一、技術(shù)概述  

    數(shù)字化技術(shù)是以數(shù)字電子計(jì)算機(jī)硬軟件、周邊設(shè)備、協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的信息離散化表述、定量、感知、傳遞、存貯、處理、控制、聯(lián)網(wǎng)的集成技術(shù)。其用于制造業(yè)可包括數(shù)字化制造技術(shù)與數(shù)字化產(chǎn)品兩部分。將數(shù)字化技術(shù)用于支持產(chǎn)品全生命周期的制造活動和企業(yè)的全局優(yōu)化運(yùn)作就是數(shù)字化制造技術(shù)；將數(shù)字化技術(shù)注入工業(yè)產(chǎn)品就形成了數(shù)字化產(chǎn)品。  

    二、現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展趨勢  

    1．技術(shù)發(fā)展趨勢

    本世紀(jì)40年代末數(shù)字計(jì)算機(jī)誕生，不久就被試用于控制加工機(jī)床，其特點(diǎn)是把過去利用人工、行程開關(guān)或模板產(chǎn)生的加工信息數(shù)字化，并用以控制機(jī)床的加工運(yùn)動，這就是數(shù)字控制機(jī)床。盡管這遠(yuǎn)不是數(shù)字化制造，但它卻是數(shù)字化制造的一個十分重要的基礎(chǔ)。歷經(jīng)半個世紀(jì)的發(fā)展和應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床的擁有量及其年產(chǎn)量已經(jīng)成為一個國家制造能力的重要標(biāo)志。

    隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得基于多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化制造技術(shù)為現(xiàn)代制造系統(tǒng)的并行作業(yè)、分布式運(yùn)行、虛擬協(xié)作、遠(yuǎn)程操作與監(jiān)視等提供了可能。

    數(shù)字化制造技術(shù)與產(chǎn)品的發(fā)展趨勢：

    （1）制造信息的數(shù)字化，將實(shí)現(xiàn)CAD／CAPP／CAM／CAE的一體化，使產(chǎn)品向無圖紙制造方向發(fā)展。如產(chǎn)品CAD數(shù)據(jù)經(jīng)過校核，直接傳送給數(shù)控機(jī)床完成加工就是一例。

    （2）通過局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部并行工程，通過Internet建立跨地區(qū)的虛擬企業(yè)，實(shí)現(xiàn)資源共享，優(yōu)化配置，使制造業(yè)向互聯(lián)網(wǎng)輔助制造方向發(fā)展。

    （3）將數(shù)字化技術(shù)注入傳統(tǒng)產(chǎn)品，開發(fā)新產(chǎn)品，無論從工業(yè)裝備和人民生活需求都是社會發(fā)展的趨勢。

    2．國內(nèi)外現(xiàn)狀

    目前在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，數(shù)字化制造技術(shù)與產(chǎn)品已經(jīng)成為提高企業(yè)和產(chǎn)品競爭力的重要手段。近半個世紀(jì)，特別是近30年來，隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，信息技術(shù)與制造技術(shù)相融合，使制造日益走向數(shù)字化，制造技術(shù)發(fā)展日益加快。在發(fā)達(dá)國家的大型企業(yè)中，已開始實(shí)現(xiàn)無圖紙生產(chǎn)，廣泛使用CAD／CAM，實(shí)現(xiàn)100％數(shù)字化設(shè)計(jì)。制造過程技術(shù)在快速成型、并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)床、機(jī)器人化機(jī)床、多功能機(jī)床等整機(jī)方面和高速電主軸、直線電機(jī)、軟件補(bǔ)償精度等單元技術(shù)方面先后有所突破，為數(shù)字化制造技術(shù)向縱深發(fā)展創(chuàng)造了條件。

    數(shù)字化制造技術(shù)在我國有了一定發(fā)展，如數(shù)控技術(shù)、制造信息支持系統(tǒng)以及CAD／CAM／CAPP／CAE／NET為主體的技術(shù)等在我國已有不同程度的發(fā)展。CAD技術(shù)在“九五”期間，特別是實(shí)施“CAD應(yīng)用工程”后，我國大量的骨干企業(yè)都不同程度地采用了CAD技術(shù)，使我國的設(shè)計(jì)自動化水平產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。

    MRPII和ERP已在國內(nèi)企業(yè)中得到部分應(yīng)用，并取得一定的效果；制造業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)信息支持系統(tǒng)以機(jī)械工業(yè)共性技術(shù)數(shù)據(jù)庫作為信息資源，目前已提供單機(jī)使用服務(wù)。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，該數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用將步入網(wǎng)絡(luò)化、集成化，其功能也將從數(shù)據(jù)查詢進(jìn)一步上升為決策支持；現(xiàn)場總線技術(shù)，我國制造企業(yè)車間生產(chǎn)過程自動化與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的差距很大，這是我國制造企業(yè)面臨的嚴(yán)重問題。

    在數(shù)控技術(shù)方面我國“八五”開發(fā)了具有自主版權(quán)的四種數(shù)控系統(tǒng)，在數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)與制造中，已開始采用模塊化技術(shù)，對數(shù)控切削加工中的工藝參數(shù)、工具系統(tǒng)的優(yōu)化控制都進(jìn)行過研究，為發(fā)展智能化控制奠定了基礎(chǔ)。

    在我國有些數(shù)字化產(chǎn)品已應(yīng)用于生產(chǎn)生活等各個領(lǐng)域，如數(shù)字化顯示儀表、數(shù)字化斷層分析儀、CT等。

    3．國內(nèi)研究基礎(chǔ)

