数字设计与制造技术(6篇)
数字设计与制造技术篇1
媒体一方面受社会大众的影响，一方面向大众输出影响，具有一定的互动性，然而在数字媒体出现之前，由于受到技术的限制，由于时间空间的原因媒体与大众之间互动很少。然而数字媒体可以使媒体和大众之间的信息传播和反馈瞬间完成，实现真正的即时性沟通和互动，在此基础上大众参与和体验数字媒体的影响可以发挥到最大化。
创意设计在数字媒体环境下的发展
一个具有好创意的设计可以创造和促进人与人、人与事物之间的交流和认识。数字媒体环境下，创意设计是一种视觉和听觉的艺术，通过数字媒体这个载体才能很好地呈现给大众，因此数字媒体对于创意设计有很大的帮助，而创意设计对数字媒体也有很大的依赖性，从某种程度上可以说，数字媒体本身也就是一种创意设计。我们已经进入一个富于创造、充满创意发展的时代，通过数字媒体每个人都可以以各种不同的方式来表达、传播自己对于这个世界和事物的创意看法。数字媒体特有的虚拟化和即时性的传播方式，使得任何好的创意设计可以迅速地被大众接收和创新。数字媒体把创意设计带入了一个广阔的发展空间。依托数字媒体的特性，创意设计在数字媒体环境下的发展主要体现在以下几个方面：
（1）充分的互动性。相对于传统媒体形式，数字媒体作为新媒体，通过计算机技术和互联网技术，把现实中的各种艺术设计形式结合起来，并且虚拟化。大众通过数字媒体可以参与到其中，与各个艺术创意的设计者进行沟通和互动，可以更好地促进创意设计者对于大众诉求的了解，这彻底改变了以往设计者独自表达理念的方式。充分的互动主要体现在两个方面，一方面是参与，大众在参与的过程中队信息接收、理解甚至是再创造；另一方面是体验，虚拟现实技术是大众有了身历其境的感觉，让他们深入到艺术设计者所营造出的艺术氛围中，也更好地了解了创意设计。
（2）对数字技术的依赖性。如今，艺术设计和数字科技的完美结合显现出明显的时代文化特征。按照技术的发展和介入，我们可以把艺术设计的演变大致分为手工制作时期、机械制作时期和数字网络时期。数字技术的广泛运用，创意设计面临一个宽泛的空间。数字媒体艺术有着工学和艺术的双重特质，数字技术已经深深地渗透到创意设计领域。数字设计不仅是一种工具，其本身也是一种创意。数字技术作为一种全新的设计技术，意味着创意设计新的操作方式、设计形式和设计理念。现在，好的创意设计越来越离不开数字技术，对数字技术的依赖性也越来越强。
（3）多学科的融合。数字媒体的出现突破了传统学科专业划分的限制，使得电影、动画、电视、互联网和流媒体等多种艺术和技术形式有了相对统一的技术形态和视觉艺术。数字媒体将数字技术、视觉艺术和数字文化完美地结合了起来，并将不同门类的艺术设计者和数字技术工作者在一个共同的平台工作，在融合多学科的技术形态上形成新的创意设计。因此可以说，数字媒体环境下的创意设计是计算机互联网科技和多种艺术形式继承和整合，也是多学科的交叉和融合，这对于艺术设计者的综合素质提出了更高的要求。
（4）文化诉求的多元化。数字媒体出现，使得人们更容易通过各种形式来表达自己的情感，由于不同种群的人们文化不同，他们对于创意设计的认知也存在很大的差异。奈斯比特曾经说过，一种新技术被引入社会之后，人们必然要产生不同的反应，这种反应要加以平衡，否则新技术会遭到排斥。因此，数字技术虽然让创意设计表达更加形象，但是创意设计面对不同文化的诉求仍然要重视平衡性，要融合不同文化的特征，在文化诉求方面要多元化，只有这样才能得到更广泛的认同。
结束语
数字设计与制造技术篇2
【关键词】建筑设计；数字化；信息
0.引言
随着数字技术在建筑设计中的深入发展，建筑业在设计方法、工作手段、创作思维等方面都进入了数字化时代。数字技术很大程度上影响着建筑形式及空间结构和人们工作和生活的方式的改变。本文旨在从建筑设计的角度出发,研究如何利用数字技术解决建筑设计问题，优化建筑设计的方案，对建筑设计有着深远意义。
1.建筑数字技术的发展
数字技术是指通过电子计算机、光缆、通信卫星等设备来表达、传输和处理所有信息的技术。一般包括数字编码、数字压缩、数字传输与数字调制解调等技术。从1950年已经开始出现了用于图形为目的的计算机附件；1963年实现了将电脑绘图能力运用到建筑设计，尽管由于技术、软硬件的价格等各方面问题，当时无法投入实际应用，但计算机的强大数字处理能力所创造的计算机视觉艺术在很大程度上推动了建筑师对建筑形式美的认知。从上世纪80年代开始，数字化技术开始走向成熟，计算机辅助设计软件工业的发展促进了电脑数字影像处理与合成技术，电脑的仿真模拟和动画技术得到长足发展。随着互联网络的发展，计算机大规模的应用于建筑学领域，包括从建筑策划到设计、建造，使用的整个过程，大大提高了建筑师的工作效率。近年来，随着计算辅助设计(CAD)和计算机辅助建造(CAM)技术的快速发展，数字技术为生产建造非常复杂的构造开启了新的机遇。新的数字技术正越发强烈的改变建筑的设计思维及方式。
