蘭 州 交 通 大 學 繼 續 教 育 學 院 畢 業 設 計（論文） 專業（班級）： 2013 級機械工程及自動化 (專升本 ) 指 導 教 師： 祁生元 學 生 姓 名： 王小鵬 學 號： 130111007 設計題目： 當代數字化機械設計技術分析研究 畢 業 設 計 成 績 評 議 表 學 生 姓 名 王小鵬 班 級 2013 級機械工程及自動化（專升本） 指導教師姓名 祁生元 職 稱 高級工程師 審 閱 人 評 語 論文選題符合 要求 ，能夠達到 學習 目標 ， 選題具有較大的實踐指導意義 。 該生查閱文獻資料能力強，寫作過程中能綜合運用 所學 系統知識 。 文章篇幅完全符合學院規定，內容完整，層次結構安排科學，主要觀點突出，邏輯關系清楚，有一定的個人見解。文題完全相符，論點突出，論述緊扣主題。語言表達流暢，格式完全符合規范要求；參考了豐富的文獻資料，其 實用 性較強。 畢業設計期間， 王小鵬 同學能及時和導師溝通，認真聽取導師的意見和建議，對于論文的成文持有自己的觀點，雖然辛苦，卻一定受益匪 淺。同意 王小鵬 同學參加論文答辯。 審閱人： 祁生元 2015 年 6 月 30 日 答 辯 委 員 會 綜 合 評 語 主席： 年 月 日 論文成績 評語內容包括：（學術）思想、方案選擇、設計（論文）達到的水平、設計（論證）有無錯誤等。 畢業設計（論文）任務書 班級： 2013 級機械工程及自動化（專升本） 學生姓名： 王 小鵬 指導老師：祁生元 設計（論文）題目 當代數字化機械設計技術分析研究 主要研究內容 本研究報告分為 五 個部分 第一部分： 數字化機械 制造技術的特點 第 二 部分： 數字化機械設計技術的應用背景 。 第 三 部分： 當代數字化機械設計表現方面 第四部分： 當代數字化機械設計發展的趨勢 。 第 五 部分： 當代數字化設計技術實現的目標及發展前景 。 關 鍵 環 節 1、 2、 1、確定論文題目 3、 2、搜集、整理資料 4、 3、編寫提綱 5、 4、撰寫初稿 6、 5、改寫初稿 7、 6、定稿 計劃進度 1、 定論文題目分析查閱資料，編寫提綱、撰寫初稿； 2、 復修改，完善。 3、 改、定稿、裝訂、提交。 參 考 資 料 1:范崇洛主編 機械加工工藝學 東南大學出版社 2009 2:胡兆國主編 機械加工基礎 西南交大出版社 2007 3:傅水根主編 機械制造工藝學基礎 清華大學出版社 2011 4:馮辛安主編 機械制造裝備設計 機械工業出版社 2004 5:馬曉春 主編 我國現代機械制造技術的發展趨勢 J2002（ 3） 6:王世敬 主編 現代機械制造技術及其發展趨勢 J2002（ 11） 7:武永利 主編 機械制造技術新發展及其在我國的研究和應用 J2003 開 題 報 告 班級： 2013 級機械工程及自動化 （專升本）學生姓名： 王小鵬 指導老師：祁生元 設計（論文）題目： 當代數字化機械設計技術分析研究 一、文獻綜述 數字化設計技術涵蓋了現代設計的最新技術 ,同時又是現代設計的前提 ,對其進行深入研究十分必要。 隨著當代科學技術突飛猛進的發展，機械設計技術與微電子技術、計算機技術 、材料技術和新能源技術等高新技術的相互交叉、滲透、融合，使傳統意義上的數字化機械設計在原有基礎上得到了質的飛躍 。 二、選題的目的及意義 信息技術的快速發展，促使機械產品正在朝著精確化 、 綜合化 、 智能化 、 數字化 、網絡化和綠色環保化發展。因而對產品質量的要求也越來越高，高質量的產品是通過數字化設計，精密的制造與加工，嚴格的管理生產出來的 ,但是最重要的也是最核心的工作是數字化設計 ,它對產品質量與競爭力起著重要的影響。 三、重點研究內容 當代數字化機械設計的發展趨勢隨著經濟全球化和科學技術飛 速發展帶來的知識經濟時代的到來，這促使未來的機械設計技術 。 四、教師意見 選題符合專業培養目標，能夠達到綜合訓練目標， 本論文選題有很強的應用價值 ，專業性較強。但是書寫難度較大，建議從工作實踐出發，找準切入點，合理論述。