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[中圖分類號] G642 [文獻標志碼] A [文章編號] 1008-2549（2017） 03-0092-02

隨著全球經濟的迅猛發展，消費者的消費觀念發生了結構性變化，要求產品更新換代的速度加快，產品設計制造周期縮短，產品質量還必須要好。數字化設計制造技術是一項綜合性、集成性很高的高新技術，是先進制造技術的重要組成部分，也是提高設計水平、縮短產品開發周期、增強企業競爭力的一項關鍵技術。全面、熟悉地掌握數字化設計制造技術已成為工程技術人員適應新形勢、新要求的重要任務，也成為應用型大學本科生實踐教學改革的新方向。

一 應用型大學本科數字化設計制造綜合實訓課程現狀

數字化設計制造綜合實訓是機械設計制造及其自動化專業和機械類專業學生的一門必修課，也是理論教學結束后進行的實踐教學環節。部分學校也稱CAD/CAM實訓、CAD實訓、CAM實訓或計算機輔助設計制造實訓等。教學目的是讓學生進一步掌握現代設計制造的方法和手段，提高學生的CAD/CAM技術應用能力。通過實訓讓學生親身參與產品設計、制造的整個過程，熟悉產品設計的流程、規范、制造方法、工藝過程等，鍛煉學生綜合運用知識的能力、設計軟件的使用能力、查閱資料的能力、動手與團隊協作的能力，培養對產品創新設計的興趣。目前現有的課程大概有以下幾種形式。

1 實訓只進行CAD/CAM的部分環節，比如只進行CAD模塊或CAM模塊的實訓，學生不能系統熟悉整個設計制造流程，更無法模擬體驗企業作業過程。

2 實訓讓學生采用一門CAD/CAM集成軟件，對零件進行CAD 階段的設計，再進行CAM過程的模擬仿真加工，整個過程以課內上機形式完成，未進行零件的實際加工，學生不能切身進行數控設備加工過程的操作練習，且學生未能體驗到整個設計制造的過程。

3 實訓讓學生掌握并應用一門CAD/CAM集成軟件，完成一般零件的造型設計，運用所學CAM及數控編程的相關知識，針對設計的零件進行手工編程，并實際操作數控車床完成零件的加工。CAD和CAM通過手工編程來連接，整個CAD/CAM的集成過程未能實現，且缺失DNC過程，先進的數字化設計制造技術未能得到完整的詮釋。

4 在實訓過程中，使學生親身經歷從設計――工藝――制造―DNC傳輸――零件加工制造整個數字化設計制造流程，通過數字化設計制造綜合實訓，讓學生建立數字化設計制造理念，懂得運用先進的設計制造方法解決實際問題并進行工程應用。但是絕大多數都是由指導教師給學生下定任務單，學生機械的完成整個過程，缺乏創新，不能充分發揮學生的主觀能動性。

二 應用型大學本科數字化設計制造綜合實訓教學改革措施

社會與經濟的發展對產品的設計與制造提出了更高的要求，產品在保證質量的前提下，研發和制造的周期越來越短。這樣就要求在設計的過程中必須保證設計的正確性與可靠性。不斷發展的CAD/CAM技術可以最大限度的滿足目前產品的設計制造要求。所以為了滿足現代社會生產技術的要求，在相關專業本科生的培養過程中，需讓學生對這一現代化的技術有全面的了解和熟練的應用能力。在實踐教學過程中，我們從教學方法、教學內容和考核方式等幾方面入手，探索和實踐了新的教學改革，現闡述如下。

（一）教學方法改革

1 項目教學法

以企業真實項目為載體設計實訓項目，按照實際工作過程明確具體任務，并通過完成任務實現技能模塊的教學過程。實施步驟為：項目分解――任務驅動――實際操作――技術研討。在整個過程中學生始終保持團隊合作狀態。

此方法既可以讓學生掌握實際產品的設計、制造流程和相關的知識，又能鍛煉學生的團隊合作能力。

2 問題探究教學法

教師（組）或教師引導學生提出問題，在教師組織和指導下，通過學生比較獨立的探究和研究活動，探求問題的答案而獲得知識。如車削零件時，就可采用該方法，實施步驟如下：創設問題的情境――機床如何實現車削過程；選擇與確定問題――數字化制造部分理知識體系；討論和解決問題――CAPP；仿真驗證――CAXA數控車仿真；實踐并得出結論。

3 小組合作教學法

項目在實踐教學環節，將學生劃分為不同小組，每個小組有不同的實訓任務單，每個小組根據任務內容和教師的安排，通過技術討論、實際操作等手段，合作完成一個實訓項目。這樣既提高了學生實踐操作技能，又培養了學生組織協調、合作學習的能力。

4 現場教學法

將實踐教學環節的一部分設置在學校的工程訓練中心，另一部分設置在校外實踐教學基地。讓兩部分的教學內容能夠相互關聯，通過工程訓練中的操作實踐和校外教學基地的認知實踐，讓學生把所學的知識與企業的實際生產聯系起來，感受真實生產氛圍，學習知識在企業中真實應用的技能。

5 分層教學法

項目采用分層次培養學生能力的教學思路。課程在設置之初對學生的要求劃分了3個層次：基礎理論與技能應用層次、綜合系統培養層次、科技創新層次?；A理論與技能應用層次針對機械類等對課程要求較低的專業，要求學生在理論知識掌握和實踐技能應用方面達到課程大綱要求；綜合系統培養層次針對機械專業的學生，要求學生對理論知識和實踐技能可達到熟練綜合運用的程度；科技創新層次針對在課內和實踐訓練環節綜合能力較為突出的學生，每學期選拔一批對課程內容掌握較扎實的學生進行課外科技創新培訓培養、校企實踐教育教學基地共同培養等活動。

（二）教學內容的安排

數字化設計制造綜合實訓構建在現代數字化工廠的實際環境之中，學生通過對典型機械零件的完整設計、仿真直至真實加工與檢測，可系統且完整地體會現代數字化設計制造模式的全過程。數字化設計制造方法優于傳統設計制造，整個設計制造過程不是獨立的，而是一個并行的過程，詳見圖1。

根據數字化設計制造綜合實訓的要求和擬達到的預期目標，項目需要完成的主要內容包括以下幾方面：計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助工藝設計（CAPP）、計算機輔助制造（CAM）、機床實際操作和逆向工程。計算機輔助設計主要完成數控車、數控銑及線切割3個工種的零件設計；計算機輔助工藝設計需要對CAD階段的零件進行加工路線安排；計算機輔助制造則是對已完成工藝設計的零件進行仿真加工、NC代碼生成及校驗；機床實際操作主要完成數控設備的簡介及基本操作、NC代碼的DNC傳輸、零件成型、機床保養及維護等內容的教學與實踐；逆向工程主要給學生講解逆向工程的原理、實現逆向的設備簡介及操作過程。

圖1 數字化設計制造綜合實訓課程內容流程圖

（三）考核方式

數字化設計制造綜合實訓考核方式注重過程考核、能力考核以及結果考核。因此數字化設計制造綜合實訓成績包含形成性的考核和終結性考核兩部分，具體考核內容及占比見表1。

表1 數字化設計制造綜合實訓考核內容及占比

三 改革的創新點

在教學中注重了從“設計――工藝――制造”的完整周期，讓學生有一個完整的體驗和認識；CAD和CAM通過DNC來連接，實現了整個CAD/CAM的集成過程，數字化設計制造技術得到了很好的詮釋和展現；實訓過程中采用單獨和協作共存的模式，既鍛煉了學生個人的動手能力，又讓他們認識到團隊合作的重要性，鍛煉了團度合作協調能力；教學過程中突出學生自身的主觀能動性，允許學生自主設計，并將所設計的產品制造出來，既讓學生在實踐過程中學習了知識，又增強了學生的自信心。

參考文獻

[1]王彬.大賽引領下高職 CAD/CAM 課程教學改革――以“機械產品的計算機輔助設計與制造”課程為例[J].職教通訊，2015（18）：23-24.

