數(shù)字化制造是指在數(shù)字化技術(shù)和制造技術(shù)融合的背景下，并在虛擬現(xiàn)實、計算機網(wǎng)絡(luò)、快速原型、數(shù)據(jù)庫和多媒體等支撐技術(shù)的支持下，根據(jù)用戶的需求。迅速收集資源信息，對產(chǎn)品信息、工藝信息和資源信息進行分析、規(guī)劃和重組，實現(xiàn)對產(chǎn)品設(shè)計和功能的仿真以及原型制造。進而快速生產(chǎn)出達到用戶要求性能的產(chǎn)品整個制造全過程。

　　數(shù)字化制造定義的內(nèi)涵數(shù)字化制造就是指制造領(lǐng)域的數(shù)字化，它是制造技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與管理科學(xué)的交叉、融和、發(fā)展與應(yīng)用的結(jié)果，也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)與生產(chǎn)過程、生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實現(xiàn)數(shù)字化的必然趨勢。

　　數(shù)字化制造內(nèi)涵有三個：以控制為中心的數(shù)字制造層面，以管理為中心的數(shù)字制造，以控制為中心的數(shù)字化制造。

　　1、以設(shè)計為中心的數(shù)字化制造

　　由一于計算機的發(fā)展以及計算機圖形學(xué)與機械設(shè)計技術(shù)的相結(jié)合，產(chǎn)生了以數(shù)據(jù)庫為核心，以交互式圖形系統(tǒng)為手段，以工程分析計算為主體的計算機輔助設(shè)計(CAD)系統(tǒng)。將CAD的產(chǎn)品設(shè)計信息轉(zhuǎn)換成為產(chǎn)品的制造、工藝規(guī)則等信息，使加工機械按照預(yù)定的工序和工步組合和排序,選擇刀具、夾具、量具，確定切削余量，并計算每個工序的機動時間和輔助時間，這個就是計算機輔助工藝規(guī)劃(CAPP)。將包括制造、檢測、裝配等方面的所有規(guī)劃，以及面向產(chǎn)品設(shè)計、制造、工藝、管理、成本核算等所有的信息數(shù)字化，轉(zhuǎn)換為計算機所理解、并被制造過程的全階段所共享的數(shù)據(jù)，就形成了所謂CAD/CAPP/CAM的一體化，從而使CAD上升到一個新的層次。

　　由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，多媒體可視化環(huán)jing技術(shù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、異地協(xié)同設(shè)計以及跨平臺、跨區(qū)域、同步和異步信息交流與共享，多企業(yè)、多團隊、多人、多應(yīng)用之間群體協(xié)作與智能設(shè)計正在深入開展研究，并進入實用階段，這就形成了所謂以設(shè)計為中心的數(shù)字化制造。

　　2、以管理為中心的數(shù)字化制造

　　通過企業(yè)內(nèi)部物料需求計劃(MRP)的建立與實現(xiàn)，根據(jù)不斷變化的市場信息、用戶訂貨和預(yù)測，從全局和長遠的利益出發(fā)，通過決策模型，評價企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營狀況，預(yù)測企業(yè)的未來和運行狀況，決定投資策略和生產(chǎn)任務(wù)安排，這就形成了制造業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的最高層次管理信息系統(tǒng)(MIS)。為了支持制造企業(yè)經(jīng)營生產(chǎn)過程能隨市場需求快速的重構(gòu)和集成， 出現(xiàn)了能覆蓋整個企業(yè)從產(chǎn)品的市場需求、研究開發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計、工程制造、銷售、服務(wù)、維護等生命周期中信息的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(PDM)。

　　當(dāng)前，隨著企業(yè)需求規(guī)劃(ERP)這一建立在信息技術(shù)基礎(chǔ)上的現(xiàn)代化管理平臺的廣泛應(yīng)用，由于它集中信息技術(shù)與先進管理思想于一身，使企業(yè)經(jīng)營管理活動中的物流、信息流、資金流、工作流加以集成和綜合，形成了以ERP為中心的MRP/PDM/MIS/ERP等技術(shù)集成的所謂以管理為中心的數(shù)字化制造。

　　3、以控制為中心的數(shù)字化制造

　　數(shù)字制造的概念，首先來源于數(shù)字控制技術(shù)與數(shù)控機床。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，又出現(xiàn)了對多臺機床，用一臺(或多臺)計算機數(shù)控裝置進行集中控制的方式，即所謂直接數(shù)字控制(DNC)。為適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化，發(fā)展了若干臺計算機數(shù)控機床和一臺工業(yè)機器人協(xié)同工作，以便加工一組或幾組結(jié)構(gòu)形狀和工藝特征相似的零件，從而構(gòu)成了所謂 柔性制造單元(FMC)。

