jessica8918
浅论轨道车辆数字化制造技术平台应用探索论文
引言
随着工业4.0的推出，全球范围正在掀起新一轮的制造业革命，数字化制造(DM)的优势吸引了各个制造领域的聚焦与关注。现在，国内大型装备制造企业都在向波音、空客、GE等国际大公司学习，系统开展数字化制造技术的研究与应用。近十年来，以中航工业为代表的航空制造业，高度重视数字化技术的研究与应用，大力改善信息基础设施建设，结合产品研制，在三维数字化设计、数字仿真、三维数字化工艺等方面开展应用研究，制定了企业系列数字化技术标准规范，成为轨道交通装备制造业的学习参照范例。
1轨道交通车辆数字化制造技术现状
轨道交通车辆行业近年来开始重视三维数字化制造，但是整体水平还相对落后，主要表现在：
1)数字化基础薄弱。设计、工艺、制造等各业务单元信息化应用，尚未形成集成、共享的整体;数字化应用与开发能力不强，基础设施不配套。
2)设计模型局限于几何模型，模型无法作为业务数据的核心，三维模型仅为设计做参考;产品制造信息、属性等还限于二维表达，设计数据发布采用蓝图形式。
3)工艺环节采用二维CAPP，仅限于工艺文档编辑，工艺数据发布采用纸质工艺卡片;生产制造采用ERP、MES系统，但是与设计、工艺脱节。
4)产品研制采用串行模式，部门间信息、数据交流存在壁垒，各专业间交流不畅;研制过程中存在很多不增值环节，生产准备周期长，更改反复频繁。
与此同时，产业链上的各供应配套厂家技术平台基本处于二维时代，而行业内缺少统一的数字化技术标准，缺少并行协同的基本环境。
2基于单一产品数据源的设计制造技术平台构想
轨道交通车辆的发展趋势特点是小批量订单式生产，交付周期越来越短，个性化需求众多。如何充分利用成熟车型产品平台，快速实现高性能、高质量、低成本的个性化派生设计和制造，是现代轨道交通装备企业必须面对的课题。而本文涉及的构建单一数据源的设计制造技术平台，就是结合当前两化融合的技术发展趋势，提出的解决方案构想与实施探索。
通过设计、工艺和制造信息化平台的优化应用，整合公司现有产品、技术，建立企业知识库，实现产品技术数据、生产制造数据的共享与重用;实现模块化、个性化的快速定制开发;也为虚拟仿真验证提供必要的数据基础;在提高产品性能的同时，提高产品可制造、可维护性能。
2.1系统架构与平台设计
南车株机公司设计的数据管理平台采用TC系统，制造环节采用ERP系统(包含一定的MES功能)，已经应用多年，但是工艺采用传统的CAPP，一直与设计和生产脱节。经过广泛的调研，选用TCM进行工艺设计与管理，并将设计、工艺整合成产品生命周期管理系统(PLM)。其次，梳理应用多年的ERP/MES系统，将PLM平台与ERP/MES系统无缝高效集成搭建企业单一数据源的设计制造技术平台，总体技术架构设计;并实现从设计模型、设计数据到工艺文件、工艺模型、加工程序，再到生产、维护维修的数字化制造业务流程。
主要业务模型设计如下：
设计方面：逐步探索自顶向下设计模式，在NX/TC环境下建立标准化的三维设计环境和各类产品设计模板，以灵活、快速、高效的方式对设计进行建模和修改，提高设计效率。同时，改变现有三维几何模型加二维图的制造信息表达模式，应用NXPMI工具，将产品几何信息、产品制造信息全部集成在三维模型上表达，逐步取消二维图纸。利用NX/TC协同设计平台在虚拟环境下进行三维设计分析与仿真验证，开展数字化样机设计，提高设计准确性和效率。
工艺方面：引入TCM模块，工艺与设计基于TC系统一体化，开展三维结构化工艺设计、工艺技术体系及工艺资源的数据平台化管理。以三维设计模型、设计BOM、设计文件为输入，进行三维工艺设计和工艺仿真，按照工艺技术标准体系输出三维工艺设计文件、工艺BOM。用TC系统集成的NX进行三维工装设计、CAM数控加工仿真。同时，积极探索TC系统与焊接、装配、钣金、弯管等仿真软件集成，构建工艺仿真验证与设计平台形成反馈闭环。