[2]張華，陳杰.CAD/CAM實訓體系建設探討[J]. 裝備制造技術，2007（6）：156-157.

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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?；A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：

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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。

篇（4）

中圖分類號：TP873 文獻標識碼：A

隨著世界飛機制造業的高速發展，客戶對產品的需求也向多樣化、多品種的方向發展，為滿足客戶要求，飛機制造企業必須具備快速研制和快速迭代的能力。傳統的飛機制造模式已很難適應未來發展的需求，必須有一種新的制造技術來替代，這就是飛機數字化設計制造技術。

飛機數字化設計制造技術是以美國為首的西方發達國家在20世紀80年代后期采用的一項新技術。本技術將三維產品制造信息與三維設計信息共同定義到產品的三維數模型中，代替二維圖樣，直接作為制造依據，實現了產品設計、工裝設計、零件加工、部件裝配、零部件檢測檢驗的高度集成、協同和融合，開創了飛機數字化設計制造的嶄新模式，數字化設計制造技術已經成為了飛機的主要研制手段。

為適應數字化條件下產品快速高精度驗收和數據有效傳遞的需求，我們必須對數字化檢測技術進行專門的研究，近幾年，我國在數字化檢測技術研究方面有了較大發展，但與國際先進航空制造業的數字化檢測技術水平相比，仍存在相當大的差距。我們只是熱衷于購買一些先進的測量的設備，在局部的一些點上干出一定的成績，而沒有從全局角度來考慮如何發展數字化檢測技術，沒有考慮如何合理經濟地配備并使用測量設備，沒有考慮如何對測量數據進行有效的分析和利用，也就是缺乏數字化檢測技術基礎性工作的專題研究，我們只有從數字化檢測技術的基礎工作踏踏實實做起，循序漸進地發展，使數字化檢測技術變成一種文化，變成一種習慣，最后才能發展到真正意義上的數字化檢測。

一、在數字化檢測方面應該做好哪些基礎工作

（一）應把數字化檢測的理念融入到產品設計、工裝設計和工藝設計過程中。

設計模式往往可以決定制造體系的模式，要實現真正意義上的數字化檢測，就必須把數字化檢測的理念融入到產品的設計過程中。設計人員必須把設計基準、關鍵裝配尺寸、輔助測量點、標注的注釋、尺寸公差、容差分配、狀態協調、測量點等關系到數字化產品檢測的要素通過數字模型準確地表達出來。并做統一的規定和說明，形成一套專門的標準和手冊，用于指導檢驗人員準確全面地識別檢測要素，保證產品的正確驗收。另外，工藝人員在進行工藝策劃和工藝規程的編制時，要與設計人員進行充分地溝通，要把工藝文件中的一些制造信息如飛機分離面的確定等及時反饋給產品設計、工裝設計人員，使產品設計和工裝設計盡量與生產實際相符合等便于操作人員和檢驗人員能準確全面地識別出相關的設計信息，對一些在測量時很難確定基準的零件（如鈑金件），工藝人員要及時與設計人員溝通，在設計時可在這部分產品上設計一些輔助測量基準。工藝人員在進行工藝規程編制時，要合理地設置檢驗工序，并選取合理的檢測工具，把檢測要素準確完整的表達出來，在考慮測量精度的同時，也要充分考慮生產效率和經濟性因素。

（二）數字化檢測技術應與生產實際與制造水平相適應。

數字化檢測工作應與生產實際與制造水平相適應，對一些高精度復雜零組件，在制造精度可保證的前提下，我們盡量采用一些高精度的自動測量設備來進行檢測，以滿足其檢測要求；對于一些制造水平無法滿足設計精度要求的產品，如一些薄壁易變形的鈑金件、復合材料零件，我們首先要做的是提高制造精度，而不是刻板地在其上面推行一些高精度測量技術；對一些數量少、結構簡單、精度較低的零件，我們一般采用常規的測量手段即可；對于一些需求量特別大的簡單零件如螺栓、鉚釘類，建議在專用的檢測設備上對多件零件同時進行測量；對于一些鑄造和鍛造毛坯件，在入廠驗收時，也建議在這些件上選取一些特征點，采用簡便的數字化測量設備進行檢測，以快速判斷是否可滿足后續的加工要求，避免投產后造成不必要的損失。

（三）建立基于質量產品結構的集成質量管理系統。

應建立基于質量產品機構的集成質量管理系統，開發集成質量管理系統的共享平臺，檢驗人員可在生產現場適時把采集飛機檢測數據，并建立檢測結果與質量產品結構的關聯關系，納入集成質量管理系統進行有效的管理，在此基礎上形成飛機的質量檔案，真正實現檢驗數據的高度共享和科學的管理。

（四）加強數字化檢測技術的培訓工作。

在傳統的飛機設計和制造過程中，檢驗人員一般以二維圖紙和工藝文件為檢測依據，采用通用工具測量，這種工作方式在檢驗人員的頭腦中已經根深蒂固，要他們在短時間內完全接受和適應以三維數模為依據并采用大量先進自動檢測設備來進行檢測的方式，難度很大，還需要一定的過度期。因此，我們必須對檢驗人員進行大量有關數字化檢測理念與技術的培訓工作，通過日積月累，讓他們從根本上接受并適應數字化檢測的這種工作模式，并具備一定的識別與操作能力，從中體會到這種改變所帶來的樂趣。

二、結束語

我們只有從頭做起，從數字化檢測技術的基礎工作做起，一步一個腳印，循序漸進進行發展，我國的數字化檢測技術才能得到快速發展，才能適應數字化設計制造技術高速發展的需要。

（作者單位：沈陽飛機工業（集團）有限公司）

參考文獻：

[1]蘇春.數字化設計與制造.機械工業出版社，2009.

