(jì)—制造—交付—培訓(xùn)—維護(hù)—報(bào)廢的