光學(xué)制造鏈優(yōu)化
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-05
光學(xué)制造鏈優(yōu)化的實(shí)例教程
通過(guò)在光學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中分析透鏡數(shù)據(jù)，可以確定最佳的光學(xué)制造鏈
Oliver F?hnle, Rolf Rascher, and Marco Tinner
要將光作為工具加以利用，例如在黑暗中看清事物、探測(cè)外太空的巖石或人體腎臟中的結(jié)石，就需要借助精密的光學(xué)系統(tǒng)，如復(fù)雜的汽車前燈、望遠(yuǎn)鏡或內(nèi)窺鏡。隨著光學(xué)工具使用精度的迅速提升，光學(xué)系統(tǒng)的質(zhì)量也必須隨之提高。因此，在制造光學(xué)系統(tǒng)的整個(gè)過(guò)程中，必須對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，以確保從最初的構(gòu)想到最終的驗(yàn)收測(cè)試，所有后續(xù)環(huán)節(jié)都能實(shí)現(xiàn)精度和質(zhì)量的最佳傳遞。
圖1.借助在線工具，光學(xué)制造鏈設(shè)計(jì)觸手可及
光學(xué)系統(tǒng)生成
光學(xué)系統(tǒng)的生成一般是一個(gè)涉及四方的過(guò)程（如圖2a所示）：從（a）客戶開(kāi)始，他們希望將光作為工具使用，并因此定義了應(yīng)用參數(shù)（例如，MTF、圖像分辨率、信噪比dB），接著是（b）光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者，他們將應(yīng)用參數(shù)轉(zhuǎn)化為符合ISO10110標(biāo)準(zhǔn)的光學(xué)系統(tǒng)布局和元件參數(shù)（例如，玻璃類型、形狀和精度）。隨后是（c）光學(xué)制造鏈設(shè)計(jì)師，他們將光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)和公差轉(zhuǎn)化為優(yōu)化的制造工藝鏈，該優(yōu)化的制造工藝鏈最終被移交給（d）生產(chǎn)部門(mén)，根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)客戶和設(shè)計(jì)者的要求（成本、產(chǎn)量和質(zhì)量），安裝設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)，培訓(xùn)人員并制造光學(xué)系統(tǒng)。
在所有的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)系統(tǒng)中，大部分生產(chǎn)成本都在設(shè)計(jì)階段確定的。特別是在光學(xué)制造中，設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)生產(chǎn)成本的影響是巨大的，因?yàn)橛懈鞣N各樣的制造技術(shù)可供選擇，每種技術(shù)都有其特定的能力。因此，在工業(yè)上，強(qiáng)烈需要能夠通過(guò)調(diào)控光學(xué)制造鏈，在設(shè)計(jì)階段優(yōu)化光學(xué)設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率和最小成本。
展開(kāi) 通過(guò)在光學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中分析透鏡數(shù)據(jù)，可以確定最佳的光學(xué)制造鏈
Oliver F?hnle, Rolf Rascher, and Marco Tinner
要將光作為工具加以利用，例如在黑暗中看清事物、探測(cè)外太空的巖石或人體腎臟中的結(jié)石，就需要借助精密的光學(xué)系統(tǒng)，如復(fù)雜的汽車前燈、望遠(yuǎn)鏡或內(nèi)窺鏡。隨著光學(xué)工具使用精度的迅速提升，光學(xué)系統(tǒng)的質(zhì)量也必須隨之提高。因此，在制造光學(xué)系統(tǒng)的整個(gè)過(guò)程中，必須對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，以確保從最初的構(gòu)想到最終的驗(yàn)收測(cè)試，所有后續(xù)環(huán)節(jié)都能實(shí)現(xiàn)精度和質(zhì)量的最佳傳遞。
圖1.借助在線工具，光學(xué)制造鏈設(shè)計(jì)觸手可及
光學(xué)系統(tǒng)生成