篇（5）

中圖分類號：TK421 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）20-0004-01

中高速柴油機廣泛應用于船舶動力推進和船舶電站、陸用電站等，具有結構復雜、尺寸大、零部件類型及數量多、配套行業面廣的產品特點，產品生產具有批量小、配套方案多樣化的特征，制造周期較長。如何在行業內廣泛深入的應用數字技術，對于提高柴油機制造業的生產效率及產品質量具有重要的意義，也是未來中高速柴油機制造技術發展的方向。

1 國內中高速柴油機企業數字化制造技術現狀

我國中高速柴油機企業數字化制造技術經過十幾年的摸索，在柴油機零部件設計、工藝、工裝、數控加工等方面取得了一定的效果，數字化應用水平逐步提高，大致如下。

1）基礎環境：計算機應用基本普及，網絡建設和計算機硬件配備與時代接軌，行業通用仿真分析軟件、CAD/CAM/CAE/PDM等軟件系統逐步普及，與軟件開發公司合作開發了部分有企業特征的專用數字化系統，形成了初具模型的數字化工作方法和能力，為數字化技術推廣應用提供了保障。

2）設計、工藝技術：普及了以二維CAD軟件為基礎的產品、工裝設計，三維CAD/CAM設計份額持續增長；CAPP技術在工藝中得到了較普遍的應用；PDM開始在企業局部應用；MES數字化信息管理系統逐步構建。

3）企業管理：在人力資源、財務管理、生產計劃、車間物流計劃等方面均推廣了各種信息數字化技術；實現了產品生產計劃和物料定額計劃數字化方案制定和管理；開展了EPR、OA等管理流程優化工作，管理效率明顯提升，管理成本大幅降低，應用效果顯著。

4）生產線：機械加工數控設備有較大增長，關鍵零件實現數控編程制造；檢測設備儀器采用了三坐標、數顯測量尺、電子窺鏡、激光掃描等數字設備；倉儲管理引入計算機管理系統。

2 我國中高速柴油機數字化制造面臨的問題

國內中高速柴油機數字化制造技術應用與國外先進水平仍然差距顯著，數字化制造在中高速柴油機制造業中的應用廣度和深度函待提高。主要表現如下。

1）數字化制造技術缺少成熟模型。企業多注重柴油機產品設計技術，一般只在部分環節上輔以數字化技術手段，忽視數字化技術系統化應用。行業缺少可參考的完整成熟數字化方案，難以形成系統化數字制造技術體系。數字化制造技術應用產生的效益、效果只是比較傳統作業手段有所長進，并未充分發揮數字化功效。

2）數字化技術“信息孤島”問題十分嚴峻。單位與單位甚至單位內部不同部門，不同人員之間，數字化技術系統相互隔離、各自為政。各種相互有關聯的數據資源無法有效的集成和共享、交流，大量不必要的重復建設經常發生。數據共享和交流平臺建設緩慢，平臺建設者和使用者缺乏深入溝通，紙介質技術資料繼續是部門之間信息傳遞的唯一“合法”手序，數字化數據更新滯后難以實戰。

3）企業內部數字化系統未擺脫傳統串行模式，并行工程不易實施。企業設計、工藝、生產、檢驗數字化應用體系串行現象突出，缺乏能夠引領團隊協作的數字化頂層并行設計方案，使得制造數據銜接缺乏默契，生產準備周期長，信息交流存在各種障礙，由此造成實施柴油機制造并行工程困難。

4）數字化制造技術開發滯后。柴油機企業的數字化開發能力不強，數字技術標準建設滯后于數字技術的推廣應用。數字化軟件企業對柴油機行業又缺少符合時展要求的長周期系統化調研，數字化軟件設計也常常只是簡單模仿部分傳統作業模式流程，數字化模式未能深入改變傳統作業思路。

3 中高速規模柴油機企業數字化制造技術的發展趨勢

柴油機的研制水平要與時展相得益彰，數字化技術必須在更廣的范圍和更深的層次上得到應用，通過數字技術增強柴油機企業的研發能力。我國中高速規模柴油機制造正處于與數字化制造技術相結合由引進技術向自行研發的重要時期，呈現出以下趨勢。

1）建立基于單一數據源制造模式。實現CAD/CAPP/CAM/CAE等多種數字技術一體化，使產品制造向無紙化制造方向發展。產品設計、工藝工裝設計、加工與裝配數據實現共享和繼承、重組，單一數據源為產品的優化設計、性能分析、生產制造、裝配、質量檢驗及企業生產系統規劃、調度、各級過程管理與控制提供一體化模型支持，可使生產全過程信息交流無障礙、從而使產品生產效率和質量得到更好的結果。

2）實現相互關聯不同資源的整合。人力資源、知識庫資源、制造資源、用戶資源等各種相互關聯資源將進一步得到整合，基于數字技術的虛擬體系使企業各級人員能夠利用數字化工具協同工作，消除“信息孤島”現象，進一步提升各種資源的利用效率。

3）建立數字化并行網絡輔助制造體系。制造系統采用并行化網絡制造環境組織業務流程，實現產品和工藝設計結果的早期驗證，快速響應市場需求。

4）建立支持產品全生命周期的虛擬企業協同工作平臺。實現數字化工廠和數字化車間，從產品設計，工藝方案、生產計劃、零件制造、裝配試驗、倉儲物流到用戶服務的快速響應系統，建立基于實現共享和交流的集成工作平臺標準體系。使產品從設計到交付全過程信息無縫鏈接傳遞及反饋。

4 數字化制造技術進一步發展的思路

面對國內中高速柴油機制造業的迫切需要，數字化制造技術還需要從以下幾個方面著手推動進一步發展。

1）推動流程優化。研究和分析國內外先進制造、管理模式，總結和提煉適應我國柴油機設計和制造數字化模式。以自主研發為契機，推動中高速柴油機企業在設計、工藝、制造、管理等產品全生命周期數字化流程優化，落實并行工程全面實施。

2）重點研究數字化制造統一數據庫及集成應用。著重研究CAD/CAPP/CAM/PDM/MES等各類單項數字化制造技術應用系統的集成，構建基于統一數據庫體系的企業級集成平臺，發揮集成應用效果。

3）開展柴油機企業之間、企業與院校、研究機構、軟件公司等相互交流，共同為中高速柴油機行業摸索出一條具有行業特征的系統化數字制造技術模式。

4）加強人才隊伍建設。制定數字化制造技術專業人員激勵、培養、鍛煉計劃，對技術人員和管理人員規范化和高層次地數字化制造技術培訓應廣泛開展。

5 結束語

數字化制造技術是全局性、體系化的新技術，涉及產品研制的各個環節，中高速柴油機是關系我國國計民生，國防安全的重要產品，數字化制造技術的應用是國內中高速柴油機企業研制的必由之路，此項技術的深入發展和廣泛應用必將使國內中高速柴油機研制水平跨上一個新的臺階。

參考文獻

篇（6）

數字化工廠是以制造產品和提供服務的企業為核心，由核心企業以及一切相關聯的成員構成，使所有運營信息數字化的動態“組織”。通過數字化工廠信息系統有效地組織控制人流、物流、資金流和信息流，實現組織內部所有成員之間的高度協作和資源共享，為客戶提供滿意的產品和服務。而數字化工廠工作流管理系統作為數字化工廠信息系統的基礎，是協調數字化工廠成員內部、成員相互間的各項活動的具體執行者。數字化工廠是指以產品全生命周期的相關數據為基礎，在計算機虛擬環境中，對整個生產過程進行仿真、評估和優化，并進一步擴展到整個產品生命周期的新型生產組織方式。是現代數字制造技術與計算機仿真技術相結合的產物，同時具有其鮮明的特征。它的出現給基礎制造業注入了新的活力，主要作為溝通產品設計和產品制造之間的橋梁。