2.数字技术在建筑设计中的影响
2.1数字技术丰富了建筑形式
数字化模型具有的多变性和开放性，使得千变万化的设计目标汇集到建筑设计之中，让建筑显示出复杂多变的形态。数字化的应用，可使以建筑师从容地将思维模型转化为数字模型，从多角度观察建筑外观及空间构造，最大程度地实现设计理念。
2.2计算机对建筑设计的技术控制分析
计算机能够完成对工程结构技术参数的计算和图纸绘制，使用有限元分析法处理这些数字化的设计数据，可以直接分析复杂建筑结构要素的受力状态和构件属性。通过应用模拟软件温度、湿度、通风及能源消耗等各种技术指标均能实现数字化的模拟和定量分析。以此确保建筑空气通风系统设计，设备运转系统设计和声光电等技术设计具有相对精确的科学性。此外，在建筑师与客户关于设计构思交流的过程中，图纸的绘制与表现作为信息传达的中介，相较于耗费了建筑师大量的时间与精力的二维绘图，CAD绘图可以精确高速地进行面积、光照等复杂计算，能够表现逼真的三维效果。
2.3数字技术在建筑设计中的延伸
数字技术不仅可以让建筑多元化，更可实现统计功能，可以通过数字技术细化、量化建筑，将建筑的所有细节展现出来，建筑的空间、分隔状态、门窗等等。在建筑设计中会更加注重智能化，数字技术研发人员将设计的建筑功能、指标及思路用数字技术设定为多种模式，建筑师则将某种建筑对文化、环境及应用的需求按照参数模式输入计算机后，即可产生建筑造型，也许产生的造型正是建筑师所需要的感觉，触发其设计灵感，通过对参数的修正，可以产生多种不同的建筑造型便于选择。
3.数字建筑设计的发展趋势
3.1科技推动数字建筑发展
数字建筑的发展在很大程度上受到科学观念及程度的影响。首先，科学技术的进步将推动数字技术中包括硬件和软件的发展，从而能够更加方便细致地进行建筑的建构，也能够运算更为复杂的数据，创作出更加人性化的数字建筑。其次，科技的发展同样也对建筑设计提出了新的要求。非线性研究是当代科学发展的新趋势，是以自然现象为基础进行的研究。而当前的建筑师已开始在科技领域的大背景下探索新的设计方法。创作出非线性建筑，打破了建筑原有的面貌定式，产生了分形、折叠、拓扑等形态的实体。因此，科技的发展对数字建筑有提示和促进作用，同时也给数字建筑提出要求，赋予了不断发展的科学观和认识观，给数字建筑的设计不断地指引新的方向。
3.2数字建筑的虚拟实境化
虚拟实境化的是数字建筑的发展趋势，是未来建筑师设计构思和建筑设计结束后的项目分析及评价的重要手段。在虚拟技术的三维空间中，建筑师可以全方位去观察和体验，根据建筑的功能和视觉效果做出调整和修改，使设计方案优化。此外，传统的建筑设计只能依靠固定的角度展现设计方案，具有局限性。而虚拟实境化能则够任意的变换各种角度，甚至可以查看建筑的每一个细节。这种人际交互式的方式能够让设计者和用户在三维场景中获得最直观的体验，便于更加全面的认识和理解建筑方案。建筑师可以从中得到一些真实的反馈信息，并用这些反馈信息对建筑方案进行修改和完善。利用虚拟现实技术还能对动力学、运动学等方面进行仿真，模拟施工过程中存在的物件的碰撞，发现因构件形变而导致结构破坏的问题等。模拟结果可以提高施工计划和技术的合理性和有效性，避免施工过程中发生问题。
3.3网络远程协作
网络远程协作可以通过网络进行整合资源，互相协作。能够对多个设计机构各自负责的设计部分进行共享，进行全方位的整合。在此过程中，通过网络的交流，可以远程控制进行合作，完成最终的设计。
4.结语
数字化建筑设计的出现改变了传统的思维方式和设计方法，使建筑创作思维由原本线性思维逐渐转向了更为自由化的思维模式，同时能够更好地满足建筑本身、环境、安全、经济等各方面的要求。数字技术使得建筑设计朝着科学化、数字化、多元化、智能化等方向发展，必将创造出更多更好的建筑设计作品。
【参考文献】
［1］谭峥.数字化设计与造型的认知学反思[J].建筑学报，2009.
［2］徐卫国.关于非线性建筑参数化设计的访谈[J].世界建筑，2011.
