机械设计毕业论文：企业网络化设计与制造关键技术研究与虚拟现实技术.doc

1、本科毕业论文（20 届）企业网络化设计与制造关键技术研究与虚拟现实技术所在学院 专业班级 机械设计制造及自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 本科生毕业论文II摘要经济的快速发展以及信息技术为核心的新技术的发展，正迅速地改变我们的世界。企业网络化迎着时代的推进，正在快速发展。对于企业信息化、经营网络化以及网络化企业生产管理等等改变和普及，都提出了新的概念和实施方案。总结计算机集成制造系统、敏捷制造精益生产、并行工程等先进生产管理模式和技术在当前制造业的应用及发展，并融入虚拟现实技术，简要的诉述现今企业的发展现状和对未来的展望，提出企业生产管理的注意要素，利用计算机信息化改造

2、生产模式，给出计算机群控生产的可能性，展望未来实现数字化工厂或无人工厂。关键词：网络化；虚拟现实技术；制造关键技术；信息化本科生毕业论文IIIAbstractRapid economic development and information technology as the core of the development of new technologies, are rapidly changing our world. Enterprise network facing the advance of the times, is growing rapidly. For enterpr

3、ise information, business networking, and network management, and so change the production and popularity, have put forward new concepts and implementation. Summary Computer Integrated Manufacturing System, agile manufacturing lean production, concurrent engineering and other advanced production man

4、agement and manufacturing technology in the current application and development, And integrated into the virtual reality technology, briefly described the current business development appeal status and future prospects, proposed elements of production managements attention, the use of computer infor

5、mation transformation of production mode, the computer is given the possibility of group control the production, look to the future to achieve Digital Factory or unmanned fact.Key words: network; virtual reality technology; manufacture of key technology; information本科生毕业论文IV目 录前言 .1第一章 绪论 .21.1 课题研究

6、的目的和意义 .21.2 关于国内制造企业的发展进程及展望 .21.3 浙江省制造业的现状 .31.3.1 产业结构 .31.3.2 变化与发展 .4第二章 企业网络化及其发展 .52.1 企业网络化的概念 .52.2 企业网络化产生的背景 .52.3 企业网络化成长机理 .62.4 企业信息化与经营网络化 .72.5 企业网络化的战略管理 .72.6 企业网络化改造的必要性与重要性 .9第三章 机械制造关键技术及生产理念 .113.1 机械制造技术的发展过程 .113.2 机械制造系统 .123.2.1 计算机集成制造系统（CIMS） .123.3 现代集成制造系统 .143.3.1 敏捷制

7、造 .143.3.2 精益生产 .153.3.3 智能制造 .153.3.4 网络化制造 .163.4 并行工程 .163.5 先进制造技术 .173.5.1 机电一体化 .173.5.2 CAD/CAM.183.5.3 数控技术 .183.5.4 快速成形技术 .18本科生毕业论文V第四章 虚拟现实技术 .204.1 虚拟现实技术的概念 .204.2 虚拟现实技术的特征与构成 .214.3 虚 拟 现 实 技 术 的 关 键 技 术 .224.4 虚拟现实技术的主要应用领域 .234.5 虚拟现实技术的发展趋势 .24第五章 机械制造业信息网络化 .265.1 机 械 制 造 业 信 息 化

8、 现 状 与 趋 势 .265.2 机械制造业信息化的基础与核心 .275.2.1 机械制造业信息化的基础是管理变革 .275.2.2 生产管理是机械制造企业信息化的核心 .285.3 机 械 制 造 业 信 息 化 的 五 个 要 素 .28第六章 基于网络化设计的制造技术改造 .306.1 基于 Petri 网模型的计算机群控系统 .306.2 数 控 机 床 的 网 络 化 .316.2.1 网络化对数控机床的要求 .326.2.2 数控机床联网的实现方法 .326.3 虚拟现实技术及其在机械设计与制造中的应用 .336.3.1 虚拟设计 .336.3.2 虚拟制造 .336.4 实 现