另外，應運用所學知識，從實際出發具有針對性的把握好論點。若選此題，請一定把握重點，研究透徹、拓展論述、結題可行，即可。 指導教師：祁生元 2015 年 4 月 30 日 中 期 報 告 班級： 2013 級機械工程及自動化（專升本） 學生姓名： 王小鵬 指導老師：祁生元 三、設計完成情況 初步定稿 四、教師意見 結構可行，請盡 快將初稿發給我。 教師姓名： 祁生元 2015 年 5 月 15 日 設計（論文）題目 當代數字化機械設計技術分析研究 一、總體設計： 由于 機械設計制造在國民經濟中處于極其重要的地位，它對其他技術領域起著支撐性作用， 所以 本文針對當代數字化機械設計的應用背景、發展趨勢、以及今后實現的 目標和發展前景做了分析論述。 二、詳細設計： 本研究報告分為 五 個部分 第一部分： 數字化機械 制造技術的特點 第 二 部分： 數字化機械設計技術的應用背景 。 第 三 部分： 當代數字化機械設計表現方面 第四部分： 當代數字化機械設計發展的趨勢 。 第 五 部分： 當代數字化設計技術實現的目標及發展前景 。 中 期 報 告 班級： 2013 級機械工程及自動化（專升本） 學生姓名： 王小鵬 指導老師：祁生元 三、設計完成情況 進行初稿修改。 四、教師意見 結論較模糊，建議結合實際多談談自己的體會和心得，多利用自己學習的知識而不是一味的借鑒。 教師姓名： 祁生元 2015 年 5 月 30 日 設計（論文）題目 當代數字化機械設計技術分析研究 一、總體設計： 由于 機械設計制造在國民經濟中處于極其重要的地位，它對其他技術領域起著支撐性作用， 所以 本文針對當代數字化機械設計的應用背景、發展趨勢、以及今后實現的目標和發展前景做了分析論述。 二、詳細設計： 本研究報告分為 五 個部分 第一部分： 數字化機械 制造技術的特點 第 二 部分： 數字化機械設計技術的應用背景 。 第 三 部分： 當代數字化機械設計表現方面 第四部分： 當代數字化機械設計發展的趨勢 。 第 五 部分： 當代數字化設計技術實現的目標及發展前景 。 中 期 報 告 班級： 2013 級機械工程及自動化（專升本） 學生姓名： 王小鵬 指導老師：祁生元 三、設計完成情況 進行初稿修改 四、教師意見 文稿已基本成型，建議進行詞匯修飾力爭做到： 論文格式正確，書寫規范，條理清晰，語言流暢。 教師姓名： 祁生元 2015 年 6 月 15 日 設計（論文）題目 當代數字化機械設計技術分析研究 一、總體設計： 由于 機械設計制造在國民經濟中處于極其重要的地位，它對其他技術領域起著支撐性作用， 所以 本文針對當代數字化機械設計的應用背景、發展趨勢、以及今后實現的目標和發展前景做了分析論述。 二、詳細設計： 本研究報告分為 五 個部分 第一部分： 數字化機械 制造技術的特點 第 二 部分： 數字化機械設計技術的應用背景 。 第 三 部分： 當代數字化機械設計表現方面 第四部分： 當代數字化機械設計發展的趨勢 。 第 五 部分： 當代數字化設計技術實現的目標及發展前景 。 結 題 驗 收 班級： 2013 級機械工程及自動化（專升本） 學生姓名： 王小鵬 指導老師：祁生元 設計（論文題目） 當代數字化機械設計技術分析研究 結題驗收申請： 根據畢業設計任務書要求：畢業設計（論文）已全部完成，請老師審閱。 指導教師評語： 論文選題符合 要求 ，能夠達到 學習 目標 ， 選題具有較大的實踐指導意義 。 該生查閱文獻資料能力強，寫作過程中能綜合運用 所學 系統知識 。 文章篇幅完全符合學院規 定，內容完整，層次結構安排科學，主要觀點突出，邏輯關系清楚，有一定的個人見解。文題完全相符，論點突出，論述緊扣主題。語言表達流暢，格式完全符合規范要求；參考了豐富的文獻資料，其 實用 性較強。 畢業設計期間， 王小鵬 同學能及時和導師溝通，認真聽取導師的意見和建議，對于論文的成文持有自己的觀點，雖然辛苦，卻一定受益匪淺。同意 王小鵬 同學參加論文答辯。 