一、數字化工廠概述

數字化工廠（DF）以產品全生命周期的相關數據為基礎，在計算機虛擬環境中，對整個生產過程進行仿真、評估和優化，并進一步擴展到整個產品生命周期的新型生產組織方式。在設計部分，CAD和PDM系統的應用已相當普及；在生產部分，ERP等相關的信息系統也獲得了相當的普及，但在解決“如何制造工藝設計”這一關鍵環節上，大部分國內企業還沒有實現有效的計算機輔助治理機制，“數字化工廠”技術與系統作為新型的制造系統，緊承著虛擬樣機（VP）和虛擬制造（VM）的數字化輔助工程，提供了一個制造工藝信息平臺，能夠對整個制造過程進行設計規劃，模擬仿真和治理，并將制造信息及時地與相關部分、供應商共享，從而實現虛擬制造和并行工程，保障生產的順利進行?！皵底只S”規劃系統通過同一的數據平臺，通過具體的規劃設計和驗證預見所有的制造任務，在進步質量的同時減少設計時間，加速產品開發周期，消除浪費，減少為了完成某項任務所需的資源數目等，實現主機廠內部、生產線供給商、工裝夾具供給商等的并行工程。數字化工廠（DF）是企業數字化輔助工程新的發展階段，包括產品開發數字化、生產準備數字化、制造數字化、管理數字化、營銷數字化。除了要對產品開發過程進行建模與仿真外，還要根據產品的變化對生產系統的重組和運行進行仿真，使生產系統在投入運行前就了解系統的使用性能，分析其可靠性、經濟性、質量、工期等，為生產過程優化和網絡制造提供支持。

二、數字化工廠的關鍵技術

通常研究的制造系統是非線性離散化系統，需要建立產品模型、資源模型制造設備、材料、能源、工夾具、生產人員和制造環境等、工藝模型工藝規則、制造路線等以及生產管理模型系統的限制和約束關系。數字化工廠是建立在模型基礎上的優化仿真系統，所數字化建模技術是數字化工廠的基礎。隨著虛擬設計技術的發展，在計算機中進行產品零件的三維造型、裝配分析和數控加模擬技術以及以上程分析技術不斷發展和完善，這種技術進一步向制造過程領域發展。數字化建模的基礎上，對制造系統進行運動學、動力學、加工能力等各方面進行動態仿真優化。隨著三維造型技術發展，三維實體造型技術已得到普遍的應用。具有沉浸性的虛擬現實技術，使用戶能身臨其境地感受產品的設計過程和制造過程，使仿真的旁觀者成為虛擬環境的組成部分。數字化工，軟件模塊之間以及和其他軟件模塊之間的信息交換和集成。虛擬環境的下具集、各種數據轉換工具、設備控制程序的生成器、各種報表的輸出工具等。

三、數字化工廠的解決方案

（一）產品研發的數字化和虛擬化

數字化工廠通過使用CAX等軟件，建立產品的邏輯、幾何、功能、性能和關聯等模型，實現基于模型的產品定義與關聯設計，在虛擬的數字世界中完成多學科優化、協同設計、優化分析、制造試驗仿真及模擬產品的制造和運營過程（包括虛擬工廠、生產線布局、物流等）。同時，通過PLM與ERP/MES等集成，實現三維模型、數字化工藝指令等信息向生產現場的推送，并與質量、采購、物流等部門進行共享。各部門依據這些共享信息即可開展相應的零部件生產、原材料采購、產品驗收和產品確認等工作。

（二）生產過程的精益化和標準化

數字化工廠是按照精益思想建設的，通過對生產過程進行優化整合，并制定相應的標準化操作規程，確保車間生產節奏更加緊湊和有序。它使用ERP統一管理和下達生產指令，使用MES和數據采集與監控系統實現對生產計劃調度、物料追蹤、數據采集、生產設備狀態監控、工位操作、包裝發貨等生產運營全過程的管理，并將檢測結果與PLM中設計模型進行快速對比，形成從虛擬產品設計到實際生產制造的閉環產品質量控制，實現從原料進廠到產品出廠的生產過程自動化、裝備制造信息化和智能化、生產過程的高度透明化。

（三）車間生產的自動化和集成化

數字化工廠車間生產自動化是在統一通信、統一編程以及統一IT架構的基礎上，通過高運行可靠性和可用性的數據鏈路（物聯網及工業網等），把生產制造過程中眾多獨立的產品、工具與關聯的服務進行集成，支持自動化控制、制造執行和企業資源管理等系統的完美整合。并將網絡與通信、傳感器與感知、自動檢測、人機交互與專家系統等智能化技術加入車間制造單元與生產線中，實現系統自優化、自重構、自診斷，形成高度的柔性生產方式，達到信息技術和制造技術深度融合的目的，使得高度智能的快速生產成為可能。

四、結束語

綠色和人文是數字化工廠的重要特征，所以數字化工廠的建設不僅要求體現數字化、自動化和智能化元素，還要符合綠色人文的需求。它一方面用自動化設備來減輕人員的體力消耗和精神壓力，以及用持續的職業發展規劃來延長員工的工作壽命和工作質量。

篇（7）

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；

篇（8）

中圖分類號 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）161-0064-02

數字化技術正以前所未有的速度和深度影響著世界航空產業的發展，國內航空業也在積極響應這一趨勢；試驗機設計改裝專業承擔著我國特種試驗機設計技術研究、試驗機測試改裝的設計/施工及機載專用試驗系統研制等工作，它是我國航空產業試飛板塊中重要一環，因此，數字化在航空領域的發展必將對其產生巨大影響。

試驗機設計改裝正在從初期的型號測試改裝向特種試驗機設計改裝技術研究、試驗機測試改裝的設計/施工及機載專用試驗系統研制3個方向發展；為了應對未來我國眾多的試飛任務，試驗機數字化改裝技術顯得尤為重要，它將為未來特種試驗機設計研制和型號試飛任務提供高效、有力支撐。本文從技術角度提出了試驗機數字化改裝技術的關鍵要求，以及數字化改裝技術建設的核心內容，以期為試驗機數字化改裝技術發展提供參考。

1 數字化改裝技術要求

數字化改裝技術的目標就是實現試驗機改裝數字化協同設計、制造，促進試驗機研制、試飛進程，匹配國內外航空企業飛機研制的信息化、數字化新模式，提高試驗機改裝水平。綜合國內外航空業的發展趨勢以及試驗機改裝設計制造的自身發展需求等多方面因素，數字化改裝技術應該具備以下幾個方面的顯著特點：

