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1、面向产品全生命周期的 数字制造,熊有伦 华中科技大学机械学院,以数字制造为代表的先进生产力,引言,应用数字制造技术带来高投资回报率（R.O.I）,引言,数字制造的应用范围扩展至产品全生命周期,引言,面向产品全生命周期的数字模型,面向PLM的数字制造实质上是应用数字技术对产品全生命周期中的数字协作链/ 供需链的关系和活动进行表达、处理、控制和实现,面向产品全生命周期的使能技术群,面向加工控制和物流控制 的数字制造使能技术群,面向面向企业协作和销售 数字制造使能技术群,面向产品开发的 数字制造使能技术群,产品全生命周期管理 PLM,集成数字建模方法： 利用零件之间或者特征之间的约束、配合关系； 利
2、用曲面的性质（如直纹面）；,自由曲面,规则曲面,反求设计整合特征尺寸和参数,特征提取,曲面重构,特征提取,结合零件的拓扑关系与特征的位置尺寸； 复用已有的CAD模型。,产品数字建模,数字工厂（digital factory）,The Dilemma Life Time of Products versus Manufacturing,数字工厂（digital factory）,一般认为，数字工厂技术能实现产品全生命周期中的制造、装配、质量控制和检测等各个阶段的功能，主要解决工厂、车间和生产线以及产品的设计到制造实现的转化过程，使设计到生产制造之间的不确定性降低，在数字空间中将生产制造过程压缩和
3、提前，使生产制造过程在数字空间中得以检验，从而提高系统的成功率和可靠性，实现产品快速开发和制造。,数字工厂（digital factory）,设计数字化,制造装备数字化,生产过程数字化,管理数字化,现场总线,嵌入式系统,Internet/Intranet,数字工厂的信息架构,数字工厂（digital factory）,数字工厂（digital factory）,数字工厂（digital factory）,基于SCM的数字工厂,数字工厂（digital factory）,数字工厂（digital factory）,决策支持过程,离散 非线性时变的制造状态信息数字化,海量数据的获取、操作和存储,相
4、关高速网络通信技术和协议,并行制造管理系统,数字智能工厂（Digital Smart Factory）,数字智能工厂（Digital Smart Factory）,产品数据与信息的智能化处理,数字智能工厂（Digital Smart Factory）,智能制造系统构架,在智能制造中人的作用,数字化服务：突出人本思想的产品全生命周期,数字化服务,数字化服务,数字化服务,研究展望,1) 集成数字建模 主要是融合多传感器所获得的海量数据(SP,IP, V, GP)和正向设计中的有关信息，包括产品特征，产品功能等，以及设计经验等专家知识，建立面向产品全生命周期的数字模型，从而在设计阶段对可制造性、可装
5、配性、可维护性进行分析和验证。主要研究内容包括：多视几何数据处理、三维配准与底层几何数据的组织和预处理、几何特征提取、几何约束建模和优化、设计中的物理约束建模与求解、三维重构中的误差评定与判别。离散的、非线性、时变的制造状态信息数字化，建立集产品物理约束、功能约束、几何约束为一体的综合约束系统，实现与制造知识、产品信息的融合 2) 产品数据与信息的智能化处理 与产品相关的数据与信息是重要的智力资源，为了把这些资源整合到公司的核心竞争力中，必须把公司中的概念，技术，方式，技巧等收集并处理成知识库。现在信息系统通常只能处理数据与信息，在产品和制造信息的表达与处理方面有待进一步研究，形成了一系列富有
6、挑战性的研究方向，如产品数据与信息的形式化表达与智能化处理、产品行为与状态的数字化建模。,研究展望,3) 从数字产品到数字服务 客户化定制要求产品的设计与制造个性化，在整个产品全生命周期中体现以人为本的服务理念;企业不仅仅是生产产品，更多的是面向市场生产服务GE Co.Engine;快速OKP产品开发中需要同时考虑客户满意度和产品的可制造性，利用多目标、多学科优化方法寻求设计最优配置；开发面向顾客需求和服务的数字产品开发平台；对面向PLM的数字制造进行多尺度的离散事件系统仿真；对可变环境下基于知识的自适应生产调度理论和方法进行研究。 4) 数字工厂与数字企业的动态联盟 世界制造业的发展趋势是全球化、集群化、信息化和服务化，我国制造业应该走内涵式发展的道路，通过优势互补，联合开发新产品和新过程，利用虚拟手段进行产业结构调整和资产重组，通过合作，提高市场的快速响应能力。构建数字企业动态联盟，需要进一步研究协同产品设计与制造、数字工厂模型以及适应可变生产环境下企业联盟资源的动态配置等方面的理论与方法，实现零库存供应链管理和动态生产资源重组。,Thank you!,
