数字化加工设备的发展历史

1. 数控机床的发展历史，

第一台是美国麻省学院的
刚开始 全部是用于军事工业
后来慢慢普及！

2. 数控车床的历史发展

数控（英文名字：Numerical Control 简称:NC）技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。数控一般是采用通用或专用计算机实现数字程序控制，因此数控也称为计算机数控(Computerized Numerical Control )，简称CNC，国外一般都称为CNC，很少再用NC这个概念了。 它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。
数控技术也叫计算机数控技术（CNC，Computerized Numerical Control），它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的运动轨迹和外设的操作时序逻辑控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入操作指令的存储、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成，处理生成的微观指令传送给伺服驱动装置驱动电机或液压执行元件带动设备运行。
传统的机械加工都是用手工操作普通机床作业的，加工时用手摇动机械刀具切削金属，靠眼睛用卡尺等工具测量产品的精度的。现代工业早已使用电脑数字化控制的机床进行作业了，数控机床可以按照技术人员事先编好的程序自动对任何产品和零部件直接进行加工了。这就是我们说的数控加工。数控加工广泛应用在所有机械加工的任何领域，更是模具加工的发展趋势和重要和必要的技术手段。

3. 数字化制造技术的发展历程

1. NC机床（数控机床）的出现
1952年，美国麻省理工学院首先实现了三坐标铣床的数控化，数控装置采用真空管电路。1955年，第一次进行了数控机床的批量制造。当时主要是针对直升飞机的旋翼等自由曲面的加工。
2. CAM处理系统APT（自动编程工具）出现
1955年美国麻省理工学院(MIT)伺服机构实验室公布了APT(Automatically Programmed Tools)系统。其中的数控编程主要是发展自动编程技术。这种编程技术是由编程人员将加工部位和加工参数以一种限定格式的语言(自动编程语言)写成所谓源程序，然后由专门的软件转换成数控程序。
3. 加工中心的的出现
1958年美国K&T公司研制出带ATC(自动刀具交换装置)的加工中心。同年，美国UT公司首次把铣钻等多种工序集中于一台数控铣床中，通过自动换刀方式实现连续加工，成为世界上第一台加工中心。
4. CAD（计算机辅助设计）软件的出现
1963年于美国出现了cad 的商品化的计算机绘图设备，进行二维绘图。70年代，发展出现了三维的 cad表现造型系统，中期出现了实体造型。
5. FMS（柔性制造系统）系统的出现
1967年，美国实现了多台数控机床连接而成的可调加工系统，最初的FMS（Flexible manufacturing system）
6. CAD/CAM（计算机辅助设计/计算机辅助制造）的融合
进入70年代，CAD、CAM开始走向共同发展的道路。由于CAD与CAM所采用的数据结构不同，在CAD/CAM技术发展初期，主要工作是开发数据接口，沟通CAD和CAM之间的信息流。不同的CAD、CAM系统都有自己的数据格式规定，都要开发相应的接口，不利于CAD/CAM系统的发展。在这种背景下，美国波音公司和GE公司于1980年制定了数据交换规范IGES(1nitia Graphics Exchange Specifications)，从而实现CAD/CAM的融合。
7. CIMS（计算机集成制造系统） 的出现和应用
80年代中期，出现CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）计算机集成制造系统，波音公司成功应用于飞机设计，制造，管理，将原需八年的定型生产缩短至三年。
8. CAD/CAM软件的空前繁荣
80年代末期至今，CAD/CAM一体化三维软件大量出现，如：CADAM，CATIA，UG，I-DEAS，Pro/E，ACIS，MASTERCAM等，并应用到机械、航空航天、汽车、造船等领域。

