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(shí)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、快速原型、數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)產(chǎn)品信息、工藝信息和資源信息進(jìn)行分析、規(guī)劃和重組，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和功能的仿真以及原型制造。進(jìn)而快速生產(chǎn)出達(dá)到用戶要求性能的產(chǎn)品整個(gè)制造全過(guò)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(jì)算機(jī)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(guò)程、生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的必然趨勢(shì)。

　　數(shù)字化制造內(nèi)涵有三個(gè)：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(jì)為中心的數(shù)字化制造

　　由一于計(jì)算機(jī)的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的相結(jié)合，產(chǎn)生了以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，以交互式圖形系統(tǒng)為手段，以工程分析計(jì)算為主體的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)系統(tǒng)。將CAD的產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(jī)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(jì)算每個(gè)工序的機(jī)動(dòng)時(shí)間和輔助時(shí)間，這個(gè)就是計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃(CAPP)。將包括制造、檢測(cè)、裝配等方面的所有規(guī)劃，以及面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)、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(jì)算機(jī)所理解、并被制造過(guò)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(gè)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(jì)以及跨平臺(tái)、跨區(qū)域、同步和異步信息交流與共享，多企業(yè)、多團(tuán)隊(duì)、多人、多應(yīng)用之間群體協(xié)作與智能設(shè)計(jì)正在深入開(kāi)展研究，并進(jìn)入實(shí)用階段，這就形成了所謂以設(shè)計(jì)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(guò)企業(yè)內(nèi)部物料需求計(jì)劃(MRP)的建立與實(shí)現(xiàn)，根據(jù)不斷變化的市場(chǎng)信息、用戶訂貨和預(yù)測(cè)，從全局和長(zhǎng)遠(yuǎn)的利益出發(fā)，通過(guò)決策模型，評(píng)價(jià)企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)狀況，預(yù)測(cè)企業(yè)的未來(lái)和運(yùn)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(yíng)生產(chǎn)過(guò)程能隨市場(chǎng)需求快速的重構(gòu)和集成， 出現(xiàn)了能覆蓋整個(gè)企業(yè)從產(chǎn)品的市場(chǎng)需求、研究開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程制造、銷售、服務(wù)、維護(hù)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(tái)的廣泛應(yīng)用，由于它集中信息技術(shù)與先進(jìn)管理思想于一身，使企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理活動(dòng)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(lái)源于數(shù)字控制技術(shù)與數(shù)控機(jī)床。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，又出現(xiàn)了對(duì)多臺(tái)機(jī)床，用一臺(tái)(或多臺(tái))計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置進(jìn)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(dòng)化，發(fā)展了若干臺(tái)計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床和一臺(tái)工業(yè)機(jī)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(tái)數(shù)字控制機(jī)床聯(lián)網(wǎng)組成局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)車間或多個(gè)車間的生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，進(jìn)而發(fā)展到每一臺(tái)設(shè)備的控制器或控制系統(tǒng)成為網(wǎng)上的一個(gè)結(jié)點(diǎn)，使制造過(guò)程向更大規(guī)模和更高水平的自動(dòng)化發(fā)展，這個(gè)就形成了所謂以數(shù)控 制造為中心的數(shù)字制造觀。

• CAD---計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)
• CAE---計(jì)算機(jī)輔助工程分析
• CAM---計(jì)算機(jī)輔助制造
• CAPP---計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃
• PDM---產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)管理
• ERP---企業(yè)資源計(jì)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(gè)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(jì)方法，使產(chǎn)品、流程、工廠和資源信息在整個(gè)變更流程中實(shí)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(gè)受控的環(huán)境中優(yōu)化零件制造流程。除了機(jī)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(duì)機(jī)械手和自動(dòng)化程序進(jìn)行仿真檢驗(yàn)，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?cè)谧罴训牟季?、物料流程以及生產(chǎn)量條件下運(yùn)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(cè)量機(jī)（CMM）和數(shù)控（NC）機(jī)器工具生成了完整的、可檢驗(yàn)的CAD機(jī)器檢驗(yàn)程序，從而，使整個(gè)組織更便于分享質(zhì)量數(shù)據(jù)。

　　7.通過(guò)數(shù)字化制造，可以實(shí)時(shí)利用產(chǎn)品生命周期數(shù)據(jù)來(lái)完成生產(chǎn)流程。

　　1、NC機(jī)床的出現(xiàn)1952年，美國(guó)麻省理工學(xué)院首先實(shí)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(jìn)行了數(shù)控機(jī)床的批量制造。動(dòng)機(jī)：自由曲面的精度加工。加工對(duì)象：直升飛機(jī)的旋翼等。

　　2、CAM處理系統(tǒng)APT出現(xiàn) 1955年美國(guó)麻省理工學(xué)院MIT伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(yǔ)言自動(dòng)編程語(yǔ)言寫(xiě)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(guó)KT公司研制出帶ATC自動(dòng)刀具交換裝置的加工中心。同年，美國(guó)UT公司首次把銑鉆等多種工序集中于一臺(tái)數(shù)控銑床中，通過(guò)自動(dòng)換刀方式實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工，成為世界上第一臺(tái)加工中心。

　　4、1967年，美國(guó)實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)數(shù)控機(jī)床連接而成的可調(diào)加工系統(tǒng)，最初的FMS（Flexible manufacturing system）

　　5、進(jìn)入70年代，CAD、CAM開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(guó)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(shí)現(xiàn)CAD/CAM的融合。

　　6、80年代中期，出現(xiàn)CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，波音公司成功應(yīng)用于飛機(jī)設(shè)計(jì)，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(jī)械、航空航天、汽車、造船等領(lǐng)域。