9、 数 控 机 床 网 络 化 的 方 案 .346.4.1 DNC 接口 .346.4.2 网络管理系统组建 .34第七章 总结与展望 .36致谢 .36参考文献 .37本科生毕业论文1前言随着信息技术的惊人进步以及信息高速公路的快速发展，人类面临着二十一世纪信息革命和全球化市场竞争的挑战，企业只有改变自工业革命以来形成的大批量制造模式及相应的企业管理模式、文化模式和竞争规则，才能建立新的机制适应时代的发展。面对经济的全球化，现代互联网络的普及，更多的企业开始注重网络化设计，促进了彼此间信息的交流。更多的通过互联网络寻求彼此合作，共同发展的机遇。同时信息技术的广泛普及创新，也使得制造行业发生重

10、大突破，网络制造技术、敏捷制造模式等等新兴技术发展迅猛。产品开发在产品全生命周期管理和产品数据管理技术的支持下，实现 CAD/CAPP/CAM 信息集成和过程集成，对于制造业有着重大的影响和深远的意义。随着制造业朝着数字化、网络化、智能化、虚拟化的方向发展，虚拟现实技术的提出以及在新环境下与制造行业的融合，建立了新的经营制造管理模式机制，使企业在市场竞争中取得优势和进一步发展，更加适应时代的步伐。本科生毕业论文2第一章 绪论1.1 课题研究的目的和意义20 世纪 90 年代以来，经济全球化程度不断提高，信息通信技术日新月异，商业环境日益复杂多变，这对企业的灵活性、效率、学习能力等提出了很高的要

11、求。在我国沿海省市和一些高新技术园区，广大企业采用了典型的网络化成长模式，已经成为推动我国经济增长和就业机会增加的重要力量。但是在经济全球化、技术创新加快的背景下，我国企业一方面面临着如何构建国际化网络、实现快速成长的挑战，另一方面又面临着如何在国内实现跨地域成长以协调区域经济增长的重任。这都对我国企业如何成功实现网络化提出了新的要求。随着互联网时代的深入发展和企业网络化设计及成长的进一步探索，企业与企业之间更加方便的展开信息交流和一些关键技术的探讨，加快了全球科技的发展与创新。产品设计与制造环境的根本性变化，导致了信息时代产品开发的新概念的提出及形成。信息时代的产品设计与制造，以面向产品的全

12、生命周期为特征，并行化（改传统的串行方式为并行方式） ，集成化（信息的集成、资源的集成、技术的集成、人员的集成） ，柔性化和敏捷化（快速响应客户的要求，表现为结构上的快速重组、性能上的快速响应） ，从而最终实现高度的自动化，而传统的组织结构相对固定、资源相对集中、以区域性经济为主导、以面向产品为特征的产品设计与制造模式，已经与之不相适应。迫切需要建立一种市场需求驱动的、具有快速响应机制的产品设计与制造新模式网络化设计与制造。现代制造的基本特征是智能和快速，智能是指首先利用人的智能、知识、经验和包括技艺在内的能力，同时也利用人工智能；快速是对顾客驱动的市场的响应灵活而快捷。其模式有远程制造、敏捷

13、制造、网络化制造等。网络化制造系统通过网络将分散在各地企业的制造资源连接起来，实现制造资源的有效利用和共享，并随着市场需求的变化，快速组件与撤销、快速进入与退出市场。此外柔性制造系统（FMS） 、计算机集成制造系统（CIMS） 、机器人系统等等被广泛应用于网络化制造业。在 CAD/CAM/CAPP/CAX 集成的网络服务系统中，用户输入产品信息，系统可生成完整的 CAD/CAM/CAPP/CAX 文件来控制远程的制造设备完成加工过程，系统使用网页在用户和网络服务系统间建立界面，使用户通过 Internet 操作远程制造设配。因着虚拟现实技术在产品概念中的应用，使设计师得设计思路和设计表达更加清

14、晰、形象、逼真，让人更多了一种直观的、亲切的交互的感受。这样的开发设计大大减少了投放市场的风险性，保证产品开发一次性成功。在概念设计中，采用头脑风暴法进行方案创意，可以将体验设计思想更好的融入与其中，也就是更多关注产品使用者得感受，而非产品本身。设计时可以针对不同用户及爱好者的需求，在不同的虚拟环境中，让他们亲自体验修改模型的感受，使产品更加符合人性化。可以预见虚拟现实技术将逐渐应用到设计与制造的各个环节，发挥更大优势，提高企业的研发创新能力，给整个设计制造业带来巨大的影响。1.2 关于国内制造企业的发展进程及展望目前中国制造业得总体规模与德国相当，可以说是个制造大国。计较实际的说法是中国本科