生产制造：采用ERP/MES系统，通过中间数据库与TC系统集成，打通设计BOM、工艺BOM、制造BOM数据链。ERP/MES系统接收TC系统工艺设计的一次流程划分和原材料拆分、工艺路线、工序材料定额和工序工时定额、以及设计/工艺变更等数据;然后根据项目计划和工艺数据，下达生产计划及生产资源配置。将TC、CAPP、ERP三个系统的物料编码在物料编码平台统一管理，实现物料计划、采购、生产、物流、成本的流程化管理。以项目管理为主线，开展生产计划、作业排程、物料配送、完工情况等生产制造管理;其次与EHR中的组织、人员同步,实现生产作业人员管理。
2.2数据源定义和传递设计
从产品方案设计到运行维护的整个生命周期过程，以三维产品模型为数据组织的核心，所有的产品定义数据、工艺定义数据、制造定义数据都围绕三维模型展开，形成统一、唯一的产品数据源。在此基础上开展设计、工艺、制造的.各业务环节的协同关联。
实现产品EBOM、PBOM、MBOM的管理，建立不同BOM组织方式之间的关联关系，从不同的视角组织整个产品生命周期中的不同阶段的数据，并维持相互之间的联系。
数据源定义主要包括：
1)统一的数字化产品模型定义，建立规范化的产品设计环境及统一的产品模型定义。
2)统一的产品及物料编码定义和应用，通过编码管理系统对产品及物料进行统一编码。
3)统一的数字化产品BOM模式定义，对EBOM/PBOM/MBOM统一管理。
4)统一的标准件和通用件定义和管理。
5)统一的工程更改模式，建立闭环的产品工程更改管理流程体系。
2.3支撑规范和标准设计
针对轨道车辆制造行业特点，围绕数字化的三维设计、制造、试验、管理与信息化，引用借鉴ASMEY14.41-2003《数字化产品定义数据实施规程》、ISO16792∶2006《技术产品文件数字产品定义数据通则》、GB/T24734—2009《技术产品文件数字化产品定义数据通则》系列标准等，从以下几个方面开展标准规范体系搭建：
1)基础通用标准规范：包括术语标准、图形符号与代号标准、三维设计软件安装与配置文件应用规范;
2)三维工程化应用规范：包括三维设计标准规范、三维建模标准规范、三维标注标准规范、仿真规范、三维制造标准规范;
3)系统应用与管理标准规范：包括PDM系统基础应用标准规范、PDM系统产品图文档管理标准规范、PDM系统三维工艺文件标准规范、PDM系统BOM管理标准。
2.4实施路径与步骤设计
按照总体规划，分步实施原则开展平台搭建与应用。
第一阶段：平台搭建。这个阶段研究业务流程模式，搭建设计、工艺、制造一体化平台，打通设计、工艺、制造、检验数据链。阶段重点工作是搭建TCM工艺平台以及TC与ERP系统集成，通过试点零部件的测试应用验证技术平台的可行性。
第二阶段：平台验证。以设计制造技术平台的验证应用、全三维设图4BOM数据流程计制造研究为核心，选取整车项目在系统平台上运行，完整验证技术平台在各业务环节应用。
第三阶段：优化应用。这个阶段完善优化技术平台，在公司内部多项目推广应用，逐步将技术平台覆盖公司内部制造各流程。未来再考虑与异地子公司融合。
3单一产品数据源的设计制造技术平台的实践
三年来，围绕搭建及实践应用单一数据源设计制造技术平台，进行了大量的测试验证，主要包括：软件模块技术测试、软件模块功能测试、系统集成技术测试、系统集成功能测试、零部件模拟测试、项目运行测试。前期用转向架组装等7个典型零部件数据进行了软件功能模块、系统集成的测试验证;然后用具体项目的大部件进行了模拟运行，选用马其顿动车组项目上线测试。
4结束语
通过上述构想与阶段性探索，可以得出如下结论：
1)选择TCM进行工艺设计与管理，基于TC平台，工艺直接重用设计模型。业务上采用设计工艺一体化项目管理。马其顿动车组项目试制几乎没有工艺准备周期，通过一体化并行协同，及时开展了工装设计、加工程序编制、工艺分析等工作。但是在测试环节也发现，系统全方位展开运用，还需要妥善解决产品数据搭建模式、发布、变更管理等部分问题，如怎样实现自顶向下设计，如何实现异地协同设计，如何适应快速生产情况下的提前采购，如何实现工艺设计的简统化与标准化等问题。