4. 信息数字化发展史

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医院信息系统（Hospital Information System），亦称“医院管理信息系统”，是指利用计算机软硬件技术、网络通信技术等现代化手段，对医院及其所属各部门的人流、物流、财流进行综合管理，对在医疗活动各阶段产生的数据进行采集、储存、处理、提取、传输、汇总、加工生成各种信息，从而为医院的整体运行提供全面的、自动化的管理及各种服务的信息系统。
医院管理和医疗活动中进行信息管理和联机操作的计算机应用系统,英文缩写HIS。HIS是覆盖医院所有业务和业务全过程的信息管理系统。按照学术界公认的MorrisF.Collen所给的定义，应该是：利用电子计算机和通讯设备，为医院所属各部门提供病人诊疗信息 ( Patient Care Information) 和行政管理信息（Administration Information)的收集(Collect)、存储(Store)、处理(Process) 、提取(Retrieve)和数据交换(Communicate) 的能力并满足所有用户 ( Authorized Users)的功能需求的平台。医院信息系统由医疗信息系统和医院管理信息系统组成。现代医院信息系统采用微机局域网和工作站，综合运用控制论、信息论、人工智能和系统工程。
[编辑本段]发展概况

60年代初美国、日本、欧洲各国开始建立医院信息系统。到70年代已建成许多规模较大的医院信息系统。例如，瑞典首都斯德哥尔摩建立了市区所有医院的中央信息系统MIDAS，可处理75000住院和门诊病人的医疗信息；IBM医疗系统解决方案，以成功应用于世界各地；国内发展相对落后，到2000年时形成有自主知识产权且能与世界先进国家媲美的系统，如大连汇源电子系统工程有限公司的汇源医院管理信息系统，成功应用于全国95%以上大型医院。医院信息系统的发展趋势是将各类医疗器械直接联机并将附近各医院乃至地区和国家的医院信息系统联成网络。其中最关键的问题是使不同系统中的病历登记、检测、诊断指标等都要标准化。医院信息系统的高级阶段将普遍采用医疗专家系统，建立医疗质量监督和控制系统，进一步提高医疗水平和保健水平。
[编辑本段]系统组成

医院信息系统组成指与医疗活动直接有关的信息系统。包括医疗专家系统，辅助诊断系统，辅助教学系统，危重病人监护系统，药物咨询监测系统，以及一些特殊诊疗系统，如CT（计算机X射线层析摄影），B超，心电图自动分析，血细胞及生化自动分析等。这些系统相对独立，形成专用系统或由专用电子计算机控制，主要完成数据采集和初步分析工作，其结果可通过联机网络汇集成诊疗文件和医疗数据库，供医生查询和调用。上图为计算机诊断系统的框图。 以及与医院管理活动直接有关的信息系统。医院管理信息系统是以辅助决策为主要目标，目的是为了提高医院管理和医疗工作的效率和水平。它包括以下四类系统：①行政管理系统。包括人事管理系统，财务管理系统，后勤管理系统，药库管理系统，医疗设备管理系统，门诊、手术及住院预约系统，病人住院管理系统等。②医疗管理系统。包括门诊、急诊管理系统，病案管理系统，医疗统计系统，血库管理系统等。③决策支持系统。包括医疗质量评价系统，医疗质量控制系统等。④各种辅助系统。如医疗情报检索系统，医疗数据库系统等。
[编辑本段]研究前沿

医院信息系统的前沿领域是应用控制论和系统工程的方法借助于各种计算机应用系统建立医疗质量评价系统和医疗质量控制系统。
医疗质量评价系统 它的主要内容包括：①医疗质量评价。用病例类型、医疗转归、医疗差错事故率、诊断符合率、平均住院日数、平均医疗费用等参数作为评价依据,计算医疗质量综合评价指数,对医疗质量进行评价。②护理工作质量评价。以基础护理、操作技术、心理护理、病房管理、填写护理表格、实施规章制度等为评价条件并规定权重，建立数学模型,由计算机处理,作出评价。③医院工作效率评价。以平均床位工作日、实际床位使用率、平均床位周转次数和出院者平均住院日数作为参数，规定权重，建立综合评价指数，来评定工作效率。④医务人员工作质量评价。用模糊综合评判法建立数学模型，以模糊矩阵算出每人工作评价相对分值。
医疗质量控制系统 主要是应用控制论和人工智能对医疗质量进行科学管理，具有检索、计算、监测、预报和判断等功能。目前主要用于以下三个方面：①医疗质量控制。主要手段是计算机辅助监测和医疗专家系统，辅助医生进行分析、推理，提出指导性建议。计算机辅助医疗监测的项目有：人体老化度监测系统，心脑血管疾病预报系统，生命指数转归预报系统，无创伤性颅内压监测系统，人体酸碱平衡监测系统，心脑血管疾病血液流变学JB值测量系统，慢性肾功能衰竭预后判断系统。②医药质量控制。计算机辅助药物监测项目有：药物互相作用检测系统，药物代谢动力学监测系统，药物微检监测系统等。③临床检验质量控制。目前计算机辅助检验主要用于血常规检验质量控制和生化检验质量控制。