数字设计与制造技术篇3
1.1数字化设计与模拟仿真在应用中的问题
数字化设计与模拟仿真在飞机开发研究中需要从产品开发设计时就着手使用，同时要贯穿整个工作流程，如工艺规划、设计及工装设计等过程。但是目前发现许多运用时间的错误问题，在飞机的研制过程中出现了产品之间、工装产品间的协调作业，忽略了在设计初期采用数字化设计与仿真的重要性，从而诱导了该状况的发生。同时，在数字化设计与仿真的应用中也存在参与人员的问题。对于数字化设计与模拟仿真的工作人员存在局限性，不应该只将工艺设计人员作为限定目标，要扩大人员应用范围，实现设计人员与现场作业工人的全面参与，提高数字化技术的实用效果。目前，在民用飞机的研制技术中，国外一般采用产品设计、工装设计、工艺设计人员集中协调合作方式的工作流程，在改善工作方式的同时还节约了飞机研制时间。在国内飞机行业的发展中，要改善合作方式中的问题，从国外发展中汲取经验优点，为自身行业的快速完善发展奠定坚实的基础。另外，数字化设计与仿真技术本身也存在一定的缺陷。目前，民用飞机使用的是索尼公司生产的DELMIA软件，它本身就存在技术上的缺陷，如，它无法真正实现重力仿真，在仿真中三维软件都是悬空存在的；在模拟仿真时，不能客观的反映钣金器件的柔韧性。所以，在采用DELMIA软件仿真后，仍要对存在的缺陷进行分析判断，减少设计中的误差错误。在数字化设计与仿真技术的应用中缺乏统一的标准要求，只是根据工作人员的工作经验及产品的详细程度来判定仿真细节，结果参差不齐，影响了模拟验证的权威性。所以，要制定标准的规范体制，按照标准，从建模开始，统一执行。
1.2数字化设计与仿真使用系统中的问题
数字化设计与仿真的使用系统面向的用户面比较广泛且个体之间差异较大，容易造成使用效果间的差异化。所以，在扩大数字化技术应用系统使用范围的同时，要合理设计系统界面，安排适当的工作培训，提高数字化设计制造系统的全面性、实用性。2.3缺少对现场生产数据的及时采集和反馈现场数据的采集与反馈可以为工作的开展提供便利的条件，可以实现生产进程的实时监控，制定合理的生产计划，合理安排生产进度。但是，目前民用飞机的应用系统中缺乏该种功能，不能很好的实现作业完工进程的数据采集。数字化的管理系统软件还没得到普及应用，一般民航企业都存在纸质的数据报表，缺乏对产品测量数据进行统一的采集分析。目前很多测量设备均可直接生产表格，将其输入应用系统，可以实现数据的永久保存、为今后有效的控制质量及安排生产具有一定的指导意义。
2数字化设计与制造的特点分析
传统的设计研制方法主要包括概念设计、初步设计、生产设计三个阶段，并且各个阶段都需要设计绘制模型，工作人员按照制作的样机对飞机及内部配置进行准确详细的设计，主要表现为串行模式。然而在数字化的设计与制造环境下，模线的绘制以及实物样机均可由数字化的形式及样机取代，表现为并行模式的研制过程，促进了各学科之间的交错融合，将业务过程作为工作核心，实现了跨地域、多企业化的动态研制。利用连通的互联网信息使分散的制造商之间加强了技术的沟通交流，互相协调合作，交换相关产品的设计，实现民用飞机设计制造中数据、人员设备及时间等资源的共享。随着数字化科学技术的快速发展，各行业中实现了数字化与先进技术的融合交错。在民用飞机的发展制造过程中同样存在这种融合技术，它充分发挥了当前先进科学技术的优势，改善了企业的整体经济效益。
3数字化设计技术在民用飞机设计制造中的发展构想
3.1加深对数字化设计仿真技术的开发应用
在民用飞机的开发研究过程中引入数字化设计仿真技术。从产品的设计研制工作开始，利用并行的工作运行模式，使各部门设计人员相互合作，利用数字化的工作设计研究平台，提升产品的开发研制质量。同时要建立相互集成的软件系统平台。单一的DELMIA软件只能将可视化的设计信息表现为信息孤岛。如果在产品研制过程中，利用相互集成的系统不仅可以改观这一情况，还能够将DELMIA软件与PDM软件相互集成，通过直接的保存与调用，可实现数字资料的及时性和有效性；将DELMIA与CAPP相互集成，可以实现较强的文本处理功能，提高了系统的实用性。
3.2建立数字化的组织管理体系
采用数字化的系统组织管理平台，利用新型的管理方式，设置专业的管理团队，全面有效的利用各部门间的资源投资；采用产业链条的结构形式利用数字化的信息平台技术实现各企业间的连通协作，实现全球范围内供应商的管理工作；在产品的设计研制过程中，要适时地对项目工作进行监督审查，改变传统的管理模式，实现制造商与使用商在项目实施初期的良好沟通，组成专业的项目管理小组，及时解决项目实施中的问题，为飞机的技术研制提供良好的技术支持，缩短工程周期，提高工作效率，利用低价的成本实现高额的经济效益。
3.3提高系统的实用价值
民航企业面向的客户比较广泛且不同客户对工艺文件的格式与审签流程也不尽相同，根据这一情况，民航企业在产品设计开发时要采用灵活的应用系统软件，实现文件格式及审签工作的自定义化，从而满足广大客户的需求；在管理系统中实现物料资源的条码管理，降低资源的劳动力度，尽量避免人工操作带来的错误；同时要设置人性化的管理界面，实现人人可以上手操作，使系统的功能特点得到充分发挥。