2)数据上TC与ERP/MES集成，打通了设计、工艺、制造数据链。马其顿动车组项目做到了数据同源。但是，还需要解决以下问题：基于设计BOM生成工艺BOM的数据结构，不同视角下BOM的重构与一体化的关联管理;TCM工艺规划多工艺路线与ERP生产排产单一工艺路线情况下的物料传递;数据版本更替在技术平台内部多个系统中准确有效传递。
3)搭建设计制造技术平台，除解决单一数据源、知识传承与共享外，在虚拟环境下的设计、制造、仿真验证，亦真正体现数字化制造价值所在。目前只在个别零部件上进行部分模拟验证，验证各环节也独立存在。需要探索优化的是，构建数据模型的时候如何满足仿真的需要，如何将设计、仿真、改进建立闭环验证反馈系统。
4)使用设计制造技术平台，对公司经营管理既有业务模式冲击很大，除软硬件设施外，适合企业特点的技术标准及管理流程制度的及时跟进也至关重要，甚至比系统平台本身更关键。
5)设计制造技术平台各种纷繁复杂的软件都有一定的业务范围，企业都需根据自身独特的产品及经营特点，进行适度的二次开发。如何用好技术平台又不受制于软件升级，在搭建技术平台的时候就应该统筹考虑。
总之，数字化制造技术平台是实现数字化制造的基本保证。南车株机公司通过大量的数据测试以及马其顿动车组等项目的试运行，证明搭建的TC、ERP/MES数字化设计制造一体化技术平台技术架构、技术路线满足数字化制造技术需求。马其顿动车组项目的实践应用也开启了我们数字化制造的探索应用之旅。但是为了使数字化制造技术平台很好的服务于公司生产制造，也为了用好这个技术平台，技术方面目前还需要重点研究：MBD(Model-BasedDefinition，基于模型的定义)模型技术，一体化BOM的优化应用，多系统集成及其管理流程数字化。
大大的熨斗
数字技术在电影表演中的应用与发展论文
引言
在工业革命和科学技术的发展推动下，电影技术革命经理了三次大变革，改变观众传统的欣赏模式同时，还激发了电影创作者的艺术创造思维。数字技术时代的到来，更是直接改变了传统的电影制作模式，可以说，电影正在处于一个崭新的数字电影时代，数字电影的诞生标志着电影产业的最彻底变革。2002年，电影《西蒙尼》讲述的一个让演员不安的故事，即发明的虚拟演员编码程序，整个电影制作只要有导演操控即可，而演员的表演却被计算机演员所代替。那么这个由数字技术主控的电影表演时代会不会成为现实？
一、数字技术在电影表演中的重要作用
数字技术在电影表演中的作用主要体现在以下两个方面。一方面，是不断强化了对表演者的表演风格。在电影表演中，应用数字技术能不断拓展电影的叙事空间，而多元化的影片题材也给数字技术提供了更广阔的发挥空间.童话、魔幻和更多的未知世界能借助数字技术将电影制作者的想法和构思完好的实现，一些捕捉而成的表演虽然是虚拟而成的，是和日常生活相区别的。这就要求表演者能充分发挥自己的表演想象力，甚至需要对传统的审美原则大胆颠覆，而去塑造一个与观众审美需求相符合的电影角色。
另一方面，数字技术能提高电影的艺术表现力，推进表演者的专业化发展。一个没有接受专业训练的演员是不能在蓝幕前进行表演的，因为他根本无法想象蓝幕后的情况是什么样的。虽然很多导演在挑选演员的时候，主要是以演员的气质形象为标准，秉着可塑性开展工作，而这些没有经过专业训练的演员虽然在很大程度上很好的完成整个演员创作，但是面对数字特效的时候，演员就无法完全应付了。同时，传统的电影表演，演员是在真实场景下完成的，比较容易发挥自己的情感，但是在数字技术下，搭配的是虚拟场景，演员很难找到情感寄托，对其表演素质提出了更高的要求。这些都说明了在数字技术推动下，虽然对演员的专业性有更高的要求，但是另一方面也能很好的促进演员的专业化发展。在新技术推动下的电影表演，需要更为专业的演员是不可否认的事实。
二、数字技术在电影表演中的实际应用
1.数字技术应用于电影空间表演
电影和电视的最大区别在于电影能很好的表现出电影空间，电影能在不同时间和地点上都有很好的表现.观众能通过电影表现对地球上的任何地方和空间有所了解，可以跟随导演的创造力天马行空，而数字技术将电影的这种时空优势扩大化。在影片《乱世佳人》中，导演就是借助多次曝光的技术在影响中重塑空间，影响就是多次借助该技术自由的改变荧幕空间环境。传统的电影表演很难直接将一些瞬间和细节捕捉到荧幕上，但是借助数字特效技术能将不同画面拍摄到的各个元素合成后，制作出极具视觉冲击力的画面效果，这就是数字特效技术的一个重要特点。