1）全三維設計。全三維設計是實現數字化協同設計制造的基礎條件。全三維設計是以三維實體為最終設計結果和生產依據的設計模式，替代了原二維圖樣的全部功能。全三維設計技術可保證設計數據的唯一性及一致性，設計結果直觀明了并可以有效提高設計、制造效率。

2）研制工作并行展開與傳統產品開發過程并不相悖，它同樣遵循產品開發的每一個必經階段，而且是基于連續的信息轉化實現的。研制工作并行開展就要求信息的轉化伴隨活動隨時進行傳遞。

以型號新機試飛研制為例：第一，在項目的總體研制過程中，試驗機設計、試驗機改裝設計、試驗機制造等研制過程可以并行交叉進行；第二，在具體的設計階段，試驗機改裝設計各系統和原機各系統的設計工作可以并行開展。設計過程中各系統之間的相互關聯和相互影響不可避免，通過互相協調適應以及各系統間實時迭代設計，可使得設計工作最大限度的展開；第三，設計人員可以并行開展工作?；谙嗤脑O計技術平臺，同一系統的不同設計人員及不同系統的設計人員可以并行工作，使設計資源得到了有效的利用。試驗機改裝協同設計制造充分融入到試驗機研制過程中，提高了試驗機的研制效率。

3）跨地域協同設計制造。世界航空產業正在形成研制和市場的全球數字化協同模式，例如，我國部分主機廠就承擔了歐洲空客及波音系列飛機相關部件甚至部分重要結構件的生產制造工作。這一案例充分說明了數字化協同技術已成為飛機研制活動中重要的技術手段之一，可以有力推動研制活動高效、精準開展。

外部的這種發展趨勢也正在強有力的影響著我國的飛機研制產業，國內飛機研制體系正在突破傳統的串行封閉式研發模式。例如，我國某型飛機研制工程項目中首先嘗試采用異地協同設計、全國多地協同制造、國內外19家供應商的協同研制模式，實現了國內外不同地域的分包商和配套商的協同工作[ 1 ]。

2 數字化改裝技術建設

綜合分析國內外協同設計制造現狀和發展趨勢，結合試驗機改裝研制的特點及現階段的具體情況，數字化改裝技術建設應該分步進行。

第一步，進行數字化設計基礎平臺建設，加強數字化設計人才隊伍培養，建立數字化改裝技術規范。

通過第一步建設，可以實現數字化改裝技術的初步目標：1）試飛機構內部實現大型試驗機改裝、特種試驗機研制等大型項目的全三維數字化協同設計；2）具備試飛機構與主機廠所間試驗機數模順利傳遞的能力；3）培養出一支高素質的數字化設計隊伍。

第二步，在國內航空領域條件成熟時實現行業內數字化協同改裝設計制造。國內在跨地域數字化協同設計制造方面只是進行了試驗性的嘗試，目前還不具備行業內跨地域數字化協同設計制造的條件，但是我國航空業正在積極努力地向實現這個目標邁進。

在數字化設計基礎平臺建設及數字化改裝技術規范方面建議如下：

1）數字化設計基礎平臺。在三維建模軟件方面，CATIA作為世界航空領域三維設計的主流軟件應該是最佳的選擇。CATIA以設計對象的混合建模、變量/參數化混合建模以及幾何/智能工程混合建模等先進的混合建模技術，支持從項目調研、構思、詳細設計、分析、模擬、裝配及維護在內的全部工業設計流程，是全球航空業界普遍使用的一個集成產品開發環境。CATIA在國內航空企業中已得到了廣泛的應用。

在產品數據管理方面，ENOVIA VPM以其與CATIA在產品建模之間已緊密集成的優勢成為首選數據管理軟件系統，能夠實現物料管理、任務流管理、事件管理、配置管理、人員組織和權限管理等，它能提供一個上下關聯的設計環境，便于多專業同時開展設計工作，便于不同部門之間制定設計的優化方案，便于開展不同配置的并行設計[ 2 ]。

在協同平臺方面，可以基于Windchill系統根據試驗機設計和改裝業務進行配置和二次開發，使之成為試驗機協同研制平臺。Windchill是PTC 公司的一個大型PLM軟件，該軟件提供了近10個功能模塊，涵蓋了企業級產品數據管理和協同工作平臺應具備的所有功能。Windchill 還提供了功能強大的工作流引擎，能夠方便地對航空企業的各種復雜工作流程進行自動化和規范化的管理和控制[3]。

對于改裝數字化設計基礎平臺可以考慮以三維設計軟件CATIA作為基本的設計工具軟件，通過ENOVIA VPM系統實現對產品數據管理以及設計過程的管理，依靠基于Windchill系統進行二次開發的協同平臺實現研制工作流程自動化和規范化的管理和控制。

數字化改裝設計基礎平臺構架示意圖如圖1所示。

2）數字化改裝技術規范。波音公司根據相關標準和規范制定了BDS-600系列規范，使參研人員在統一的規范下有序進行。我國航空企業正在建立統一的數字化設計制造規范，已經頒布和實施了關于數字化設計制造的初步標準和規范，可以看出我國航空業正在積極推進數字化設計制造規范化建設。因此，作為試驗機研制的一個重要環節，數字化改裝技術規范化勢在必行。數字化改裝技術規范應該依據我國航空業現有標準、規范的統一約定，結合試驗機改裝設計特點及相關要求進行制定，并隨著行業標準的完善不斷地修訂，最后形成與全行業標準規范相統一的完善的數字化改裝技術規范。

3 結論

數字化技術、信息化技術對飛機的研制及業務模式產生了深刻的影響，我國在航空領域積極推進數字化、信息化建設，試驗機數字化改裝技術將是試驗機設計改裝的發展目標之一，它將有力地推動試驗機數字化研制進程。

參考文獻

篇（9）

一、第三次工業革命的新技術解讀

第三次工業革命的一個重要概念是“制造業數字化”。但“制造業數字化”不是一個全新的概念，在現今的大批量生產方式下就存在制造業數字化。一般來說，設計部門應用支持產品設計和工藝設計的各種圖形庫、數據庫和CAD軟件在電腦中產生數字化產品的圖樣、設計文件和工藝文件，完成產品開發過程的信息化，這就是產品設計的數字化。這一方式在現今的制造業中已經被廣泛使用。而第三次工業革命角度下的“制造業數字化”與傳統所說的“制造業數字化”在產品設計數字化這一塊是相同的，它們的區別在于與產品設計的數字化結合的制造過程所用生產工具不同。為了顯示區別，本文把傳統模式下的“制造業數字化”稱為“制造業自動化”，第三次工業革命下的“制造業數字化”稱為“制造業數字化”。

（一）“制造業自動化”的生產工具。在現今的生產模式下，與產品設計的數字化結合的是精密數控裝備。具體來說，是將數字化設計產生的數字化模型從電腦里導入數控機床中，機床可以根據數字模型把一個復雜的產品按照程序從毛坯加工到成品。這一過程稱之為制造過程的數字化。這樣的制造業數字化仍是傳統模式的制造業生產方式。即需要先加工零部件再進行組裝。生產成本的降低建立在標準化批量生產的基礎上。 先進制造業跨國公司通過零部件的標準化、產品模塊化以及在全球構建價值網絡從而降低成本，獲得競爭優勢。

