デジタル技術と製造技術の統合を背景に、仮想現実、コンピュータネットワーク、ラピッドプロトタイピング、データベース、マルチメディア、その他のサポート技術のサポートにより、ユーザーのニーズに応じて、リソース情報が迅速に収集され、製品情報、プロセス情報、リソース情報を分析、計画、再編成して、製品設計、機能シミュレーション、プロトタイプ製造を実現し、製造プロセス全体を通じてユーザーのパフォーマンス要件を満たす製品を迅速に製造します。
素人の言葉で言えば、デジタル化とは、多くの複雑で変更可能な情報を測定可能な数値とデータに変換し、これらの数値とデータを使用して適切なデジタルモデルを確立し、一連のバイナリコードに変換し、コンピューターに導入して、統合することです。処理、これはデジタル化の基本的なプロセスです。コンピュータ技術の発達により、人間は初めて、非常に単純な「0」および「1」コーディング技術を使用して、すべての音声、テキスト、画像、およびデータのコーディングとデコードを実現できるようになりました。さまざまな種類の情報の収集、処理、保存、送信により、標準化と高速処理が実現しました。デジタルマニュファクチャリングとは、製造分野のデジタル化を指し、製造技術、コンピュータ技術、ネットワーク技術、経営科学の交差、統合、開発、応用の結果であり、製造会社、製造システムにとっても必然的な必需品です。トレンド、その意味は、設計を中心としたデジタル製造技術、制御を中心としたデジタル製造技術、管理を中心としたデジタル製造技術の3つのレベルで構成されています。
開発パス
1. NC工作機械（数値制御工作機械）の登場
1952年、米国のマサチューセッツ工科大学は、最初に3軸フライス盤の数値制御を実現し、数値制御装置は真空管回路を採用しました。 1955年、CNC工作機械の最初のバッチ生産が行われました。当時は主にヘリコプターのローター翼などの自由曲面の加工でした。
2. CAM処理システムAPT（自動プログラミングツール）が表示されます
1955年、マサチューセッツ工科大学（MIT）のサーボメカニズム研究所は、APT（自動プログラムツール）システムを発表しました。その中で、CNCプログラミングは主に自動プログラミング技術を開発することです。この種のプログラミング技術は、プログラマーが処理部分と処理パラメーターを限定フォーマット言語（自動プログラミング言語）でいわゆるソースプログラムに書き込み、特別なソフトウェアによってそれらを数値制御プログラムに変換することです。
3.マシニングセンターの出現
1958年、アメリカのK＆T社は、ATC（自動工具交換装置）を備えたマシニングセンターを開発しました。同年、米国のUT社は初めて、CNCフライス盤にフライス盤や穴あけなどのさまざまな工程を集中させ、自動工具交換による連続加工を実現し、世界初のマシニングセンターとなりました。
4. CAD（コンピューター支援設計）ソフトウェアの登場
1963年に、cadの商用コンピュータ描画デバイスが2次元描画用に米国に登場しました。 1970年代に、3次元CAD表現モデリングシステムが開発され、中期的にソリッドモデリングが登場しました。
5. FMS（フレキシブル生産システム）システムの登場
1967年、米国は複数のCNC工作機械を接続することで形成された調整可能な処理システム、オリジナルのFMS（フレキシブル生産システム）を実現しました。
6. CAD / CAMの統合（コンピューター支援設計/コンピューター支援製造）
1970年代に、CADとCAMは一緒に開発を始めました。 CADとCAMで使用されるデータ構造が異なるため、CAD / CAM技術開発の初期段階では、主なタスクはデータインターフェイスを開発し、CADとCAMの間で情報フローを通信することでした。さまざまなCADおよびCAMシステムには独自のデータ形式規制があり、対応するインターフェイスを開発する必要がありますが、これはCAD / CAMシステムの開発に役立ちません。これに関連して、米国のボーイングとGEは、CAD / CAMの統合を実現するために、1980年にIGES（Initia Graphics Exchange Specification）を策定しました。
7. CIMS（コンピューター統合生産システム）の出現と応用
1980年代半ばには、CIMS（コンピューター統合生産システム）コンピューター統合生産システムが登場し、ボーイングはそれを航空機の設計、製造、管理にうまく適用し、8年間の最終生産を3年間に短縮しました。
8. CAD / CAMソフトウェアの前例のない繁栄
1980年代後半から現在に至るまで、CADAM、CATIA、UG、I-DEAS、Pro / E、ACIS、MASTERCAMなどのCAD / CAM統合3次元ソフトウェアが多数登場し、機械、航空宇宙、自動車、造船、その他の分野。
メインコンテンツ
1.CAD —コンピュータ支援設計
