第1章 数字化设计概论

信息化与工业化的融合是当今世界制造业发展的主要趋势。党的十六大报告中提出“以信息化带动工业化、以工业化促进信息化的发展。”党的十七大报告又提出“发展现代产业体系，大力推进信息化与工业化融合。”而2010制造业信息化科技工作会议指出“信息技术已经成为促进经济社会发展的核心动力，成为全球产业结构优化升级的核心推动力和加速世界现代化的重要力量。”因此，信息化是传统制造业转型升级的重要途径。

数字化技术作为信息化的重要手段，实现了信息化的产业化应用；运用数字化技术的手段，能够有效提升制造业的信息化水平，提高产品研发效率，这也是目前传统制造型企业转型和创新发展的新思路和高效武器。数字化是指培养、发展以计算机为主的、以智能化工具为代表的新生产力。数字化的内涵包括两个方面：一是管理数字化（包括ERP管理系统、数字化仓储物流系统、电子商务系统等），其任务是将管理过程中的各种指令或表单数据化，从而实现企业内部数据的传递和共享；二是生产制造的数字化，主要包括计算机辅助设计系统（Computer Aided Design System：CAD）和计算机辅助制造系统（Computer Aided Manufacturing System：CAM）；前者的任务是在产品设计阶段，辅助完成设计任务规划、概念设计、结构设计、详细设计、结构优化设计、工程设计等；后者着重在生产加工阶段，完成数控编程、加工过程仿真、数控加工、质量检验、产品装配等工作。

传统的信息化和数字化在企业内部都是由不同系统组成的，由于系统间的数据兼容性差，导致了众多信息孤岛的形成。这些孤岛使得同一个产品开发的协作过程十分困难，因此互联和互通是未来发展的主要趋势。在互联网日益普及的今天，通过由互联网所组成的企业产品生命周期网络，实现了互联网大数据的获取、挖掘、分析和转化利用，继而补充了信息化的内涵；同时，解决在发展过程中出现的新问题，也是当前制造型企业所面临的核心课题。

作为典型的传统劳动密集型制造业的制鞋行业，在信息化和数字化之路上举步维艰，这一方面说明了鞋类产品数字化的关键技术复杂，另一方面也说明了鞋类数字化技术理论缺乏，以及鞋类数字化技术相关软硬件系统开发的局限性，同时专业技术人员的数量少和水平不高，这些因素严重制约着鞋类行业的数字化应用及普及。因此，在本书中，我们详细梳理了鞋类数字化技术的脉络，从基础的CAD和CAM的基本原理、结构和关键技术讲解入手，逐步引入制鞋行业大数据的研究方法和有限元的分析技术，并以案例形式讲解了鞋类数字化技术在鞋款设计中的应用。通过本书，我们旨在构建鞋类数字化技术的基本原理，为制鞋行业数字化的应用构建出理论架构。