15、生毕业论文3的劳动力便宜，产品具有价格优势，国际市场上很有竞争力。但两国制造业竞争力的比拼是看生产效率。美国的平均工资是中国的 47.8 倍，但是创造同样多的制造业增加值。近几年来，我们的生产率在不断降低，大量的低素质劳动者供应市场掩盖了这一趋势。同时，低水平生产能力过剩，全国主要工业产品有 80%以上的生产能力利用不足或严重不足，大量的生产能力投闲置散；高水平的生产能力又严重缺乏，重要设备基本依赖进口，这也限制了生产率的提高。目前，我国在高技术领域中，计算机集成制造技术、材料技术、航空航天技术、电子技术的竞争力指数均非常低。 “世界制造工厂”实际上是世界低端产品及零部件的廉价供应商。在重装备

16、制造业，中国产品的竞争力一路下跌。原因出在关键技术自给率低，技术对外依赖程度达到 50%，一半以上的设备需进口，科技对发展的贡献率仅占 30%，发明专利只占世界总量的 1.8%，中国经济发展主要靠外来关键技术和装备的支持。中国企业靠着巨大的人力资本优势掩盖了缺乏核心技术的不足，得以生存。如果中国制造业不打破这种不利的局面，进行自主创新和研发，未来的产业结构调整和产业升级将会面临严重障碍，届时会为此付出很大代价。我国制造业对我国经济在宏观和微观上都有非常重要的意义，因此我国应该把大力发展制造业作为目前工业发展的重要任务。然而中国制造业起步晚，且存在劣势，随着国际对降低能源消耗、保护环境的呼声走高

17、，如果依旧走发达国家制造业发展的老套路，显然是行不通的。我国社会经济发展应注重和谐发展，制造业发展要走可持续发展道路，实现新型制造业得发展模式，在实现数量规模扩张的同时，也要提高制造业得盈利能力，从而成为真正意义上的世界工厂，为此中国制造业仍然需要段时间的探索，寻求新的发展模式。1.3 浙江省制造业的现状1.3.1 产业结构浙江省装备制造业主要包括金属制品、通用设备、专用设备、交通运输设备、电气机械及器材、通信设备、计算机及其他电气设备和仪器表及文化、办公用机械制造业 7 大类行业。2006 年，全省共有装备制造企业 1.54 万家，占规模以上工业（以下简称规上工业）企业总数的 36.8%；拥

18、有资产总额 7824.04 亿元，同比增长 21.2%，占规上工业比重上升至 33.3%；拥有从业人员 257.16 万人，增长 8.6%，占规上工业比重升至 36.9%。2006 年浙江省装备制造业完成工业总产值 9745.5 亿元，比上年增长 32.5%，比 2000 年增长 3.7 倍，年平均增长29.3%对 2000 年以来全省规模以上工业总产值增长的贡献率达 33.8%；创造工业增加值 1976.7亿元，比上年增长 27.4%，比 2000 年增长 3.1 倍，年平均增长 26.7%。装备制造业在规上工业中所占份额不断上升，成为推动工业增长的主要力量，已经成为浙江省经济发展的重要支柱

19、产业。表 1 浙江装备制造业占规上工业比重 （单位：亿元%）年份 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006总产值 2082.5 24992 3228.6 4383 5977.1 7352.6 9745.5占比 31.5 31.7 33 34.1 31.9 31.8 33.5本科生毕业论文4增加值 477.9 574.9 759.7 1003 1321.9 1551.5 1976.7占比 30.6 30.7 31.6 32.4 32.1 321 33.8（资料来源：浙江省统计局）1.3.2 变化与发展随着网络化信息技术的发展和国际互联网 Internet 的普及，人们