指導教師評分（ 優、良、中、及格、不及格）： 評定： 教師姓名 ：祁生元 2015 年 6 月 30 日 目錄 一、 當代 數字化機械 制造技術的特點 . 2 1 世紀的技術 . 2 . 2 . 2 . 2 . 2 二、當代 數字化機械設計技術的應用背景 . 3 三 、 當代數字化機械設計表現方面 . 3 . 3 . 3 . 3 四 、 當代數字化機械發展 趨勢 . 4 五 、 當代數字化設計技術實現的目標及發展前景 . 錯誤 !未定義書簽。 總 結 . 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 . 6 摘要 產品設計是制造業的靈魂 。 近年來 ,隨著科學技術的快速發展，人們對于環境保護的日益重視，機械設計領域也受到了巨大的影響，傳統的機械設計方法已經不能夠滿足當代發展對機械的要求。 信息技術的迅猛發展使得傳統的設計方法逐漸為現代設計方法所取代 ,大批學者對現代設計方法進行了研究。數 字化設計技術涵蓋了現代設計的最新技術 ,同時又是現代設計的前提 ,對其進行深入研究十分必要。 隨著當代科學技術突飛猛進的發展，機械設計技術與微電子技術、計算機技術、材料技術和新能源技術等高新技術的相互交叉、滲透、融合，使傳統意義上的數字化機械設計在原有基礎上得到了質的飛躍 。 由于人們對生活品質的要求越來越高，因而對各種產品的標準越加重視，更期待合理價格、高檔質量、方便性、多樣化的種類、高度自動化、觀賞性的產品問世。機械設計制造在國民經濟中處于極其重要的地位，它對其他技術領域起著支撐性作用，所以對數字化機械設計的探 究就顯得非常有意義， 能 夠對提升產品各方面的性質特點有所貢獻。 【關鍵詞】 產品設計 、 信息技術 、 現代設計方法 、 數字化設計技術 、 機械設計技術 、 微電子技術、計算機技術、材料技術 、 新能源技術 當代數字化機械設計技術分析 研究 數字化是制造業信息化技術的核心，代表了適應全球經濟一體化未來的制造模式和企業模式。數字化具有信息精確、安全、容量大等優點。 數字化制造或信息化制造是指制造領域的數字化，是制造技術、計算機技術、網絡技術與管理科學的融 合、發展與應用的結果，也是制造企業、制造系統與生產過程、生產系統不斷實現數字化的必然趨勢。 數字化 機械 制造可分為三大塊：以設計為中心的數字制造，以控制為中心的制造和以管理為中心的制造。制造設備的控制參數均為數字化信號。制造企業中，圖形、數據、知識及技能等各種信息均以數字形式通過網絡在企業內傳遞，以便根據市場信息收集資料信息，在虛擬現實、快速原型、數據庫和多媒體等多種數字化技術支持下，對產品信息、工藝信息與資源信息進行分析、規劃和重組。實現對產品設計和產品功能的仿真、對加工過程及生產組織過程的仿真，或者完成 原型制造，從而實現生產過程的快速重組和對市場的快速響應，以滿足客戶的要求。對于全球化制造行業，客戶可以借助網絡發布信息，企業根據需求，通過網絡應用電子商務、現場動態聯盟和虛擬企業，迅速協同設計制造出客戶所需要的產品。企業的柔性和快速響應市場的能力是其競爭能力的主要標志，將數字化技術用于制造過程，可以大大提高制造過程及企業的柔性。 隨著經濟全球化趨勢進一步加強，國際市場的開放，國內外機械制造行業將會大量出現，機械傳統的機械設計方法已經不能滿足當前生產的需要，只有根據當前飛速發展的市場的需求來設計滿足不同用戶 需要的機械產品才能夠使機械制造企業在激烈的市場競爭中保持優勢。信息技術的快速發展，促使機械產品正在朝著精確化 、 綜合化 、 智能化 、 數字化 、 網絡化和綠色環保化發展。因而對產品質量的要求也越來越高，高質量的產品是通過數字化設計，精密的制造與加工，嚴格的管理生產出來的 ,但是最重要的也是最核心的工作是數字化設計 ,它對產品質量與競爭力起著重要的影響。 數字化 機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科 ,是以提高質量、效益、競爭力為目標 ,包含物質流、信息流和能量流的完整的 系統工程。