数字制造与数字装备

随着我国制造业信息化的推广和深入，数字车间、数字企业和数字化服务等数字技术已成为企业技术进步的重要标志，也是提高企业核心竞争力的重要手段。

数字制造作为新的制造技术和制造模式，已成为推动21 世纪制造业向前发展的强大动力，其重要特征表现在：产品数字表达的无二义性、可重用性（形式化描述与表示）；产品开发和产品性能的可预测性（可制造性分析与产品性能预估）；制造活动对于距离、时间和位置的独立性（网络环境）。数字装备是数字制造的基础，也是推动21 世纪制造装备发展和创新的强大动力，不仅具有强大而灵活的加工能力，而且具有强大的信息加工和处理能力。

目前，数字制造和数字装备需研究并解决的问题主要包括：多物理场的数字建模、加工和成形过程的数字仿真、快速产品开发、高速高精数字加工设备和数字测量设备等。

本文分析数字制造和数字装备的研究范围、研究现状和发展趋势，探讨其科学内涵及结构体系，展望其研究前景，为提高我国制造业数字化、信息化、智能化水平，提高企业的产品创新能力和核心竞争力，促进经济可持续发展，从源头寻求理论和技术支持，探索数字制造和数字装备领域的关键科学技术问题。

国内外研究现状和发展趋势

自1998年美国副总统戈尔提出“数字地球”的概念以来，诸如数字流域、数字城市、数字化生存、数字人体和数字战争等以数字为前缀的新概念大量涌现。数字制造即为全球数字化浪潮的重要一环，其内涵包括数字设计、数字制造装备和数字制造技术等研究领域，在产品设计、协同开发、制造过程和制造模式等方面带来一系列变革。近年来，随着我国制造业信息化的推广和深入，数字车间、数字企业和数字化服务等数字技术已成为企业技术进步的重要标志，也是提高企业核心竞争力的重要手段。

数字制造和数字装备是一个开放的研究领域，也是一个快速发展的研究领域。亟待研究的关键科学技术问题有：

（1）物体形位空间和旋量空间的数字表示、几何计算和几何推理;
（2）多物理场的交互作用规律及其数字表示;
（3）几何约束、物理约束和产品性能约束的相容性及混合约束问题求解；