在经典电影《泰坦尼克号》中，男女主人公在船上展开双臂相拥，与海水、海风相接融合的场景之所以能成为电影永恒画面，很大程度都归功于数字技术。相信没人会因为拍摄一部影片去特意铸造一艘这样的巨轮，加上四周的灯光、蓝幕及其他虚假的模型，都是依靠数字技术将各种元素组合在一幅画面里，让环境和角色真实的融合在一起。数字技术在电影空间的应用，给电影发展带来了更高的表现力，也给演员的表演艺术提出了更高的要求.空间合成和虚拟生成的空间越复杂，就更依赖于演员的表演创作。
2.数字技术应用于电影克隆
克隆人在电影荧幕上的主要表现形式是双胞胎，虽然存在真实的双胞胎，但是很多时候都是借助电影技术来完成的。最初技术借助多次曝光技术进行原始合成，并用手工操作进行画面分割，但是这种技术制作出的克隆形象多数是固定的.而数字技术在电影克隆中的应用，很好解决了这种问题，电影中的克隆形象和现实中没有什么差别，能进行自由的交流和运动。电影《克隆人》就是对数字技术应用电影克隆中的最好体现，该影片导演在美国电视采访中表示，这部电影过90%的观众是毫无问题的。3.数字技术应用于虚拟影像虚拟影像是借助数字软件在计算机工作站上直接生成的一种影像，生成后不需要摄像机拍摄，能直接输出在胶片上。数字技术在虚拟影响中的应用，能很好的结合表演者和虚拟影响，使得演员的表演是在演员和虚拟影响结合后塑造的人物形象，而不单单是演员的简单表演。《终结者2》中，就有数字技术应用虚拟影像的'主要体现。观众在荧幕上看到的未来杀手在不费吹灰之力下就穿越铁栏杆的时候，不得不惊叹数字技术将虚拟影像和真人能在肉眼不能分辨的基础上完美结合。
数字技术应用于电影表演中，有项重要技术，即数字合成技术，是在技术条件下，把两个以上的源图像合成为一个单独图像。为了能最大程度的提高合成效果，技术人员应该在电脑上把不存在的生物设计形状找到与导演需求相符的物体质感，并为其创作出相应的运动轨迹。一旦导演设计出的虚拟形象能根据导演意图自由运动时候，就可以将虚拟形象和演员真实的行为和表情融合一起。同时，为了能充分表现演员的表情和行为，如捕捉演员微笑时候肌肉运动的形态，可以在演员面部贴上一些感光金属片来提高表演效果。
三、数字技术在电影表演中的发展路径
数字技术作为一种进行电影制作的高级技术，包涵了数字影像合成技术、数字影像处理技术和计算机生产图像技术等形式。
在电影表演中应用数字技术，能使用计算机的虚拟仿真、三维动态和合成技术来对影像进行构成，在计算机上利用数字技术对摄影、场景、剪辑等内容进行构建。数字技术电影表演中的发展路径体现在以下几点。
1.重构电影时空
着名作家歌德曾经说过：“任何一种艺术的最高任务就是使用幻觉来产生一种更高更真实的假象。”电影的最大魅力是能将人类带入更多的未知，而数字技术给这种更多的未知提供了纽带。使用数字技术推动电影表演艺术的发展，能通过重构电影时空来完成。数字技术下的电影表演时空重构通过以下方法完成，即在虚拟影像的作用下，对传统影像本体核心的真实性进行转变。数字技术下的电影表演虽然保留了传统电影表演艺术的真实性，但是这种真实性已经超过了传统电影的真实，上升到了一个更高的境界，即超真实。
通过重构电影时空，在很大程度上发散了电影创作者的创造性思维，把观众带领到一个全新的观影世界。但是数字技术推动下的电影表演对演员提出了更高的要求，不仅要求演员有丰富的想象力，还要求演员能充分发挥自己的哲学思维来更好的进行角色创造。虽然，电影时空重构在我国电影界还未完全形成，但是相信不久将来，这种大势所趋必将成为我国电影表演艺术发展的主要方向。
2.提高演员的形体表现力