5. 机床的发展历史

十五世纪的机床雏形，由于制造钟表和武器的需要，出现了钟表匠用的螺纹车床和齿轮加工机床，以及水力驱动的炮筒镗床。1501年左右，意大利人列奥纳多·达芬奇曾绘制过车床、镗床、螺纹加工机床和内圆磨床的构想草图，其中已有曲柄、飞轮、顶尖和轴承等新机构。中国明朝出版的《天工开物》中也载有磨床的结构，用脚踏的方法使铁盘旋转，加上沙子和水来剖切玉石。
工业革命导致了各种机床的产生和改进。十八世纪的工业革命推动了机床的发展。1774年，英国人威尔金森（全名约翰·威尔金森）发明了较精密的炮筒镗床。次年，他用这台炮筒镗床镗出的汽缸，满足了瓦特蒸汽机的要求。为了镗制更大的汽缸，他又于1775年制造了一台水轮驱动的汽缸镗床，促进了蒸汽机的发展。从此，机床开始用蒸汽机通过曲轴驱动。
1797年，英国人莫兹利创制成的车床由丝杠传动刀架，能实现机动进给和车削螺纹，这是机床结构的一次重大变革。莫兹利也因此被称为“英国机床工业之父”。
19世纪，由于纺织、动力、交通运输机械和军火生产的推动，各种类型的机床相继出现。1817年，英国人罗伯茨创制龙门刨床；1818年美国人惠特尼（全名伊莱·惠特尼）制成卧式铣床；1876年，美国制成万能外圆磨床；1835和1897年又先后发明滚齿机和插齿机。
工业技术发展的中心，从十九世纪起就悄悄从英国移向美国。在把英国的技术声望夺过去的人中，惠特尼堪称佼佼者。惠特尼聪颖过人，具有远见卓识，他率先研究出了作为大规模生产的可更换部件的系统。至今还很活跃的惠特尼工程公司，早在19世纪四十年代就研制成功了一种转塔式六角车床。这种车床是随着工件制做的复杂化和精细化而问世的，在这种车床中，装有一个绞盘，各种需要的刀具都安装在绞盘上，这样，通过旋转固定工具的转塔，就可以把工具转到所需的位置上。
随着电动机的发明，机床开始先采用电动机集中驱动，后又广泛使用单独电动机驱动。
二十世纪初，为了加工精度更高的工件、夹具和螺纹加工工具，相继创制出坐标镗床和螺纹磨床。同时为了适应汽车和轴承等工业大量生产的需要，又研制出各种自动机床、仿形机床、组合机床和自动生产线。
1900年进入精密化时期。19世纪末到20世纪初，单一的车床已逐渐演化出了铣床、刨床、磨床、钻床等等，这些主要机床已经基本定型，这样就为20世纪前期的精密机床和生产机械化和半自动化创造了条件。
在20世纪的前20年内，人们主要是围绕铣床、磨床和流水装配线展开的。由于汽车、飞机及其发动机生产的要求，在大批加工形状复杂、高精度及高光洁度的零件时，迫切需要精密的、自动的铣床和磨床。由于多螺旋线刀刃铣刀的问世，基本上解决了单刃铣刀所产生的振动和光洁度不高而使铣床得不到发展的困难，使铣床成为加工复杂零件的重要设备。
被世人誉为“汽车之父”的福特提出：汽车应该是“轻巧的、结实的、可靠的和便宜的”。为了实现这一目标，必须研制高效率的磨床，为此，美国人诺顿于1900年用金刚砂和刚玉石制成直径大而宽的砂轮，以及刚度大而牢固的重型磨床。磨床的发展，使机械制造技术进入了精密化的新阶段。
1920年进入半自动化时期。在1920年以后的30年中，机械制造技术进入了半自动化时期，液压和电气元件在机床和其他机械上逐渐得到了应用。1938年，液压系统和电磁控制不但促进了新型铣床的发明，而且在龙门刨床等机床上也推广使用。30年代以后，行程开关——电磁阀系统几乎用到各种机床的自动控制上了。
1950年进入自动化时期。第二次世界大战以后，由于数控和群控机床和自动线的出现，机床的发展开始进入了自动化时期。数控机床是在电子计算机发明之后，运用数字控制原理，将加工程序、要求和更换刀具的操作数码和文字码作为信息进行存贮，并按其发出的指令控制机床，按既定的要求进行加工的新式机床。
世界第一台数控机床（铣床）诞生（1951年）。数控机床的方案，是美国的帕森斯（全名约翰·帕森斯）在研制检查飞机螺旋桨叶剖面轮廓的板叶加工机时向美国空军提出的。在麻省理工学院的参加和协助下，终于在1949年取得了成功。1951年，他们正式制成了第一台电子管数控机床样机，成功地解决了多品种小批量的复杂零件加工的自动化问题。以后，一方面数控原理从铣床扩展到铣镗床、钻床和车床，另一方面，则从电子管向晶体管、集成电路方向过渡。1958年，美国研制成能自动更换刀具，以进行多工序加工的加工中心。
世界第一条数控生产线诞生于1968年。英国的毛林斯机械公司研制成了第一条数控机床组成的自动线。不久，美国通用电气公司提出了“工厂自动化的先决条件是零件加工过程的数控和生产过程的程控”。于是，到1970年代中期，出现了自动化车间，自动化工厂也已开始建造。1970年至1974年，由于小型计算机广泛应用于机床控制，出现了三次技术突破。第一次是直接数字控制器，使一台小型电子计算机同时控制多台机床，出现了“群控”；第二次是计算机辅助设计，用一支光笔进行设计和修改设计及计算程序；第三次是按加工的实际情况及意外变化反馈并自动改变加工用量和切削速度，出现了自适控制系统的机床。
经过100多年的风风雨雨，机床的家族已日渐成熟，真正成了机械领域的“工作母机”。