CADは、初期の英語でのComputer Aided Drawingの略語でした。コンピュータソフトウェアとハードウェア技術の開発により、人々は、コンピュータ図面を使用するだけではコンピュータ支援設計とは言えないことに徐々に気づきました。実際の設計とは、製品構想、機能設計、構造解析、加工、製造などを含む製品全体の設計です。二次元工学図面設計は、製品設計のごく一部にすぎません。そのため、CADの略語はコンピューター支援図面からコンピューター支援設計に変更されました。CADはもはや単なる補助図面ではなく、作成、変更、分析、および最適化を支援する設計技術です。
2.CAE —コンピュータ支援エンジニアリング分析
CAE（Computer Aided Engineering）は通常、有限要素解析と、メカニズムの運動学および動力学解析を指します。有限要素解析は、機械的解析（線形、非線形、静的、動的）、磁場解析（熱場、電場、磁場など）、周波数応答および構造の最適化を完了できます。メカニズム解析では、メカニズム内のパーツの変位、速度、加速度、力の計算、メカニズムのモーションシミュレーション、およびメカニズムパラメータの最適化を完了することができます。
3. CAM —コンピューター支援製造
CAM（Computer Aided Manufacturing）は、Computer Aided Manufacturingの略で、CADモデルに従って部品処理用のCNCコードを自動的に生成し、処理プロセスを動的にシミュレートし、処理中に干渉と衝突のチェックを完了することができます。 CAMシステムとデジタル機器の組み合わせにより、ペーパーレス生産を実現し、CIMS（コンピューター統合生産システム）実現の基盤を築きます。 CAMのコアテクノロジーは数値制御テクノロジーです。通常、パーツ構造は、空間直交座標系の点、線、面のデジタル量で表されます。CAMは、数値制御工作機械を使用して、デジタル量に応じてツールの動きを制御し、パーツ処理を完了します。
4.CAPP —コンピュータ支援プロセス計画
世界で最初にCAPPを研究した国はノルウェーで、1966年に始まり、1969年に世界初のCAPPシステムAutoProsを正式に発売し、1973年に商用AutoProsシステムを正式に発売しました。米国は1960年代後半にCAPPの研究を開始し、影響力のあるCAP-Iの自動プロセス計画システムが1976年にCAM-Iによって開始されました。
5.PDM —製品データベース管理
CAD技術の普及に伴い、独自の技術管理システムは要件を満たすことが困難になっています。コンピュータ支援設計が採用される前は、製品設計、技術、および経営管理に関連するすべての種類の図面、技術文書、プロセスカード、製造注文、変更注文、発注書、原価計算注文、および部品表がすべて手動で編集されていました。承認、分類、配布、アーカイブ、すべての資料は、技術データルームを通じて統一された方法で管理されます。コンピュータ技術の採用以来、上記の製品関連情報は電子情報になりました。コンピュータ技術を使用して元の手動データ管理方法をシミュレートするだけでは、高度な設計および製造方法と後方データ管理の間の矛盾を根本的に解決できないことがよくあります。この矛盾を解決するには、PDMテクノロジーを採用する必要があります。
PDM（製品データ管理）は、CAD / CAMシステムの管理の高さから生まれた高度なコンピュータ管理システムソフトウェアです。製品のライフサイクル全体ですべてのデータを管理します。エンジニアや技術者が市場の要求に応じて作成した製品図面やプロセスドキュメントは、製品データの一部にすぎません。 PDMシステムは、上記のデータの管理に加えて、関連する市場の需要、分析、設計および製造プロセスのすべての変更履歴、ユーザーの指示、およびアフターサービスデータの統合された効果的な管理も実行する必要があります。
PDMは研究開発と設計に重点を置いています。
6.ERP —エンタープライズリソースプランニング
エンタープライズリソースプランニングシステムとは、情報技術に基づく企業のすべてのリソース（ロジスティクス、資本フロー、情報フロー、人材）の統合管理、および企業のサプライとマーケティングチェーン管理を実現するための情報技術の使用を指します。チェーン内のすべてのリンクを達成するために、科学的管理を実現します。
ERPシステムは、情報技術と高度な管理アイデアを1つに統合し、現代企業の運用モードになります。これは、企業がリソースを合理的に割り当て、社会的富を最大化するという時代の要件を反映し、情報化時代の企業の存続と発展の基礎となります。 。企業では、一般管理には主に、生産管理（計画、製造）、ロジスティクス管理（流通、購入、在庫管理）、および財務管理（会計、財務管理）の3つの側面が含まれます。
7. RE —リバースエンジニアリングテクノロジー