3.4根据工作性质，设置不同的数字化网页
全球范围的飞机设计与制造人员表现为一种分布式的协作关系，数字化的信息平台根据关系等级的不同，分别授予不同的操作权限，分属于不同的操作设计界面，实现相关的设计制造，对虚拟机进行数字化操控，实现飞机设计研发的改进。截止目前为止，我国在飞机设计与制造业的发展中均实现了自身的特色发展，例如，沈飞的钛合金结构及成飞的铝合金等。对机制造发展的目标是在科学技术的发展基础上，建立一个虚拟化的数字化设计制造平台，使飞机制造商之间通过网络信息平台实现完美的相互协作、技术沟通交流等工作。同时，制造厂商也可以不受地理区域的限制，利用自身的权限主动访问虚拟飞机。同样作为合作伙伴的供应商也享有一定的权限，利用数字化信息平台，实现各企业的信息资源共享。利用数字化开放式的信息技术平台，可以有效及时的满足合作伙伴的资源需求，提升了工作进程及工作效率。
3.5民用飞机适航要求下的数字化设计技术研制平台
民用飞机的研制开发要满足适航管理的要求，在保障安全的同时也要维护大众的整体利益。在信息技术及资源共享的技术环境下，改变传统的研制模式，建立数字化的设计研制平台，为民航企业在制造业的发展中获得了良好的竞争力。同时，在利用数字化设计平台的发展中也要实现现有资源的充分利用，综合联系未来发展因素，实现清晰明了的数字化设计平台的层次结构。在基于WEB的发展环境要求下，结合WEB的特点，实现企业间的合作联系，建立一个系统的数字化研制平台，建立全面的数据资源结构，将数据按要求分类、分别管理、进行实时监控与审查全面提高信息资源的管理力度。综合考虑项目中的各个工作环节，确保数字化研制平台的全面参与。
3.6以优质的服务质量赢得发展市场
在世界经济发展环境的影响下，各企业的发展都存在一定程度上的不确定性。为了稳定企业在发展中的坚固地位，力求建立全能的公司企业。在民航企业的发展中，辅助服务市场在民用飞机市场的发展中占有很大比重，拥有广阔的发展前景。所以，在民航企业发展中，要建立健全的服务体系和完善的服务流程结构，以此提高民航企业在发展中的竞争力。优质的服务质量是赢得市场发展的前提，所以，售前要做到优质的服务质量，售后要做到细致入微。做到专业迅速，及时处理解决服务问题，工作人员要尽自身最大限度降低产品给客户带来的损失。
4数字化设计技术在民航企业制造业中发展的预期效果
目前，三维数字化设计技术已经开始应用在民用飞机设计制造业中。数字化的设计技术减轻了设计工程师的工作负担、提高了工作效率，利用仿真得到的真实模型，方便了工程师对后期工作的处理设计，提高了工作质量；利用数字化的样机结构，实现了零件结构及系统之间的协调设计，同时改变传统的设计制造模式，缩短了研制周期，降低了费用成本。数字化设计技术为民用飞机设计制造资源计划系统的实施提供了便利条件，为资源计划的实施提供了实时准确的动态数据。在激烈的社会经济竞争环境下，由于网络资源的扩展，供应链也逐渐形成了一种新的网链模式，利用数字化的设计技术提高了供应商之间的运作效率。从数字化的真实模型可以了解客户的需求，加强了客户与制造商的互动联系，根据用户需求，制造设计出符合客户要求的产品，提高客户的满意程度。
5结语
数字设计与制造技术篇4
数字化设计制造技术中包含三维建模、优化设计、知识设计、虚拟设计与制造、装备分析多媒体技术等多项先进科学信息技术，主要内容有7种。
1.1CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM
其中，CAD/CAE/CAPP/CAM是数字化设计与制造技术的核心，是开发产品重要工具。PDM技术集成是产品数据共享，提供集成应用平台，进一步去实现CAD/CAPP/CAM/CAE系统过程。
1.2异地和协同设计
在特定的网络环境中进行产品建模与定义、产品设计与分析等，提供异地多人进行协同设计研发产品的工具。
1.3基于知识的设计
它是产品创新开发的重要工具，也就是把产品开发所用到的工具、知识和资源融入到CAD系统中。
1.4概念设计和工业设计
它的概念是设计目标为了获得产品的基本形状。从广义来讲，是产品的设计从需求到详细的设计过程，如布局设计、形状设计或功能设计等。概念设计和工业设计需要计算机的辅助，以知识为中心，完美地实现形态和人性方面的设计，将设计人员的创新能力和审美能力与计算机分析能力相结合，从而创新产品。
1.5虚拟设计、制造
在计算机的支持下，通过虚拟现实技术来建模产品，调节群组的工作，来模拟产品的性能、功能等方面存在的不足，来进一步改进产品的全过程。
1.6绿色设计
它体现了环保设计，包括资源优化利用、资源回收和再利用，以及防止、降低污染和处理污染等很多环节的设计，是实现制造绿色产品，促进社会可持续发展的重要手段。
1.7并行设计