6. 信息数字化的发展史

数字化本义是指信息数字化，数字化社区的概念相应是实现了信息数字化的社区，其基本属性应该是社区。与传统的社区不一新，社区的管理、社区的文化建设、社区提供的服务应该是统一在一个数字化的平台上。数字化社区应该是一类消费信息岛，数字化城市应该是由多个消费类信息岛及其他提供服务类信息岛的综合。数字化社区是由于有一个数字化的平台，数字化社区比传统社区的提供更加有效的管理、更加丰富的文化、更加全面的服务。实现一个环境优雅、设施齐全、生活方便、居住安全的环境。

7. 什么叫数字化制造

数字化制造是指在数字化技术和制造技术融合的背景下，并在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下，根据用户的需求。

迅速收集资源信息，对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组，实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造。进而快速生产出达到用户要求性能的产品整个制造全过程。

数字化制造定义的内涵数字化制造就是指制造领域的数字化，它是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融和、发展与应用的结果，也是制造企业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的必然趋势。

(7)数字化加工设备的发展历史扩展阅读：

发展方向

1. 利用基于网络的CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM集成技术，实现产品全数字化设计与制造

在CAD/CAM应用过程中，利用产品数据管理PDM技术实现并行工程，可以极大地提高产品开发的效率和质量，企业通过PDM可以进行产品功能配置，利用系列件、标准件、借用件、外购件以减少重复设计，在PDM环境下进行产品设计和制造，通过CAD/CAE/CAPP/CAM等模块的集成，实现产品无图纸设计和全数字化制造；

2. CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM技术与企业资源计划、供应链管理、客户关系管理相结合，形成制造企业信息化的总体构架

CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM技术主要用于实现产品的设计、工艺和制造过程及其管理的数字化；企业资源计划ERP是以实现企业产、供、销、人、财、物的管理为目标；

供应链管理SCM用于实现企业内部与上游企业之间的物流管理；客户关系管理CRM可以帮助企业建立、挖掘和改善与客户之间的关系。

上述技术的集成，可以整合企业的管理，建立从企业的供应决策到企业内部技术、工艺、制造和管理部门，再到用户之间的信息集成，实现企业与外界的信息流、物流和资金流的顺畅传递，从而有效地提高企业的市场反应速度和产品开发速度，确保企业在竞争中取得优势；

3. 虚拟设计、虚拟制造、虚拟企业、动态企业联盟、敏捷制造、网络制造以及制造全球化，将成为数字化设计与制造技术发展的重要方向

虚拟设计、虚拟制造技术以计算机支持的仿真技术为前提，形成虚拟的环境、虚拟设计与制造过程、虚拟的产品、虚拟的企业，从而大大缩短产品开发周期，提高产品设计开发的一次成功率。

特别是网络技术的高速发展，企业通过国际互联网、局域网和内部网，组建动态联盟企业，进行异地设计、异地制造，然后在最接近用户的生产基地制造成产品；

8. 智能制造的发展历史是什么样的

智能制造是指具有信息自感知、自决策、自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。具体体现在制造过程的各个环节与新一代信息技术的深度融合，如物联网、大数据、云计算、人工智能等。智能制造大体具有四大特征：以智能工厂为载体，以关键制造环节的智能化为核心，以端到端数据流为基础，和以网通互联为支撑。其主要内容包括智能产品、智能生产、智能工厂、智能物流等。目前，急需建立智能制造标准体系，大力推广数字化制造，开发核心工业软件。传统数字化制造、网络化制造、敏捷制造等制造方式的应用与实践对智能制造的发展具有重要支撑作用。
智能制造的发展轨迹：
智能制造源于人工智能的研究。一般认为智能是知识和智力的总和，前者是智能的基础，后者是指获取和运用知识求解的能力。人工智能就是用人工方法在计算机上实现的智能。近半个世纪特别是近20年来，随着产品性能的完善化及其结构的复杂化、精细化，以及功能的多样化，促使产品所包含的设计信息和工艺信息量猛增，随之生产线和生产设备内部的信息流量增加，制造过程和管理工作的信息量也必然剧增，因而促使制造技术发展的热点与前沿，转向了提高制造系统对于爆炸性增长的制造信息处理的能力、效率及规模上。目前，先进的制造设备离开了信息的输入就无法运转，柔性制造系统（FMS）一旦被切断信息来源就会立刻停止工作。专家认为，制造系统正在由原先的能量驱动型转变为信息驱动型，这就要求制造系统不但要具备柔性，而且还要表现出智能，否则是难以处理如此大量而复杂的信息工作量的。其次，瞬息万变的市场需求和激烈竞争的复杂环境，也要求制造系统表现出更高的灵活、敏捷和智能。因此，智能制造越来越受到高度的重视。
纵览全球，虽然总体而言智能制造尚处于概念和实验阶段，但各国政府均将此列入国家发展计划，大力推动实施。
1992年美国执行新技术政策，大力支持被总统称之的关键重大技术（CriticalTechniloty），包括信息技术和新的制造工艺，智能制造技术自在其中，美国政府希望借助此举改造传统工业并启动新产业。
加拿大制定的1994~1998年发展战略计划，认为未来知识密集型产业是驱动全球经济和加拿大经济发展的基础，认为发展和应用智能系统至关重要，并将具体研究项目选择为智能计算机、人机界面、机械传感器、机器人控制、新装置、动态环境下系统集成。
日本1989年提出智能制造系统，且于1994年启动了先进制造国际合作研究项目，包括了公司集成和全球制造、制造知识体系、分布智能系统控制、快速产品实现的分布智能系统技术等。
欧洲联盟的信息技术相关研究有ESPRIT项目，该项目大力资助有市场潜力的信息技术。1994年又启动了新的R&D项目，选择了39项核心技术，其中三项（信息技术、分子生物学和先进制造技术）中均突出了智能制造的位置。
我国80年代末也将“智能模拟”列入国家科技发展规划的主要课题，已在专家系统、模式识别、机器人、汉语机器理解方面取得了一批成果。最近，国家科技部正式提出了“工业智能工程”，作为技术创新计划中创新能力建设的重要组成部分，智能制造将是该项工程中的重要内容。
由此可见，智能制造正在世界范围内兴起，它是制造技术发展，特别是制造信息技术发展的必然，是自动化和集成技术向纵深发展的结果。