（二）“制造業數字化”的生產工具。在第三次工業革命的視角下，與產品設計數字化結合的是快速成型技術。它不需要模具，也不需要切削打磨等一系列過程。而是通過使用粉末狀原料，逐層疊加塑形進行制造。這樣就大大降低原料用量，大幅降低生產成本。而且這種添加劑型制作流程對規模要求不高，無需生產線。特別適合個性化定制、小批量制作。 這會大大降低中小型企業和個人創業者的進入門檻，生產組織結構可以變得更靈活，更能適應需求的變化。這就帶來了一場新的產業革命，生產將從大規模生產線方式再次轉化為“家庭作坊式”的生產，從集中生產轉為分散生產，從標準化制造轉向個性化制造。由此帶來的結果是，市場競爭結構發生改變。

二、“制造業數字化”對江蘇的影響

（一）江蘇要素成本的比較優勢可能被削弱。

長久以來，江蘇的經濟發展主要依靠參與國際分工，加入全球價值鏈，以人力資源與環境的低價提供獲得比較優勢來吸引外資。但第三次工業革命的快速成型技術使得小規模的分散式生產成為制造業發展方向。大規模生產的比較優勢弱化，要素成本的比較優勢也就弱化了。

（二）外資回流可能使江蘇省經濟發展喪失部分資本動力。

對外資的引進與利用是江蘇省經濟發展的一個重要動力。但隨著第三次工業革命的到來，直接從事生產的勞動力會不斷下降，勞動力成本占總成本的比例會越來越小，傳統的以廉價勞動力取勝的制造業將發生根本性變化。與此同時，發達國家擁有新型制造裝備技術和生產能力，重新獲得了在技術密集型和資本密集型方面的比較優勢。曾經為尋找低成本要素而從發達國家轉出的制造業有可能重新回流，制造業重心向發達國家偏移，外資會流向發達國家，參與發達國家的“再工業化”。

（三）大型企業將面臨更大的市場轉型壓力。

第三次工業革命解決了個性化定制的技術問題。這要求生產者要貼近消費市場，也使得工廠生產轉向個體生產，即創意設計者能夠從網絡上獲取產品設計的程序和模板，并借助快速成型設備，將創意瞬間轉化為個性化產品，使得創新者瞬間轉變為制造者，制造業企業的主要業務將是研發、設計、IT、物流等，主要的環節不再是傳統的生產。生產者賣的既是服務，又是產品，分工生產轉向融合生產，制造業與服務業之間關系變得越來越密切，產業邊界漸趨模糊。大型企業一方面失去了規模優勢，另一方面由于結構龐大，對市場反應的靈敏度也比不上小型新興企業，在未來的競爭中會處于不利地位。

三、江蘇產業升級對策

（一）加強研發、大力推進“制造業的數字化”。

新工業革命的核心是“數字化”制造，因此擁有新型制造裝備技術和生產能力至關重要。3D打印機現在的應用范圍還不廣，并沒有進入產業化階段。這是因為3D打印機技術還沒有完全成熟，只能在某些產業的某些領域內應用，傳統的制造模式目前還是主流。但毫無疑問，3D打印機代表了未來制造業方向，江蘇一定要把握這個先機，集中精力突破制造業“數字化”的關鍵技術，如3D打印機技術、新材料技術，促使制造業從傳統的自動化走向數字化。

（二）加強信息平臺建設。

個性化制造的要求生產者擁有對消費者的快速響應能力，實現生產與消費的無縫對接。因此，在制造業與服務業的邊界變的模糊，兩種產業開始融合的未來社會中，信息將扮演越來越重要的作用。江蘇應該以現代信息技術為引領，建立供各類市場主體和獲取各種信息的技術平臺，實現信息交流的暢通，適應第三次工業革命對市場供給與需求對接的更高要求。

（三）積極開展人才儲備。

第三次工業革命不僅要求先進制造技術及與其配套的研發人員能夠站在技術創新的前沿，而且對生產現場的工人提出了由簡單勞動向技能型勞動和知識型勞動提升的要求。江蘇應該適應未來制造業對人才的新要求，加快開展有利于前沿技術突破的科研體制改革、有利于知識型員工培養的教育體制改革。積極打造人才高地，引進高層次人才，培育適應第三次工業革命需要的人力資本優勢。

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中圖分類號：P231.5 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）40-0359-02

1 數字制造的概念

1.1 數字制造的內涵與定義

數字制造被認為是一種可以減少生產時間、成本，而且可以照顧用戶的個性化需求、提高產品質量、加快對市場的反應速度的技術。大的汽車和飛機生產商在探索利用先進的三維虛擬軟件、虛擬現實技術以及產品生命周期管理系統（PLM）的數字制造，它不僅幫助制造過程的實施，也有利于在產品開發階段了解產品是否能在可承受的成本內制造。數字制造是在計算機和網絡技術與制造技術的不斷融合、發展和廣泛應用的基礎上誕生的，其內涵是：（1）以CAD/CAM/CAE為主體的技術；（2）以MRP Ⅱ（Manufacturing Resources Planning，制造資源計劃）、MIS（Management Information System，管理信息系統）、PDM（Product Data Management，產品數據管理）為主體的制造信息支持系統；（3）數字控制制造技術。數字制造技術是數字化技術和制造技術融合形成的，且以制造工程科學為理論基礎的制造技術的重大革新，是先進制造技術的核心。數字制造的定義，指的是在虛擬現實、計算機網絡、快速原型、數據庫和多媒體等支撐技術的支持下，根據用戶的需求，迅速收集資源信息，對產品信息、工藝信息和資源信息進行分析、規劃和重組，實現對產品設計和功能的仿真以及原型制造，進而快速生產出達到用戶要求性能的產品的整個制造過程。也就是說，數字制造實際上就是在對制造過程進行數字化的描述而建立起的數字空間中完成產品的制造過程。

1.2 幾種數字制造觀

1.2.1 以控制為中心的數字制造觀

數字制造的概念，首先來源于數字控制技術（NC或CNC）與數控機床，這是數字制造的重要的基礎。隨著數控技術的發展，先后出現了對多臺機床用一臺（或幾臺）計算機數控裝置進行集中控制的直接數字控制（DNC） ，可以加工一組或幾組結構形狀和工藝特征相似的零件的柔性制造單元（FMC），以及將若干柔性制造單元或工作站連接起來實現更大規模的加工自動化就構成了柔性制造系統。以數字量實現加工過程的物料流、加工流和控制流的表征、存儲與控制，這就形成了以控制為中心的數字制造觀。

1.2.2 基于產品設計的數字制造觀

正如數控技術與數控機床一樣，CAD的產生和發展，為制造業產品的設計過程數字化和自動化打下了基礎。將CAD的產品設計信息轉換為產品的制造、工藝規則等信息，使加工機械按照預定的工序和工步的組合和排序，選擇刀具、夾具、量具，確定切削用量，并計算每個工序的機動時間和輔助時間，這就是計算機輔助工藝規劃（CAPP）。指出數字制造近年來還融入了CAPE（Computer Aided Production Engineering），這是一種新的計算機輔助工程環境，制造過程的環境信息可以被工程師應用到今后的制造系統及其子系統的設計和實施。