它能提高新产品的开发成功率，用并行设计模式替代传统研发产品的模式，使产品开发的早期就能发现以后产品的需求和问题。所以，数字化设计与制造技术应该得到广泛的应用，数字化设计与制造技术已在农机企业开发产品、降低成本、提高产品的利用率和设计效率等方面起了很大作用，是进而保持企业的竞争优势、提高企业间的协作能力和增强创新产品研发能力等方面的重要技术。
2农机设计中运用智能CAD技术
2.1智能CAD（ICAD）技术的应用
传统的CAD技术在工作中很难处理符号推理，又因为工作符号推理在农业机械设计中有着非常重要的地位，所以要发展ICAD技术。ICAD是CAD与智能体的有机集成，从而支持设计的系统。它研究ICAD结构与知识利用、ICAD结构与建模方法、ICAD结构与设计知识的表示。农业机械设计运用ICAD技术，能很好地解决3个问题：①信息利用率低；②企业重复性设计；③产品研发周期长。从而可提高企业经济效益，使新型的农机成本下降，给农民更多的实惠。
2.2农业机械设计的特点
现在我国大部分农机企业还是采用传统设计，现代设计利用率远落后于其他行业。运用传统的设计有很多缺点，如信息利用率低，导致的机械型号杂、质量差，直接使企业效益降低。农机设计的特点：①结构复杂程度小，功能结构稳定；②结构类型多、型号多；③农机试验受季节性影响大，研发时间长。采用ICAD技术能有效解决这些问题。
2.3基于装配模型和参数设计的智能设计框架
应用智能设计框架技术能增强农业机械设计水平，提高农机产品设计效率，是有效解决ICAD技术存在某些缺陷的一种方法。智能设计框架的内容：①实例推理技术的基石是装配模型。②变型设计与概念建模有密切联系。③智能设计系统的核心是实例推理技术。
3运用数字化制造技术开发高科技农业机械
数字计算机与控制加工机床相结合，就是数字控制机床，它的水平成为制造能力的标志。在国外，数字化制造技术成为提高产品竞争力的有效工具，国外大企业已经全部应用数字化设计。我国发展数字化制造技术还处于起步阶段，但是卓有成效，如采用数控技术、虚拟技术来制造虚拟样机的农业机械产品。我国农业机械支柱企业采用了CAD/CAM技术，使得农业机械自动化水平有了很大的提高。
3.1虚拟样机的农业机械装备
用三维CAD技术设计农业机械产品虚拟样机的步骤是：①应用三维CAD技术建立模型。参数设计和变型设计等技术建立三维CAD模型，机械的所有部件都需要它来模式化；②创立二维工程图；③运用各种分析原理与三维装配体相结合；④用三维CAD模型去构成PDM结构体系；⑤遵循虚拟样机的规律去制作三维CAD产品，并建立开发体系；⑥三维虚拟样机的监测，并在特定环境试验。当这6个步骤完成以后，新的农业机械产品的虚拟样机就设计完成了。
3.2农业机械产品的设计需要数字化样机
农机产品的设计过程主要分3期：①初期。用三维CAD技术来作为平台，建立它以二维工程图相互转化的、全参数化的、为PDM管理提供数据的三维实体模型，用于碰撞检查和物理数据等信息；②中期。构建三维模型产品分析，了解机械运动协调关系及力学性能等，实现虚拟模拟加工，来检验产品的可靠性，指正它们的缺点，并用PDM系统实现开发管理，实现产品虚拟开发和自动化管理；③远期。通过虚拟样机实现各个制造产品的全过程，来了解制作过程、产品性能、内部结构和外观等情况。利用计算机的数字化技术，发挥好三维CAD模型，显示产品的配置功能的效果，确定用户的需求及供货商的各个零件的电子数据，在现实中组装农业机械产品，并验证产品的合格性。
4结束语
数字设计与制造技术篇5
关键词：飞机数字化装配；柔性装配工装；数字化测量技术
1.飞机装配技术现状
20世界80年代以来，飞机产品数字化设计制造技术随着CAD/CAM技术、计算机信息技术、自动化技术和网络技术的迅速发展而成熟起来。以美国为首的西方发达国家最早开始研究并首先采用这些新技术，并尽快把它应用到航空航天制造业中。近年来，以国际上两大民用飞机制造公司波音公司和空客公司为代表的航空制造企业，大力发展数字化装配技术，大量采用数字化柔性装配工装。由机柔性定位装配工装本身就是一套数字化工艺装备，如果再通过网络与自动控制装置、计算机等终端控制设备相连，则可以实现将设计好的三维数字模型直接输入计算机来操纵数字化工装设备。以波音公司为例：其波音737机身段对接装配系统与翼身对接装配系统，装配过程中大量使用数字控制的定位器实现机身段、外翼等大部件的调姿和定位。其中，波音777型飞机的研制，由于全面采用数字化设计、制造及装配新技术，使研制周期缩短50%，出错返工率减少75%，成本降低25%，成为数字化设计制造技术在飞机研制中应用的标志和里程碑。目前，国内的飞机装配中使用的工装仍主要以传统的刚性、专用形式为主，工装数量多、占地面积大，生产周期长、制造成本高。随着国内新机型号的逐渐增多，传统的刚性。专用工装已经不能实现现代飞机多品种和小批量生产的需求，己经成为制约国内飞机装配技术发展的主要因素之一。
飞机数字化装配是建立在计算机数字信息处理平台上的融合飞机全部数字量的协调体系，应用计算机信息技术，数字控制技术，采用各种数控装配工具，实现自动化固持、加工、对接，完成飞机组件、部件和机身的装配连接等综合性系统工程。数字化装配技术能适应飞机部件品种规格，批量、装配工艺。场地和时间的变化要求。而先进的飞机数字化装配技术是保证飞机部件和飞机整体性能的关键，主要包括以下几个方面：