9. 数字技术的历史发展过程

数字化技术指的是运用0和1两位数字编码，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。数字化技术一般包括数字编码、数字压缩、数字传输、数字调制与解调等技术。

10. 数字化制造技术的发展方向

1. 利用基于网络的CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM集成技术，实现产品全数字化设计与制造
在CAD/CAM应用过程中，利用产品数据管理PDM技术实现并行工程，可以极大地提高产品开发的效率和质量，企业通过PDM可以进行产品功能配置，利用系列件、标准件、借用件、外购件以减少重复设计，在PDM环境下进行产品设计和制造，通过CAD/CAE/CAPP/CAM等模块的集成，实现产品无图纸设计和全数字化制造；
2. CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM技术与企业资源计划、供应链管理、客户关系管理相结合，形成制造企业信息化的总体构架
CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM技术主要用于实现产品的设计、工艺和制造过程及其管理的数字化；企业资源计划ERP是以实现企业产、供、销、人、财、物的管理为目标；供应链管理SCM用于实现企业内部与上游企业之间的物流管理；客户关系管理CRM可以帮助企业建立、挖掘和改善与客户之间的关系。上述技术的集成，可以整合企业的管理，建立从企业的供应决策到企业内部技术、工艺、制造和管理部门，再到用户之间的信息集成，实现企业与外界的信息流、物流和资金流的顺畅传递，从而有效地提高企业的市场反应速度和产品开发速度，确保企业在竞争中取得优势；
3. 虚拟设计、虚拟制造、虚拟企业、动态企业联盟、敏捷制造、网络制造以及制造全球化，将成为数字化设计与制造技术发展的重要方向
虚拟设计、虚拟制造技术以计算机支持的仿真技术为前提，形成虚拟的环境、虚拟设计与制造过程、虚拟的产品、虚拟的企业，从而大大缩短产品开发周期，提高产品设计开发的一次成功率。特别是网络技术的高速发展，企业通过国际互联网、局域网和内部网，组建动态联盟企业，进行异地设计、异地制造，然后在最接近用户的生产基地制造成产品；
4. 以提高对市场快速反应能力为目标的制造技术将得到超速发展和应用
瞬息万变的市场促使交货期成为竞争力诸多因素中的首要因素。为此，许多与此有关的新观念、新技术在21世纪将得到迅速的发展和应用。其中有代表性的是：并行工程技术、模块化设计技术、快速原型成形技术、快速资源重组技术、大规模远程定制技术、客户化生产方式等；
5.制造工艺、设备和工厂的柔性、可重构性将成为企业装备的显著特点
先进的制造工艺、智能化软件和柔性的自动化设备、柔性的发展战略构成未来企业竞争的软、硬件资源；个性化需求和不确定的市场环境，要求克服设备资源沉淀造成的成本升高风险，制造资源的柔性和可重构性将成为21世纪企业装备的显著特点。将数字化技术用于制造过程，可大大提高制造过程的柔性和加工过程的集成性，从而提高产品生产过程的质量和效率，增强工业产品的市场竞争力。