一、技術概述  

    數字化技術是以數字電子計算機硬軟件、周邊設備、協議和網絡為基礎的信息離散化表述、定量、感知、傳遞、存貯、處理、控制、聯網的集成技術。其用于制造業可包括數字化制造技術與數字化產品兩部分。將數字化技術用于支持產品全生命周期的制造活動和企業的全局優化運作就是數字化制造技術；將數字化技術注入工業產品就形成了數字化產品。  

    二、現狀及國內外發展趨勢  

    1．技術發展趨勢

    本世紀40年代末數字計算機誕生，不久就被試用于控制加工機床，其特點是把過去利用人工、行程開關或模板產生的加工信息數字化，并用以控制機床的加工運動，這就是數字控制機床。盡管這遠不是數字化制造，但它卻是數字化制造的一個十分重要的基礎。歷經半個世紀的發展和應用，數控機床的擁有量及其年產量已經成為一個國家制造能力的重要標志。

    隨著計算機和網絡技術的發展，使得基于多媒體計算機系統和通信網絡的數字化制造技術為現代制造系統的并行作業、分布式運行、虛擬協作、遠程操作與監視等提供了可能。

    數字化制造技術與產品的發展趨勢：

    （1）制造信息的數字化，將實現CAD／CAPP／CAM／CAE的一體化，使產品向無圖紙制造方向發展。如產品CAD數據經過校核，直接傳送給數控機床完成加工就是一例。

    （2）通過局域網實現企業內部并行工程，通過Internet建立跨地區的虛擬企業，實現資源共享，優化配置，使制造業向互聯網輔助制造方向發展。

    （3）將數字化技術注入傳統產品，開發新產品，無論從工業裝備和人民生活需求都是社會發展的趨勢。

    2．國內外現狀

    目前在工業發達國家，數字化制造技術與產品已經成為提高企業和產品競爭力的重要手段。近半個世紀，特別是近30年來，隨著信息技術的迅速發展，信息技術與制造技術相融合，使制造日益走向數字化，制造技術發展日益加快。在發達國家的大型企業中，已開始實現無圖紙生產，廣泛使用CAD／CAM，實現100％數字化設計。制造過程技術在快速成型、并聯機構機床、機器人化機床、多功能機床等整機方面和高速電主軸、直線電機、軟件補償精度等單元技術方面先后有所突破，為數字化制造技術向縱深發展創造了條件。

    數字化制造技術在我國有了一定發展，如數控技術、制造信息支持系統以及CAD／CAM／CAPP／CAE／NET為主體的技術等在我國已有不同程度的發展。CAD技術在“九五”期間，特別是實施“CAD應用工程”后，我國大量的骨干企業都不同程度地采用了CAD技術，使我國的設計自動化水平產生了質的飛躍。

    MRPII和ERP已在國內企業中得到部分應用，并取得一定的效果；制造業基礎技術信息支持系統以機械工業共性技術數據庫作為信息資源，目前已提供單機使用服務。隨著計算機網絡技術和信息技術的發展，該數據庫的應用將步入網絡化、集成化，其功能也將從數據查詢進一步上升為決策支持；現場總線技術，我國制造企業車間生產過程自動化與工業發達國家的差距很大，這是我國制造企業面臨的嚴重問題。

    在數控技術方面我國“八五”開發了具有自主版權的四種數控系統，在數控機床設計與制造中，已開始采用模塊化技術，對數控切削加工中的工藝參數、工具系統的優化控制都進行過研究，為發展智能化控制奠定了基礎。

    在我國有些數字化產品已應用于生產生活等各個領域，如數字化顯示儀表、數字化斷層分析儀、CT等。

    3．國內研究基礎

    我國在數字化制造技術和產品方面有一定的基礎，CAD和數控裝備是數字化制造的上下游基礎技術，對于數控裝備，我國已有40年研究、開發和應用的歷史，數控機床擁有率目前已達3％；在CAD技術方面，我國工程設計單位CAD普及率已達到80％，機械行業骨干CAD普及率已達到30％；Chinanet網絡已于1994年在我國建成。全國40多萬個制造企業在走向市場、參與競爭的過程中，對數字化制造技術的需求日益迫切。我國已有研究所、企業開發數字化產品，有的數字化產品已走向市場，這些都為數字化制造技術和產品在我國的進一步發展奠定了基礎。  

    三、“十五”目標及主要研究內容  

    1．目標

   （1）突破數字化制造的關鍵技術，建立若干數字化制造示范點。

   （2）開發一批數字化產品，實現批量生產。

    重點是數控系統與數控機床、數字化儀表、數字化醫療設備、CAD／CAE／CAPP／CAM軟件等。

    2．主要研究內容

   （1）數控技術及數控機床

    數控技術重點發展：

    新一代開放式數控系統；新一代智能化的數控系統；新一代主軸和伺服驅動裝置；高效數控裝備。

    數控機床發展重點：

    新一代“開放式”、“智能化”的數控車床、數控銑床（包括加工中心）及數控電加工機床系列產品；機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

    研究計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助工程（CAE）、計算機輔助工藝過程規程（CAPP）和計算機輔助制造（CAM）等設計自動化技術和網絡技術，在綜合自動化概念框架下將CAD／CAE／CAPP／CAM／NET的應用集成，將其各種功能有機地結合起來，統一組織和管理有關信息提取、交換、共享。

   （3）以MRP、ERP、PDM為主體的制造信息支持系統

    MRP／ERP：開發面向國際市場競爭和企業改制后所需要的新一代管理信息系統軟件，繼續保持易于國情化、廠情化的國產軟件發展勢頭，不斷擴大市場份額。

    PDM技術：研究PDM總體技術、數據庫技術、WEB技術、面向對象技術、數據安全和監控技術、應用集成技術、配置管理技術；在研究上述技術基礎上組織協作攻關，開發具有我國自主版權的PDM系統軟件，并在機械行業企業推廣應用。

   （4）計算機輔助后勤支持系統（CALS）

    CALS基礎結構和支撐環境技術的研究；物流技術的研究；與CALS相關的STEP等標準化技術研究與應用；適合中國制造企業的基于CALS的經營管理模式和集成框架研究；在相關的科研院所建立一個類似CALS的資源共享中心，并成立相應組織，通過網絡為企業服務；通過示范性研究CALS應用工程的實施。

   （5）現場總線技術

    符合國際流行的現場總線工業數字通訊協議的通訊模板設計、生產技術及防爆、可靠性一致性測試技術研究；符合制造業自動化現場總線標準的產品開發；現場總線產品的開發工具、系統軟硬件開發；產品互換性、互操作性技術及認證技術與工具方法的研究；基于現場總線的、面向行業的、現場級與車間級自動化系統的研究；集成技術研究。

   （6）數字化儀表

    自動化儀表（高精度、高可靠性自動化儀表和現場總線智能儀表及控制系統）的開發；總線式自動測試系統軟件及基本模件開發；自調零、自校正、自診斷的數字化科學儀器（分析儀器、大地測量儀器、試驗機）的開發；數字照相機、數字打印機、數字IC卡等文化辦公設備開發。

   （7）數字化醫療設備

    重點研究開發影像設備系統：醫用X線診斷裝置、醫用超聲診斷裝備、計算機斷層掃描裝置（CT）、磁共振成像裝置等醫療設備；各類醫用電生理診斷設備；臨床檢驗分析設備。