隨著社會的發展 ,人們對產品的要求也發生了很大變化 ,要求品種要多樣、更新要快捷、質量要高檔、使用要方便、價格要合理、外形要美觀、自動化程度要高、售后服務要好、要滿足人們越來越高的要求 ,就必須采用先進的 數字化 機械制造技術。 （ 一 ） 數字化機械 制造技術的特點 （ 1）是面向 21 世紀的技術 數字化機械 制造技術是制造技術的最新發展階段，是由傳統的制造技術發展起來的，既保持了過去制造技術中的有效要素，又要不斷吸收各種高新技術成果，并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。先進制造技術與現代高新技術相結合而產生 了一個完整的技術群，它是具有明確范疇的新的技術領域，是面向 21 世紀的技術。 （ 2）是面向工業應用的技術 數字化機械 制造技術并不限于制造過程本身，它涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容，并將它們結合成一個有機的整體。 數字化機械 制造技術的應用特別注意產生最好的實際效果，其目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長 ， 目的是要提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。 （ 3） 是駕馭生產過程的系統工程 數字化機械 制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳 感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合，使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。 （ 4）是面向全球競爭的技術 20 世紀 80 年代以來，市場的全球化有了進一步的發展， 發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場，傾銷產品，輸出資本。隨著全球市場的形成，使得市場競爭變得越來越激烈， 數字化機械 制造技術正是為適應這種激烈的市場競爭而出現的。因此，一個國家的先進制造技術，它的主體 應該具有世界先進水平，應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。 （ 5）是市場競爭三要素的統一 在 20 世紀 70 年代以前，產品的技術相對比較簡單，一個新產品上市，很快就會有相同功能的產品跟著上市。因此，市場競爭的核心是如何提高生產率。到了 20 世紀 80 年代以后，制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。 數字化機械 制造技術把這三個矛盾有機結合起來，使三者達到了統一。 （ 二 ） 數字化機械設計技術的應用背景 信息技術的快速發展，促使機械產品正在朝著 精確化 、 綜合化 、 智能化 、 數字化 、 網絡化和綠色環保化發展。因而對產品質量的要求也越來越高，高質量的產品是通過數字化設計，精密的制造與加工，嚴格的管理生產出來的 ,但是最重要的也是最核心的工作是數字化設計 ,它對產品質量與競爭力起著重要的影響。由于傳統的機械設計在設計過程存在的缺陷，導致最終設計出來的產品存在很多的問題和缺陷，致使企業的經濟效益下降。因此，建立一套現代化的機械設計方，就可以有效的縮短機械產品的設計周期 、 降低設計成本、提高經濟效益，使機械制造企業能夠在激烈的市場競爭中獲得先機，并逐步的發展壯大。而數字 化機械設計的應用而生將改變傳統機械設計技術的格局。數字化設計技術在當代機械的設計過程中，數字化是最基本也是最常用的一種設計方法。這是在數字化技術突飛猛進發展的前提下所形成的設計模式，這一技術極大的提高了機械設計的效率以及設計水平，使得機械產品的整體性能得到了空前極大的提高 。 