1.2.3 基于管理的數字制造觀

從數字制造的概念出發，可以清楚地看到，數字制造是計算機數字技術、網絡信息技術與制造技術不斷融合、發展和應用的結果，也是制造企業、制造系統和生產系統不斷實現數字化的必然。在數字制造環境下，用戶和企業在廣域內形成了一個由數字織成的網，個人、企業、車間、設備、經銷商和市場成為網上的一個個結點，由產品在設計、制造、銷售過程中所賦予的數字信息成為主宰制造業的最活躍的驅動因素。

另一方面，數字制造包含了以控制為中心的數字制造、以設計為中心的數字制造和以管理為中心的數字制造。當前，網絡制造是數字制造的全球化實現，虛擬制造是數字工廠和數字產品的一種具體體現，而電子商務制造是數字制造的一種動態聯盟。

2 數字制造的本質和核心問題

數字制造的本質是制造信息的數字化，而數字化的核心則是離散化。其本質是如何將制造的連續物理現象、模糊的不確定現象、制造過程的物理量和伴隨制造過程而出現和產生的幾何量、企業環境、個人的知識、經驗和能力離散化，進而實現數字化，即是將它們表示為計算機可以識別的模式。

離散化和數字化的過程，將涉及一系列理論基礎問題，計算制造學是最核心的理論基礎。這里，計算制造學就是建立各種制造計算模型，對產品進行數字化表征與傳遞、建模與仿真，這是計算制造學的關鍵技術，也是數字制造的基礎和核心科學問題。

3 數字制造的建模方法

數字制造系統的建模對象涉及到廣義的制造過程，包括制造環境、制造行為和制造信息。數字制造系統的目標，就是要在數字化的環境中完成產品的設計、仿真和加工。即接到定單后，首先進行概念設計和總體設計，然后是計算機模擬或快速原型過程，直至工藝規劃過程、CAM（computer Aided Manufacturing，計算機輔助制造）和CAQ（Computer Aided Quality，計算機輔助質量管理）過程，最終形成產品。

下面重點介紹這一過程中的基于物理的建模與仿真這一環節。

建模與仿真可廣泛用于產品開發過程，包括方案論證、設計、分析等各個階段[9]。在這個過程中，常常需要把現有的對象融入虛擬環境中。例如，機器人是一種綜合了機、電、液的復雜動態系統，通過計算機仿真可以模擬系統的整體狀態、性能和行為。揭示機構的合理運動方案及有效的控制算法，從而避免或減少機器人設計劃造以及運行過程中的問題。目前新產品的設計和制造規劃越來越多地借助于計算機仿真來實現。

近年來，數字樣機（Digital Mock-up）技術成為產品開發中的一個研究熱點。數字樣機就是把CAD基于物理的建模、仿真和產品全生命周期管理系統綜合起來，形成一個虛擬產品開發環境，使產品開發人員能夠在這種環境下策劃產品、設計產品、預測產品的運行性能特征以及真實工況下可能具有的響應，從而減少設計迭代的次數，減少甚至取消制作物理原型樣機，以改善設計，有效地縮短產品的開發周期。支持產品開發的建模與仿真是一個十分復雜的系統，需要許多單項技術的支持。但同時也存在許多共性問題如三維建模、約束運動學相動力學分析、計算算法相求解等。在建模仿真系統研究與開發中，可以采用基于商品化軟件平臺二次開發的策略，把研究集中在可制造性分析和產品物理性能建模等方面。在產品的設計過程中，數字樣機可根據需要隨時改變，以滿足測試與評估的需要。數字樣機為面向技術要求、制造性能、可維護性的設計提供了集成可視化、虛擬環境和虛擬原型技術的計算平臺。

4 數字制造應用實例

4.1 需求分析

平面二次包絡環面蝸桿副（簡稱平面二包蝸桿副）有著優良的傳動性能，但這些優良性能必須以較高的制造精度、安裝精度來保證。長期以來，平面二包蝸桿副都采用對偶范成法加工，這種加工方法由于工藝復雜，難以解決精度差的痼疾，且制造成本高、使用壽命短，這限制了平面二包蝸桿副的推廣普及。在數字化時代，必須應用全新的數字制造模式來解決平面二包蝸桿副制造的瓶頸。在此模式下，只有在保證最優設計指標的基礎上，采用先進的制造技術才有可能完成最優的實體型面加工。

4.2 數字制造方案

制造信息是貫穿制造全過程的精髓，制造信息的產生、處理、傳遞和應用是決定產品制造敏捷性、精確性、經濟性的關鍵因素。在信息驅動型制造業中，制造信息的數字化是數字制造的前提條件。平面二包蝸桿副的制造信息數字化應包括兩方面內容：①蝸桿副實體的三維數字化建模；②數字化制造工藝規劃。數控加工是數字制造的最終目標。在傳統生產模式下，平面二包蝸桿副必須使用專用機床加工，這是制造成本高的根本原因。在數字制造模式下，只要獲得蝸桿副型面的精確數學模型，就可使用通用數控機床對不同模數、不同中心距的蝸桿副進行統一加工。具體的實施方案如下。

4.2.1 平面二包蝸桿副的數字化造型

平面二包蝸桿副蝸輪齒面形狀復雜，用虛擬加工的造型方法雖然可以獲得蝸輪齒面，但往往精度不高。NURBS方法具有表示與設計自由型曲線曲面的強大功能，是形狀數學描述的主流方法之一。由于蝸桿副嚙合型面理論接觸線方程已獲得嚴格數學推導，因而嚙合型面的造型可以認為是已知數學模型的自由曲面造型。在進行蝸輪真實齒面的造型時，可基于經典的齒面嚙合理論，針對真實齒面嚙合分析的特點，由NURBS齒面上的拓撲離散數據點構造齒面曲線，再由齒面曲線構造插值曲面，實現參數化NURBS自由曲線曲面理論與經典嚙合理論的有機結合，在此基礎上建立面向幾何又有嚴格數學支持的蝸輪齒面數學模型。

在完成嚙合型面造型之后，整個型面可以用統一的參數方程加以描述。利用這個參數方程可以計算齒面上任意點處的型值，并以此構成嚙合型面關系數據庫，這就為數控加工提供了數據基礎。

4.2.2 平面二包蝸桿副數字化工藝規劃

平面二包蝸桿副在數控加工環境下的工藝過程包括毛坯的選擇、各表面最終加工方法的確定、制訂工藝路線、工序設計等步驟。針對平面二包蝸桿副這種目標明確的產品，使用基于成組技術（GT）的派生式工藝生成系統。