2基于数字化标准工装的数字化协调技术
数字化标准工装是一种数字协调方法，它利用三维数字模型和坐标基准系统来制造零件与工装，这些工装用于零件生产、段部件装配。部件之间装配及检验。数字化标准工装的作用即是代替实物标准工装，起到协调标准的作用，从而克服了实物工装成本高，而且维护难度大等缺点。数字化标准工装是计算机中包含产品某些部位的几何形状和尺寸的数字模型，可以是工程数字模型，它增加了必要的装配工艺信息的部件装配数字模型，是制造、装配、检验和协调生产用工艺装备的数字量标准，是保证生产用工艺装配间。产品部件和组件之间的尺寸和形状协调互换的重要依据。
3数字化柔性装配工装
飞机数字化柔性装配工装是指在飞机装配中为了提高工装快速响应产品变化能力，缩短工装准备周期，降低工装制造成本，而采用的一种基于产品数字量尺寸协调体系的模块化、可自动调整重构的装配工装。在机身部件装配以及机身对接装配等大部件对接过程中，数字化柔性装配工装的执行机构主要包括定位器和工艺接头，定位器是一个高精度的数字化自动控制装置。定位器能够根据控制系统的指令实现机身部件或机身的姿态调整、支撑固持，同时抑制装配对象的变形。图3.1为庞巴迪公司GlobalExpressandGlobal5000总装配系统。从图中可观察到，飞机数字化柔性装配具有结构简单，空间开敞等优点。
由机轮廓外形复杂，且在飞机设计过程中未给定位器预留连接接头，所以需要设置专用的工艺接头过渡连接定位器与飞机部件，根据飞机部件的不同，工艺接头与飞机部件之间的连接方式可设置成螺栓连接。磁力吸附或真空吸附。在机身段（部）件装配中，工艺接头与机身之闻通常为螺栓连接，图3.2为A400M数字化柔性装配系统中的机身工艺接头。机身工艺接头将定位器的集中载荷传递至机身，在机身工艺接头与机身的连接区域受载情况较为恶劣。因此，合理设计机身工艺接头的结果及其与机身的连接方式是保障机身数字化装配安全性的关键口。
4数字化测量技术
数字化测量技术是以计算机控制来完成自动、快速、精准的测量。数字化测量技术主要涉及测量分析软件与数字化测量设备两部分内容。测量分析软件一方面要与测量设备有良好的数据输入输出通道，精确获得测量数据和理论数字模型，对原始三维数据和实际采集的数据进行对比，并兼有模拟分析和现场分析的能力；另一方面要能与硬件控制软件配合，将分析得到的结果传递给控制软件，以驱动、控制数字化柔性调姿工装。另外，此类软件还可以进一步实现异常状态的检测、多维状态的识别、对操作时难以达到状态的可视信息化等。相对于传统测量设备，数字化测量设备具有检测速度快、安装和操作便捷、可动态测量、测量精度及效率高等特点。目前，最先进的测量设备是激光跟踪仪，激光跟踪仪是近十年来才发展起来的新型测量仪器，集激光干涉技术、光电检测技术、精密机械技术、计算机及控制技术、现代数值计算理论于一体，实时扫描测量，具有极高的测量精度及效率，可以对三维数据进行直接输入输出，并具有广泛、通用的接口，能够很容易地与其他数字化设备连接工作。使用激光跟踪仪进行测量时，跟踪头到被测目标点的距离可达几十米，完全能够满足机身部件装配的需要。图4.1为API公司的第三代激光跟踪仪在波音737数字化装配系统中的应用。
结论
本文介绍了目前飞机装配的主要技术。为解决目前国内在飞机装配柔性工装因缺乏深入的研究应用而导致的数量较少，不能形成规模的问题，提出了飞机数字化装配的三种关键技术，为解决上述问题起到了抛砖引玉的作用。
数字设计与制造技术篇6
动画是动画和漫画的总称，是中国大陆地区创建特有的名词.该词最早出现在1993年创立的动漫出版同业协进会和1998年开始发现的动漫讯息刊物《动漫时代（AnimeComicTime）》，因其特有的概括性被大陆地区开始被广泛使用开来.有些人把动画认为动漫，这其实是不正确的，动画包括了动画和漫画.近年来随着社会的发展与科学的进步，动画已经从简单的漫画（cartoon）、动画（comic）发展到了动画电影、动画广告、游戏制作、影视视觉效果以及多媒体技术的创新和动漫教学等各方面，渐渐被人们所熟知[1].我国最早的手工动画片是于1926年由上海的万氏兄弟制作的《大闹画室》，随后我国又发行了多部长片动画，如《黑猫警长》、《葫芦娃》、《魔方大厦》等，在国际上收到了认可和欣赏，其中多位代表的人物形象也在2015年的上北京举办的“致青春———中国经典动漫90周年纪念展”上被重现.手工动画虽然将画面绘画的栩栩如生或者精巧美观，但是制作过程过于耗费大量的时间且在制作过程中会出现许多繁琐的任务.计算机动画技术的产生将动漫的制作变得更为简单与科技化，其工作原理来源与手工动画，只是运用了一种叫做关键帧的技巧[1].这样只要在制作的过程中对关键帧进行操作就能把后续工作交付给计算机制作，这样将大大减短制作动画的时间，计算机制作动画的技术就很快的被使用在各个领域中.