実際のオブジェクトをすばやく測定し、それを3Dソフトウェアで受け入れられるデータモデルに反転して、デジタルモデル（CAD）をすばやく作成します。次に、サンプルを詳細に変更および設計して、新製品の迅速な開発という目的を達成します。それはデジタル測定の分野に属しています。
8.RP —ラピッドプロトタイピング
ラピッドプロトタイピング技術は1990年代に開発され、近年の製造技術の分野で大きな進歩と見なされています。製造への影響は、CNC技術の出現に匹敵します。 RPシステムは、機械工学、CAD、数値制御技術、レーザー技術、材料科学技術を統合し、設計アイデアを特定の機能を備えたプロトタイプまたは直接製造された部品に自動的、直接、迅速かつ正確に具体化できるため、製品設計を実行できます。迅速な評価、変更、機能テストにより、製品開発サイクルが効果的に短縮されました。
開発の方向性
1.ネットワークベースのCAD / CAE / CAPP / CAM / PDM統合テクノロジーを使用して、製品の完全なデジタル設計と製造を実現します
CAD / CAMアプリケーションのプロセスでは、製品データ管理PDMテクノロジを使用してコンカレントエンジニアリングを実現することで、製品開発の効率と品質を大幅に向上させることができます。企業は、PDMを介して製品機能を構成し、シリアルパーツ、標準パーツ、借用パーツを使用できます。 、アウトソーシング繰り返し設計を減らすために、CAD / CAE / CAPP / CAMと他のモジュールの統合を通じて、製品設計と製造がPDM環境で実行され、図面と完全なデジタル製造なしで製品設計を実現します。
2. CAD / CAE / CAPP / CAM / PDMテクノロジーをエンタープライズリソースプランニング、サプライチェーン管理、および顧客関係管理と組み合わせて、製造企業の情報化の全体的な構造を形成します。
CAD / CAE / CAPP / CAM / PDMテクノロジーは、主に製品の設計、プロセス、製造プロセスとその管理のデジタル化を実現するために使用されます。エンタープライズリソースプランニングERPは、エンタープライズの生産、供給、販売、人、財政、および目標;サプライチェーン管理SCMは、企業と上流企業間のロジスティクス管理を実現するために使用されます。顧客関係管理CRMは、企業が顧客との関係を確立、調査、および改善するのに役立ちます。上記の技術の統合は、企業の管理を統合し、企業の供給決定から企業の内部技術、プロセス、製造および管理部門、そしてユーザー間の情報統合までの情報統合を確立することができます、企業と外界との間の情報の流れ、ロジスティクス、資本の流れを実現します。会社の円滑な伝達により、会社の市場対応速度と製品開発速度を効果的に改善し、会社が競争で優位に立つことを保証します。 ;
3.仮想設計、仮想製造、仮想企業、動的企業提携、機敏な製造、ネットワーク製造、および製造のグローバリゼーションは、デジタル設計および製造技術の開発にとって重要な方向性となるでしょう。
仮想設計および仮想製造技術は、コンピューターがサポートするシミュレーション技術に基づいて、仮想環境、仮想設計および製造プロセス、仮想製品、および仮想企業を形成します。これにより、製品開発サイクルが大幅に短縮され、製品の初回成功率が向上します。設計と開発。特にネットワーク技術の急速な発展に伴い、企業はインターネット、ローカルエリアネットワーク、イントラネットを利用してダイナミックアライアンス企業を形成し、リモートデザイン、リモート製造を行い、ユーザーに最も近い生産拠点で製品を製造しています。
4.市場への迅速な対応能力の向上を目的とした製造技術を開発し、スピードを上げて適用する
急速に変化する市場は、競争力の多くの要因の中で納期を最初の要因にします。このため、これに関連する多くの新しい概念や技術が21世紀に急速に開発され適用されます。代表的なものは、コンカレントエンジニアリング技術、モジュラーデザイン技術、ラピッドプロトタイピング技術、ラピッドリソース再編成技術、大規模リモートカスタマイズ技術、カスタマイズされた製造方法などです。
5.製造プロセス、機器、および工場の柔軟性と再構成可能性は、エンタープライズ機器の顕著な特徴になります
高度な製造技術、インテリジェントなソフトウェアと柔軟な自動化機器、および柔軟な開発戦略は、将来の企業競争のためのソフトウェアとハードウェアのリソースを構成します。個々のニーズと不確実な市場環境では、機器リソースの蓄積によって引き起こされるコスト上昇のリスクを克服する必要があります。製造リソースの柔軟性と再構成可能性は、21世紀のエンタープライズ機器の重要な機能になります。製造工程でのデジタル技術の使用は、製造工程の柔軟性と加工工程の統合を大幅に改善し、それによって製品製造工程の品質と効率を改善し、工業製品の市場競争力を高めることができます。