    我國在數(shù)字化制造技術(shù)和產(chǎn)品方面有一定的基礎(chǔ)，CAD和數(shù)控裝備是數(shù)字化制造的上下游基礎(chǔ)技術(shù)，對于數(shù)控裝備，我國已有40年研究、開發(fā)和應(yīng)用的歷史，數(shù)控機(jī)床擁有率目前已達(dá)3％；在CAD技術(shù)方面，我國工程設(shè)計(jì)單位CAD普及率已達(dá)到80％，機(jī)械行業(yè)骨干CAD普及率已達(dá)到30％；Chinanet網(wǎng)絡(luò)已于1994年在我國建成。全國40多萬個制造企業(yè)在走向市場、參與競爭的過程中，對數(shù)字化制造技術(shù)的需求日益迫切。我國已有研究所、企業(yè)開發(fā)數(shù)字化產(chǎn)品，有的數(shù)字化產(chǎn)品已走向市場，這些都為數(shù)字化制造技術(shù)和產(chǎn)品在我國的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。  

    三、“十五”目標(biāo)及主要研究內(nèi)容  

    1．目標(biāo)

   （1）突破數(shù)字化制造的關(guān)鍵技術(shù)，建立若干數(shù)字化制造示范點(diǎn)。

   （2）開發(fā)一批數(shù)字化產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

    重點(diǎn)是數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床、數(shù)字化儀表、數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備、CAD／CAE／CAPP／CAM軟件等。

    2．主要研究內(nèi)容

   （1）數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床

    數(shù)控技術(shù)重點(diǎn)發(fā)展：

    新一代開放式數(shù)控系統(tǒng)；新一代智能化的數(shù)控系統(tǒng)；新一代主軸和伺服驅(qū)動裝置；高效數(shù)控裝備。

    數(shù)控機(jī)床發(fā)展重點(diǎn)：

    新一代“開放式”、“智能化”的數(shù)控車床、數(shù)控銑床（包括加工中心）及數(shù)控電加工機(jī)床系列產(chǎn)品；機(jī)械加工的柔性自動化理論及方法研究。

   （2）CAD／CAE／CAPP／CAM／NET集成技術(shù)

    研究計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）、計(jì)算機(jī)輔助工藝過程規(guī)程（CAPP）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）等設(shè)計(jì)自動化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在綜合自動化概念框架下將CAD／CAE／CAPP／CAM／NET的應(yīng)用集成，將其各種功能有機(jī)地結(jié)合起來，統(tǒng)一組織和管理有關(guān)信息提取、交換、共享。

   （3）以MRP、ERP、PDM為主體的制造信息支持系統(tǒng)

    MRP／ERP：開發(fā)面向國際市場競爭和企業(yè)改制后所需要的新一代管理信息系統(tǒng)軟件，繼續(xù)保持易于國情化、廠情化的國產(chǎn)軟件發(fā)展勢頭，不斷擴(kuò)大市場份額。

    PDM技術(shù)：研究PDM總體技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、WEB技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、數(shù)據(jù)安全和監(jiān)控技術(shù)、應(yīng)用集成技術(shù)、配置管理技術(shù)；在研究上述技術(shù)基礎(chǔ)上組織協(xié)作攻關(guān)，開發(fā)具有我國自主版權(quán)的PDM系統(tǒng)軟件，并在機(jī)械行業(yè)企業(yè)推廣應(yīng)用。

   （4）計(jì)算機(jī)輔助后勤支持系統(tǒng)（CALS）

    CALS基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和支撐環(huán)境技術(shù)的研究；物流技術(shù)的研究；與CALS相關(guān)的STEP等標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)研究與應(yīng)用；適合中國制造企業(yè)的基于CALS的經(jīng)營管理模式和集成框架研究；在相關(guān)的科研院所建立一個類似CALS的資源共享中心，并成立相應(yīng)組織，通過網(wǎng)絡(luò)為企業(yè)服務(wù)；通過示范性研究CALS應(yīng)用工程的實(shí)施。

   （5）現(xiàn)場總線技術(shù)

    符合國際流行的現(xiàn)場總線工業(yè)數(shù)字通訊協(xié)議的通訊模板設(shè)計(jì)、生產(chǎn)技術(shù)及防爆、可靠性一致性測試技術(shù)研究；符合制造業(yè)自動化現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品開發(fā)；現(xiàn)場總線產(chǎn)品的開發(fā)工具、系統(tǒng)軟硬件開發(fā)；產(chǎn)品互換性、互操作性技術(shù)及認(rèn)證技術(shù)與工具方法的研究；基于現(xiàn)場總線的、面向行業(yè)的、現(xiàn)場級與車間級自動化系統(tǒng)的研究；集成技術(shù)研究。

   （6）數(shù)字化儀表

    自動化儀表（高精度、高可靠性自動化儀表和現(xiàn)場總線智能儀表及控制系統(tǒng)）的開發(fā)；總線式自動測試系統(tǒng)軟件及基本模件開發(fā)；自調(diào)零、自校正、自診斷的數(shù)字化科學(xué)儀器（分析儀器、大地測量儀器、試驗(yàn)機(jī)）的開發(fā)；數(shù)字照相機(jī)、數(shù)字打印機(jī)、數(shù)字IC卡等文化辦公設(shè)備開發(fā)。

   （7）數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備

    重點(diǎn)研究開發(fā)影像設(shè)備系統(tǒng)：醫(yī)用X線診斷裝置、醫(yī)用超聲診斷裝備、計(jì)算機(jī)斷層掃描裝置（CT）、磁共振成像裝置等醫(yī)療設(shè)備；各類醫(yī)用電生理診斷設(shè)備；臨床檢驗(yàn)分析設(shè)備。