2动画设计相关理论与技术
通过上段的阐述，我们发觉动画与日常生活中所看见的Flash等软件创造的动漫不是同一种类型的动画.下面我们将进行探讨.在我们日常生活中常见的动画，尤其是在电影和电脑上出现的动画，是将许多静止的图案制成的.这些图案会按照制作人安排好的顺序，以不同的速度呈现，让观众看见运动发生的轨迹变化的情景.这些情景只受时间的先后顺序控制，所以大众将这种类型的动画称之为“时序动画”.在现有的几何算数教学中，大部分几何教学动画都是时序性的[2].时序动画在实际运用的过程中，在对于数学问题的解答上出现了新要求，因为数学问题在运算中的过程往往是不能预知的，在面对这个问题的情况下，提出了动画设计.动画设计诞生于动态几何图形，它是将几个点的位置变化来改变画面的变化的动画，为了强调在同一个画面中不同目标所有的关联.点的位置能决定坐标的参数，也可以说动画设计的画面是由参数进行决定的.时序动画的创造中，最基本的工作就是绘制，过渡和衔接，主要是将画面的转动变得更为流畅自然，这种工作能够运用计算机技术自动生成[3].而动画设计的创造的问题则是在一个画面上不同目标之间的联系，目标的位置不单单是由时间控制，更是由目标之间的逻辑关系所控制的.动画设计平台的制作功能不同于时序动画制作平台.
3动画设计中的数字媒体技术
数字媒体中的动画设计是在时序动画制作的基础上，对于时序动画制作是经常运用的基础动画技术和高级动画基础，以及时间线的基础上创造的.动画设计的画面驱动是将同一画面上不同目标之间的联系改变加以实现的，和一般的时序动画不同.下面是几种动画设计的变化原理：（1）在曲线上随便选一个点为自动点，记录自动点相应的目标，设置该目标的速度、范围和类型让其运动，活动到接收了中止的命令，这是曲线上半自由点运动.（2）点与点之间互相具有几何约束关系，一些点的改变会引起被约束的点的改变，应用这个方法也可以让多个点带动一副动画，这是受约束几何对象运动.（3）自由点是画面上可以随意改变的点，改变自由点的适合，与自由点有几何关联的对象也会产生变化.自由点是为了将彼此独立的目标作为坐标而形成的，改变一个自由点就会让两个目标发生变化，从而是这两个目标之间的几何关系发生了变化，这叫做拖动自由点引发的相关运动.（4）最本质的就是目标的变化对图形产生的变化，这是动画设计的基本原理.（5）一个固定的目标，在经过几何关系的变换下获得一个新目标的联系，在这种几何关系的变化下，新目标就能动了.这种方式叫做几何变换创建运动对象.动画设计是运用同一画面上不同目标的变换而进行控制的动画，接近于多项式逼近任意连续函数，运用动画设计的原理达到对任何策划的某类动作片段的效果.但这种运动的作用不光是由时间控制的，它可能是上面变换原理的一种，也有可能是几种运作一起的方式.动画设计数字媒体中有两个方面，一个是制作器，作用是制造、编写动画和游戏；另一个是播放器，是将动画和游戏画面播放出来.在结尾后，将形成两个能单独运作的文件，动画设计数字媒体中制造器和动画设计数字媒体中播放器.动画设计数字媒体中制造器在创造是参考了制造时序动画的工具Flash的思维，将图层分成了普通图层、引导图层和遮罩图层三种.引导图层中又将分为普通引导图层和运动引导图层.普通图层在与引导图层产生联系后，就将成为被引导图层.在以时间控制的时序动画中可以将画面的变化作为主要工作.在画面变化中的目标变化在与确定位置的驱动中，相干的联系目标坐标位置固定了，按时间顺序播放便成了动画.将制作图案中的物体理解为不同的目标，这个目标的位置和大小形状能够当做是目标的属性.而要求在于如何让这个目标产生运动，这里是参考Flash中的关键帧.一个动画设计数字媒体中文件可能拥有一种或者多种画面，其中以一个画面为主画面.在播放中参考文件内的时间轴，将不同画面的用于记录各图层中的相关图层的引导播放.一个画面中可能包含一个或者多个场景，一个场景放一帧.而帧中可以放入图案、动漫、音乐或者游戏等不同内容，一个画面包含着多种场景，而场景中又加入包含不同内容的帧，将画面内容变得生动形象.制作完成的动画作品要有数字媒体中中专门的播放器来放映.逻辑数字媒体中播放器用于完成编辑好之后打包的动漫或者游戏画面.