数字特效技术中一项很重要的技术是动作捕捉技术，对演员的形体要求很高。因此，提高演员的形体表现力是数字技术下电影表演艺术发展的主要手段。比如《指环王》中咕噜姆的表演者安迪·赛基斯就是以一种特殊方式给角色注入灵魂的，是动作捕捉技术的代表演员，其在电影表演中时而四脚爬行，时而直立行走，很好的演绎出了一个有古怪性格的小怪物。如《绿巨人》中的主人翁浩克就是导演李安自己披挂上阵的。张建亚导演在拍摄新版《大闹天宫》电影时候，曾邀请六小龄童参演，但是当六小龄童得知自己只是一个数字道具时，并没有答应。因这部数字技术主导的电影里，导演需要的只是六小龄童“猴化”的形体而已。可见，演员的形体表现力对数字电影的重要性。
在电影《德赛克·巴莱》中，影片中的野猪即便用了数字特效技术，但是动物并不受控制，无法进行现场真实拍摄，只能有专业的武打演员利用动作捕捉技术，并经过后期数字技术合成而得。当然，另一方面上看，数字特效技术的诞生，对特技演员来讲会是一个极大的挑战，也可能是专业形体演员的主要机遇.总而言之，数字技术推动下的电影表演对演员提出了更高的要求，要求演员的素质是专业的、是全面的。
3.实现角色形象的多元化创新
电影《阿凡达》中蓝色外星人给人格外深刻的印象，很大是因为反射球的缘故。在表演者身上闪闪发光的反射球是一种重要的数字技术表现形式，即表情捕捉和上面提到的动作捕捉技术。
表情捕捉技术是利用演员脸部肌体的表演数据来展现虚拟角色表情的，该技术的直观描述是演员的衣服及其衣服上的感应点。在拍摄中，能使用包括数字摄像机和照相机在内的数字设备多方位的对演员身体的不同位置反射球运动轨迹进行记录，然后在计算机上进行合成后，制作出动态人物形象，塑造出新的电影表演角色形象。《谁陷害了兔子罗杰》中，是数字化电影发展旅程中的一个里程碑，全片只有三位真人演员，将“抠像技术”这种数字影像技术展现在观众眼前。抠像技术是使用蓝色或绿色幕布搭建摄影棚背景，然后使用反射球对数字进行抠像，使用数字技术构设了一个真实的拍摄场景，最终构建成完整的电影显示空间.
在日本电影界，曾经有人使用电脑绘图技术设计出了一个世界上第一个与真人形似的“计算机活动人物形象”.世界上整部电影都是数字演员的电影已经出现了，《最终幻想》中的全部角色都是计算机制作完成的，具体方法如下：将真人演员的表情和动作输入电脑后，使用计算机制作出逼真的数字人物模型，并借助影响捕捉技术成功的塑造出一个有“声明真实感”的人物形象。《阿甘正传》中主角和已逝总体相会的场景深入人心，丹中尉腾在半空中的断腿触目惊心，但却很真实，其功劳就是数字技术中的局部抠像技术。局部抠像技术除了要注重对局部抠像界点外，还要让演员对角色进行创作。
总之，新技术推动下的电影表演正处于飞速变革时期，数字技术在对电影表演艺术的发展起着重要的推动作用。数字技术在电影空间表演、电影克隆人和虚拟影像合成中都有良好应用，而为了更高的提高数字技术在电影表演中作用，可以通过重构电影时空、提高演员的形体表现力、实现角色形象的多元化创新来实现。
注释：
1.侯李游美。数字时代下电影创作的新方向探析大众文艺[J].2013（20）：34-35.
2.李昂。浅析数字时代下电影创作的新方向[J].华章，2013（17）：09-10.
3.李立宏，孙德元。新媒体技术趋势下的影视表演与教学模式研究[J].当代电影，2013（09）：18-19.
4.刘珂珂。数字电影画面中的艺术表现探析[J].电影文学，2012（02）：22-23.
5.喻晓和。现代电影艺术与观众心灵感应[J].影视制作，2014（05）：19-20.
6.范倍，程刚。从游戏到电影：试论电影化改编与游戏性表演[J].当代电影，2013（03）：27-28.
7.万传法。新世纪以来中国电影的表演美学及其生态研究[J].当代电影，2015（03）：36-37.
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loversea2005 3人参与回答 2023-12-10 浅论轨道车辆数字化制造技术平台应用探索论文 引言 随着工业4.0的推出，全球范围正在掀起新一轮的制造业革命，数字化制造(DM)的优势吸引了各个制造领域的聚焦与关
sylviali1109 2人参与回答 2023-12-09