20、经营、进行贸易的方式正在经历着巨大的变化，企业正在走向电子商务和网上贸易时代。Internet 技术及网络的发展使得人们有可能从一个全新的角度重新考查企业与其供应商、客户、合作企业、竞争企业和其它企业之间的关系。网络化制造理念的提出，是网络技术的蓬勃发展与先进制造技术在改进传统工业企业运作模式以适应动态多变的市场环境相结合的产物。将信息技术、自动化技术、计算机技术、与传统工业企业相结合，是国内外技术与管理发展的趋势。浙江中小型工业企业面向业务流的网络化制造模式，是针对目前市场要求快速交货，客户化产品和非标产品日益增多的情况下，企业如何快速响应市场机遇，如何协调各分供方及时提供所需的零部件，迅速

21、生产出合格的产品，达到获取利润的目的。在网络机制下，浙江中小型企业具有优于分散型企业的成长机制，通过网络可以更有效的获得资源和相对竞争优势。因此在网络环境下的中小企业将具有更大的发展空间。通过网络结构的组织形式，将自己纳入到现代化大生产体系中；利用网络组织形式克服小企业发展的限制因素，从而与大企业共享规模经济与范围经济的效益。随着分工的深入和中小企业的发展，企业的网络化改革进度越发突出，成为我国中小型企业发展的主要模式之一。本科生毕业论文5第二章 企业网络化及其发展社会信息化与国际互联网环境的形成和经济全球化的加速，在为企业带来挑战的同时，创造了新的机遇，基于信息化的自主创新和竞争与合作格局的

22、改变，提出了企业网络化的问题。可以说，企业业务的网络化、企业组织的网络化和企业运行的网络化，已经成为企业进步的一个象征。在信息化背景和全球经济化同步的环境下基于企业再造的企业作业联盟、知识联盟和虚拟企业的实现，不仅凝聚了基于网络的企业合作优势，而且在制度上构建了一种新型的企业关系，从而极大地促进了创新型企业的发展2.1 企业网络化的概念来自于经济社会学的社会网络理论指出企业的经济行为是嵌于社会网络的，企业的各项活动是在社会网络内组织的，社会网络同时发展出一个结构框架对企业网络进行分析。到目前为止，企业网络理论成为研究热点已有近十年的时间，但对企业网络化得定义却没有完全的明确和统一。威廉姆森是最

23、早提出最为接近企业网络组织概念的中间组织经济学家，他用交易所涉及的资产专用性、不确定性和交易频率来解释经济活动的规制结构。ButeraF 认为，企业网络是一个可识别的多重联系和多重结构的系统，在组织内部“节点”和具有高度自组织能力的组织网络中，在“共享”和“协调”目标以及松散、灵活的组织文化理念的支持下共同处理组织事务。以维持组织的运转，实现组织的合作。国内学者黄泰岩教授认为，企业网络的定义可归纳为广义和狭义两种：广义是指“那些与企业活动相关的一切相互关系以及由所有信息单元所组成的 n 维向量空间， 它构成了企业赖以生存和发展的基础” ；狭义是指“企业与市场相互作用与相互替代而形成的企业契约关

24、系或制度安排” 。 虽然学者们对企业网络的定义不同，但是，将其作为与市场和企业相并列的资源配置方式的看法却是相同的。企业网络化是企业信息化发展的产物，网络化企业是在信息化环境下利用互联网和信息技术，以面向关系的管理为中心的一种新的企业运作方式和组织形态，其实质是企业管理经营的网络化和企业组织的网络化。在企业网络理论中，各组织成员之间是既竞争又合作的复杂网络关系，它们以实现网络成员目标最大化、 形成各自竞争优势为宗旨，进行企业的联盟。2.2 企业网络化产生的背景人类在从原始时代、农业时代、工业时代向现代社会发展的过程中，经历了几次重大的变革。不同形态的社会发展阶段有不同的特点。社会形态一旦发生变化，一个社会技术经济发展阶段便宣告结束，新的社会发展阶段也随之开始。工业社会的基本范畴和社会规范的变化将导致新的社会运行模式的产生。近 20 年来，国外一些学者通过研究社会信息现象，提出了“信息激增” 、 “信息危机”的论点，用于说明当今的信息、知识已经影响到科学技术、国民经济和社会的发展。面对这一现实，人们在利用信息的过程中不得不探求新的社会运行模式。当前，数字电子技术的迅速发展，为企业广泛而有效地使用信息开辟了新的途径。现代计算机技术和通信技术不断完善，进一步将信息技术推向一个全新的发展阶段，使之与新的社会形态相适应。