播放器类（Player）包含了播放器框架类(Playerfrm)、播放器文档类(PlayerDoc)、播放对象类(PprojectClass)、播放器视图类(PlayerView)这几大类[4].在参考了Flash软件制作动画的设计思维，数字媒体技术的功能主要是补间动画、遮罩动画和引导层动画功能.这些功能主要是通过关键帧的技术来完成的，关键帧技术是指将运动目标插值完成对动画的变化控制，象目标的大小、位置、形状等的变化，也可以对多个目标参数做组合插值.为了更好的完成插补帧，一般是运用线性插补法[5].补间动画是动画设计技术中最基础的，FLASH中的补间动画主要分为形状补间和运动补间.形状补间动画是指目标的形状发生了改变，又被叫做变形动画，运用FLASH在创造过程中只要将关键帧上不同模样的目标设置了变形动画，就能完成过程中的变形；引导层动画原理是指一个引导层动画需要至少一个引导层和一个被引导层，且引导层在前，被引导层在后.如果有多个被引导层，就称之为多层引导动画.在引导层上设置命令之后，就能让被引导层上的目标按照指令运动；对象动作类（Action）将预先设计的动作分类用图像展现在对话框中，选择目标对象（selectCurObj）,除了选择已经制作好的目标之外，还需要设置应用程序对象（Application）.在选择好目标对象之后必须设置事件（AddEvent），比如像鼠标操作、键盘操作、场景反映等.双击鼠标左键即可修改其属性.
4数字媒体技术对动画设计的发展影响
数字媒体技术的制作工艺是利用计算机程序二进制式编程进行对各种事件信息进行存储记录，其中包括事物时间、感应知觉和逻辑关系等方面.数字媒体技术中的狭义数字媒体就是利用感应知觉的应用使得情感得以在设计中获得解放的，常见的狭义数字表现形式有虚拟化影像和动画等形式.计算机技术的应用在数字媒体技术上有着特殊的辅助功能，在数字媒体技术制作过程中常常会使用计算机软件编程作为表现工具且将其作品安置在计算机媒体播放器中，这就是常见的计算机媒体设备，它的应用范围包括平面媒体设计、字体参数标准以及整体结构布局等.现今大部分动画设计研究所已经开始应用计算机程序编程现实动画制作状态.由此可见的是，数字媒体技术制作中在某种程度上显示出一种交互性特征，其特征是通过各类计算机编程、计算机软件以及制作者设计参与其中给予数字媒体技术生命力和活力，通过提高数字媒体技术的内涵，减少数字媒体技术的错误应用，对于数字媒体技术相关领域创作研究进行相互探讨研究.数字媒体技术表现手法决定了作品完成后的感官效果，能够为影视作品和动画起着包装的作用.在数字媒体技术创作过程中，作品需要放弃个人感官特征，所有制作效果都需要根据作品的主题需求、声音效果需求服务，不能按照个人、总体风格进行数字媒体技术制作.所以，在数字媒体技术创造中，作品的色彩结构、界面设计都体现了创作人员自身的专业水准，这样也使得数字媒体技术的动画设计作品都拥有相应的特殊应用方式，有利于动画设计的想象空间和丰富动画设计的技术表现形式.将数字媒体技术运用到影视业和媒体传播方面的应用情况非常好，市场对其的需求也不断增长，在市场经济的影响下动画设计也开始对动画模式与动画质量提出严格的标准，而各种信息技术之间的互相竞争能够提高数字技术的发展水平，对于我国的动画设计在数字媒体技术中的制作水平得以提升[6].在数字媒体技术的带领下，能够让动画在设计方面的理念都得以实现，能够让动画作品能够更加的灵动、富有内涵；能够为动画设计带来更加自由的想象空间，为中国带来更多的优秀动画作品.数字媒体技术能够通过创新表现方式与艺术语言的表达方法体现出来，目前我国多数动画制作者已经掌握了数字媒体技术的使用、制作方法，通过将动画作品由计算机编辑程序进行处理，并按照个人想象与作品主体进行特殊的数字技术处理，例如数字化声音、3D影像效果等.传统动画设计作品的技术表现形式会由于制作环境与思维等方面的限制，而不能生产出令人称赞的作品，但随着数字媒体技术的产生和运用，动画设计中的艺术表现形式得以更深层次地进行表现.例如在一部电影作品中想要表现一种太空中的影像，在实际的拍摄过程中无法做到，数字媒体技术能够使用计算机软件的编程进行特效处理，让太空中的场景能够在电影作品中为观众呈现.
5结束语