這是因為數字化設計技術是通過數字建模來完成初期的設計，數字化機械設計技術分析并在計算機上進行運行調試，以改善自身的不足之處。在設計中是從機械產品的整個生命周期來考慮，因此這種設計方法能夠實現資源配置的最優化，設計效率相對較為可行。 （ 三 ） 當代數字化機械設計表現方面 當代數字化機械設計的發展趨勢隨著經濟全球化和科學技術飛速發展帶來的知識經濟時代的到來，這促使未來的機械設計技術，主要表現在以下幾個方面： （ 1） 新型化 ： 隨著市場需求的不斷擴大和變化莫測，這就要求數字化機械設計必須要實現新型化。這樣才能夠確保設計出來的新型產品能夠被市場所接受。并且新型化可以促使每個企業根據市場的不斷更新來改變自身的計劃于市場相適應 ， 實現共計與需求的平衡。 （ 2）環保化 ： 當今社會資源、環境、人口之間的矛盾越來越嚴重，特別是環境問題與日劇增 ,這一問題對我們的社會和當 前我們的生存與發展造成嚴重威脅。環保化是當代數字化機械設計技術要完成的一個目標，這個目標的目的是使得這個產品在制造、裝箱、運送、使用到廢棄處理的整個生產使用過程中 ,對環境造成最小的損害 ,并且盡可能將利用率提高。環保化是當代制造業最可行最科學化的一種模式。這樣就能實現科技與環境的又好又快發展。 （ 3） 改革化： 當今社會科技日新月異 ， 各種新技術層出不窮，在這樣異常激烈的市場競爭中 ,必須不斷革新生產方式 、 降低費用、提高個別勞動生產率 ,這些也是當前數字化機械設計的一種發展趨勢和前景。 （ 四 ） 當代數字化機械發展 趨勢 數字 自動化是一個動態概念，目前它的研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。 數字 自動化技術的發展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。 當代數字化機械發展 有以下幾點趨勢： 將促進傳統化有紙化設計向無紙化設計的發展。 通過互聯網在企業內部和外部建立新型的概念化企業，將會顛覆以往的實體企業的觀念，并且實現資 源的進一步優化和高效利用，并且實現數字化機械設計和互聯網的聯合 。 開發出新產品 ,而這一新產品無論是從整個國民生產工業生產還是到人民的日常生活都是極有創造性的并且也將進一步被利用 。 在新型化數字化機械產品的生產中 ,這一產品比其他同類產品在市場競爭中的競爭力更強 ,更加適合和適應市場的需要 ,從而能創造出較高的經濟、社會及環境效益。實現資源優化配置，經濟進一步又好又快發展。 （ 五 ）當代數字化設計技術實現的目標及發展前景 （ 1） 實現數字化機械設計的新型化必須利用當今互聯網技 術飛速發展和創新的結果例如最新的 術，這一技術在一方面促進了機械設計技術過程的數字化，還為產品的概念化和實物化有機結合創造了條件，為機械產品設計過程 中所遇到的問題和困難提供了可靠的解決辦法，以至于制造商可以靈活的改變制造計劃和設計，進一步提高了了機械設計在各個環節所需要的時間，效率也要比從前大大提高， 這一趨勢從各個環節和各個方面為產品的質量保駕護航。因此在機械產品數字化制造的整個周期中，全部展現的是數字化機械設計的互聯網化和信息化，并且進一步推動了 術與機械設計技術的進一步發展。 （ 2） 目 的性的為了大大提高機械產品的整體性能和比之前傳統機械產品不同的的更高水平，我們將在數字化機械設計中的每個階段每個環節都將和和聯網技術相結合為其服務于設計 、 生產和銷售的各個環。 （ 3） 新型數字化機械設計技術的發展在不久的將來會和社會生活中的其他領域相結合，會進一步發展到農業、工業制造業、第三產業等行業中去并與之有機結合，這一創新不僅對社會帶來更多地發展，并且在一步一步地自我革新，將理論和實踐進一步結合。利用分析與綜合 ， 實現數字化機械設計的整體化。實現社會、人類、資源相互融洽的科學發展和可持續發展。 （ 4）提倡環保理 念，新型數字化機械設計必須要同環境保護、資源的合理利用、新能源的開發以及固有能源清潔化相結合 。 因此機械設計者必須從每個環節都要考慮到環境和資源因