接下來是對平面二包蝸桿副的數控加工，采用數控車床、磨床加工蝸桿，蝸輪齒面直接采用多坐標聯動數控機床直接控制球頭銑刀加工出近似蝸輪齒面。在平面二包蝸桿副的誤差檢測階段可采用全數字檢測：用三坐標測量儀掃描蝸桿副實際齒面，將測量數據輸入計算機；然后，基于測量數據進行蝸桿副實體的計算機重構；最后，將重構型面與計算機仿真理論型面進行比較，可獲得實際加工誤差。

5 結語

制造信息的數字化是數字制造的本質和前提。本文以在傳統模式下設計、加工復雜，難以適應市場快速多變要求的平面二包蝸桿副為例，將平面二包蝸桿副的制造信息數字化――包括建立其實體嚙合型面關系數據庫和基于成組技術（GT）派生數字化工藝規劃。采用數字制造技術可以提高對市場反應的速度，滿足個性化的需求。

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計算機技術已全面滲透到機械領域，學生熟練掌握和應用數字化設計制造技術已成為其必備的基本技能，企業在招聘中也將這項能力作為重要考核指標之一。為適應這種快速發展的新形勢，滿足社會的迫切需求，研究和探索如何培養掌握和應用數字化設計制造技術的優秀畢業生具有重要意義。通過廣泛調研和細致分析，結合我校機械專業實際情況，提出了以典型數字化設計、分析、制造技術工程軟件應用為主線，以實踐教學基地和工程訓練中心為載體，以培養學生創新能力、實踐能力為目標，構建了貫穿于機械專業培養過程始終的數字化設計制造技術培養體系。

一、教學體系和教學內容的改革

在保持專業原有優勢和特色的基礎上，著重對數字化設計、數字化制造的教學內容、實習和實訓等進行改革與創新，形成了一套完整的提高學生數字化設計制造技術能力的教學體系。

（一）工程制圖類教學與實踐

工程制圖類是學生認識機械、了解機械的重要專業基礎課，開設了機械制圖、計算機繪圖、三維設計等制圖類課程，在教學中注重各門課程之間的融會貫通。計算機繪圖將制圖基本知識、視圖表達方法、零部件繪制、裝配關系等用計算機實現，提高了效率和設計質量，加深了對機械制圖的理解和掌握。在三維設計中，通過建立三維實體模型、動態仿真，使學生容易理解，更容易激發其空間想象力和創新熱情。

（二）工程力學類教學與實踐

開設了機械系統動力學分析（如ADAMS）和有限元分析（如ANSYS）等分析課，增強工程力學類課程的直觀性。如將剛體的靜力學、動力學分析，變成動態的曲線或動畫等輸出形式，將構件的應力、應變分析等，變成動態的顏色改變、形狀改變以及數據改變，形象直觀，印象深刻。

（三）機械基礎類教學與實踐

機械基礎類包括完整的機器設計過程―運動設計和工作能力設計。利用ADAMS等可以根據機構的運動尺寸建模，對機構進行運動學、動力學分析，為工作能力設計提供技術支持。利用ANSYS等進行應力、應變以及應力集中問題的仿真分析，加深學生對傳動方案、結構尺寸和選用原則的理解。

（四）機制基礎類教學與實踐

機制基礎類教學的一個主要任務是培養學生的工藝設計和夾具設計的能力。針對工程實際中的一個具有典型特征的機械產品零件，根據生產綱領要求以及現實生產條件，進行工藝設計和夾具設計。利用數字化設計表達夾具零件和裝配體，并驗證其設計結果。

（五）數控技術類教學與實踐

針對工程實際中的典型加工對象，利用三維數字化設計首先進行建模、編程，生成加工軌跡，仿真加工及檢驗，后置處理，最終生成數控G代碼。通過串行通訊或網絡，實現上位機與數控機床之間通訊，將編制好的數控G代碼下載到數控設備中，從而進行實際加工。從對象建模、刀具選擇、工藝規劃、代碼生成、實際加工、加工效率檢驗等多方面培養學生的設計制造綜合能力。

（六）現代設計方法類教學與實踐

反求工程是現代設計方法之一。其利用三維激光掃描儀無接觸地掃描被測對象表面輪廓，獲得幾何數據，構建曲面數字化模型，經過后置處理，生成RP需要的模型截面輪廓數據或NC代碼，最終復制出原型或加工出實物。反求工程實現了從產品原型、產品設計到產品制造的數字化，達到了對學生進行綜合應用訓練的目的。

二、工程訓練體系和內容的改革

工程訓練的基本指導思想是四年不斷線，分階段、分內容、分層次系統地進行訓練和培養。

（一）機械基礎認知實習

對于剛入校的學生，進行包括傳統設計、數字化設計、常規制造技術以及數控制造技術等在內的機械設計和制造方法的參觀演示，使學生對主要的設計方法、制造技術和實現方式有一定的感性認識，激發學生對專業知識的學習熱情和對專業的熱愛。

（二）機械基礎技能訓練

進行全面的機械設計技術、制造技術等基礎知識的學習與訓練。絕大部分時間是用于車削、銑削、磨削、鉗工、焊接、鑄造、鍛壓、沖壓、剪切等傳統制造技術訓練。同時，也進行簡單典型零件二維、三維設計、讀圖能力訓練以及基本的數控加工技術訓練。

（三）數控技術訓練

學生使用數字化設計制造手段進行典型零件的設計和數控編程，并在數控機床上完成零件的加工，突出了數字化設計與制造二者的有機融合。

（四）特種加工訓練

訓練學生掌握和使用多種與特種加工有關的設計、加工軟件，掌握特種加工方法。加入這些訓練內容，可使訓練內容更加全面、生動、豐富。

三、項目驅動式第二課堂創新與實踐能力培養

項目實踐過程與聽課不同，是一個主動的學習經歷。項目課題主要來源于三個方面：一是學生自主命題，就是學生將在生活實際中遇到的困難、問題，進行提煉、分析、總結，提出有創造性價值的課題，這有助于培養學生的創造性思維和發現問題、分析問題及解決問題的能力。二是有主題的實踐活動，例如根據各種學科競賽的主題要求，組織學生開展創新設計實踐，選拔優秀的創新設計作品參加競賽，這有助于提高學生的創新能力。三是教師提供項目課題，教師可以根據自己的科研課題為學生提供創新實踐項目。在項目的實施過程中，從設計構思、具體設計、工藝規劃、加工制造、裝配調試以及產品商業化等全過程都需要學生付諸實踐。數字化設計與制造手段為項目課題的順利實施起到重要作用。

四、結語

以數字化設計制造能力培養為切入點進行教學改革，促進了人才培養模式的不斷完善。通過實踐，該方法行之有效。不但使學生在空間思維能力、圖形表達能力、常規工程設計制造能力得到培養和提高，而且其創新設計能力、先進制造能力以及工程實踐能力也得到培養和訓練，適應了知識創新和技術創新的需求。

參考文獻：

[1] 雷輝. 機械類專業實驗創新模式的構建與實踐―鏈式工程訓練實驗教學法研究[J]. 中國大學教育, 2010, (6).

[2] 張樹仁. 構建數字化設計制造技術教學平臺的探索與實踐[J]. 長春理工大學學報（高教版）, 2010, (4).