　　隨著網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的發(fā)展由多臺數(shù)字控制機床聯(lián)網(wǎng)組成局域網(wǎng)實現(xiàn)一個車間或多個車間的生產(chǎn)過程自動化，進而發(fā)展到每一臺設(shè)備的控制器或控制系統(tǒng)成為網(wǎng)上的一個結(jié)點，使制造過程向更大規(guī)模和更高水平的自動化發(fā)展，這個就形成了所謂以數(shù)控 制造為中心的數(shù)字制造觀。

• CAD---計算機輔助設(shè)計
• CAE---計算機輔助工程分析
• CAM---計算機輔助制造
• CAPP---計算機輔助工藝規(guī)劃
• PDM---產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理
• ERP---企業(yè)資源計劃
• RE---逆向工程技術(shù)
• RP---快速成型

　　數(shù)字化制造可以幫助制造企業(yè)提高制造規(guī)劃和生產(chǎn)流程兩個方面的生產(chǎn)力。

　　1.數(shù)字化制造采用一致的綜合生產(chǎn)設(shè)計方法，使產(chǎn)品、流程、工廠和資源信息在整個變更流程中實現(xiàn)相互關(guān)聯(lián)，并可被查看和處理。

　　2.數(shù)字化制造可在一個受控的環(huán)境中優(yōu)化零件制造流程。除了機器加工和工裝指令之外，還可以靈活地生成能夠顯示二維和三維零件信息的工作指令。

　　3.數(shù)字化制造的仿真功能可以對機械手和自動化程序進行仿真檢驗，從而，有助于企業(yè)降低調(diào)試成本。

　　4.利用數(shù)字化制造，您可以更快地創(chuàng)建工廠模型，并確保產(chǎn)量增加前，它們在最佳的布局、物料流程以及生產(chǎn)量條件下運行。

　　5.數(shù)字化制造提供用以分析尺寸變化的圖形環(huán)境，因此，可被用于支持六西格瑪和精益制造方案。

　　6.數(shù)字化制造系統(tǒng)為坐標(biāo)測量機（CMM）和數(shù)控（NC）機器工具生成了完整的、可檢驗的CAD機器檢驗程序，從而，使整個組織更便于分享質(zhì)量數(shù)據(jù)。

　　7.通過數(shù)字化制造，可以實時利用產(chǎn)品生命周期數(shù)據(jù)來完成生產(chǎn)流程。

　　1、NC機床的出現(xiàn)1952年，美國麻省理工學(xué)院首先實現(xiàn)了三坐標(biāo)銑床的數(shù)控化，數(shù)控裝置采用真空管電路。1955年，第一次進行了數(shù)控機床的批量制造。動機：自由曲面的精度加工。加工對象：直升飛機的旋翼等。

　　2、CAM處理系統(tǒng)APT出現(xiàn) 1955年美國麻省理工學(xué)院MIT伺服機構(gòu)實驗室公布了APTAutomatically Programmed Tools系統(tǒng)。其中的數(shù)控編程主要是發(fā)展自動編程技術(shù)。這種編程 技術(shù)是由編程人員將加工部位和加工參數(shù)以一種限定格式的語言自動編程語言寫成所謂源程序，然后由專門的軟件轉(zhuǎn)換成數(shù)控程序。

　　3、加工中心的的出現(xiàn)1958年美國KT公司研制出帶ATC自動刀具交換裝置的加工中心。同年，美國UT公司首次把銑鉆等多種工序集中于一臺數(shù)控銑床中，通過自動換刀方式實現(xiàn)連續(xù)加工，成為世界上第一臺加工中心。

　　4、1967年，美國實現(xiàn)了多臺數(shù)控機床連接而成的可調(diào)加工系統(tǒng)，最初的FMS（Flexible manufacturing system）

　　5、進入70年代，CAD、CAM開始走向共同發(fā)展的道路。由于CAD與CAM所采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不同，在CAD/CAM技術(shù)發(fā)展初期，主要工作是開發(fā)數(shù)據(jù)接口，溝通CAD和CAM之間的信息流。不同的CAD、CAM系統(tǒng)都有自己的數(shù)據(jù)格式規(guī)定，都要開發(fā)相應(yīng)的接口，不利于CAD/CAM系統(tǒng)的發(fā)展。在這種背景下，美國波音公司和GE公司于1980年制定了數(shù)據(jù)交換規(guī)范IGES(1nitia Graphics Exchange Specifications)，從而實現(xiàn)CAD/CAM的融合。

　　6、80年代中期，出現(xiàn)CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）計算機集成制造系統(tǒng)，波音公司成功應(yīng)用于飛機設(shè)計，制造，管理，將原需八年的定型生產(chǎn)縮短至三年。

　　7、80年代末期至今，CAD/CAM一體化三維軟件大量出現(xiàn)，如：CADAM，CATIA，UG，I-DEAS，Pro/E，ACIS，MASTERCAM等，并應(yīng)用到機械、航空航天、汽車、造船等領(lǐng)域。