数字化制造的概念最早是由美国麻省理工学院的教授提出。他们于1982年在《数字制造》一书中首次提出了“数字化制造”这一概念,并详细阐述了其内涵、特点和关键技术。
数字化制造是指利用计算机技术、网络技术、数据库技术和人工智能等现代信息技术,对生产过程进行实时控制、优化和管理,实现产品设计、加工制造、检测、装配、销售等全过程数字化的一种先进制造模式。它能够提高生产效率、降低生产成本、缩短生产周期、提高产品质量,同时还能实现个性化定制和柔性化生产。
数字化制造的核心在于利用信息技术对生产过程中的各种信息进行采集、处理、分析和决策,以提高生产过程的自动化程度和智能化水平。其关键技术包括:
1. 计算机辅助设计与制造(CAD/CAM):通过计算机软件实现产品的设计和制造,提高设计精度和生产效率。
2. 计算机辅助工艺规划(CAPP):通过对工艺流程进行分析和优化,提高生产效率和产品质量。
3. 计算机集成制造系统(CIMS):将企业内各个部门的信息系统集成起来,实现生产过程的协同和优化。
4. 计算机辅助工程(CAE):通过对产品进行仿真分析,预测产品性能和可靠性,为产品设计提供依据。
5. 计算机辅助质量控制(CAQ):通过对生产过程中的关键参数进行实时监控和控制,确保产品质量。
6. 计算机辅助供应链管理(CSCM):通过对供应链各环节的信息进行集成和优化,提高物流效率和降低成本。
7. 云计算和物联网技术:通过云计算平台实现数据的存储和计算,通过物联网技术实现设备和系统的互联互通。
8. 人工智能和机器学习:通过对大量数据进行分析和学习,实现生产过程的智能决策和优化。
数字化制造的发展对于制造业具有重要意义。首先,它能够提高生产效率和质量,降低生产成本,满足市场对个性化产品的需求;其次,它可以实现生产过程的自动化和智能化,减少人工干预,提高劳动生产率;最后,它能够促进产业升级和转型,推动制造业向高端化、智能化方向发展。