光學(xué)系統(tǒng)的生成一般是一個(gè)涉及四方的過(guò)程（如圖2a所示）：從（a）客戶開(kāi)始，他們希望將光作為工具使用，并因此定義了應(yīng)用參數(shù)（例如，MTF、圖像分辨率、信噪比dB），接著是（b）光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者，他們將應(yīng)用參數(shù)轉(zhuǎn)化為符合ISO10110標(biāo)準(zhǔn)的光學(xué)系統(tǒng)布局和元件參數(shù)（例如，玻璃類型、形狀和精度）。隨后是（c）光學(xué)制造鏈設(shè)計(jì)師，他們將光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)和公差轉(zhuǎn)化為優(yōu)化的制造工藝鏈，該優(yōu)化的制造工藝鏈最終被移交給（d）生產(chǎn)部門(mén)，根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)客戶和設(shè)計(jì)者的要求（成本、產(chǎn)量和質(zhì)量），安裝設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)，培訓(xùn)人員并制造光學(xué)系統(tǒng)。
在所有的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)系統(tǒng)中，大部分生產(chǎn)成本都在設(shè)計(jì)階段確定的。特別是在光學(xué)制造中，設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)生產(chǎn)成本的影響是巨大的，因?yàn)橛懈鞣N各樣的制造技術(shù)可供選擇，每種技術(shù)都有其特定的能力。因此，在工業(yè)上，強(qiáng)烈需要能夠通過(guò)調(diào)控光學(xué)制造鏈，在設(shè)計(jì)階段優(yōu)化光學(xué)設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率和最小成本。
展開(kāi) 通過(guò)在光學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中分析透鏡數(shù)據(jù)，可以確定最佳的光學(xué)制造鏈
Oliver F?hnle, Rolf Rascher, and Marco Tinner
要將光作為工具加以利用，例如在黑暗中看清事物、探測(cè)外太空的巖石或人體腎臟中的結(jié)石，就需要借助精密的光學(xué)系統(tǒng)，如復(fù)雜的汽車前燈、望遠(yuǎn)鏡或內(nèi)窺鏡。隨著光學(xué)工具使用精度的迅速提升，光學(xué)系統(tǒng)的質(zhì)量也必須隨之提高。因此，在制造光學(xué)系統(tǒng)的整個(gè)過(guò)程中，必須對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，以確保從最初的構(gòu)想到最終的驗(yàn)收測(cè)試，所有后續(xù)環(huán)節(jié)都能實(shí)現(xiàn)精度和質(zhì)量的最佳傳遞。
圖1.借助在線工具，光學(xué)制造鏈設(shè)計(jì)觸手可及
光學(xué)系統(tǒng)生成
光學(xué)系統(tǒng)的生成一般是一個(gè)涉及四方的過(guò)程（如圖2a所示）：從（a）客戶開(kāi)始，他們希望將光作為工具使用，并因此定義了應(yīng)用參數(shù)（例如，MTF、圖像分辨率、信噪比dB），接著是（b）光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者，他們將應(yīng)用參數(shù)轉(zhuǎn)化為符合ISO10110標(biāo)準(zhǔn)的光學(xué)系統(tǒng)布局和元件參數(shù)（例如，玻璃類型、形狀和精度）。隨后是（c）光學(xué)制造鏈設(shè)計(jì)師，他們將光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)和公差轉(zhuǎn)化為優(yōu)化的制造工藝鏈，該優(yōu)化的制造工藝鏈最終被移交給（d）生產(chǎn)部門(mén)，根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)客戶和設(shè)計(jì)者的要求（成本、產(chǎn)量和質(zhì)量），安裝設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)，培訓(xùn)人員并制造光學(xué)系統(tǒng)。
在所有的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)系統(tǒng)中，大部分生產(chǎn)成本都在設(shè)計(jì)階段確定的。特別是在光學(xué)制造中，設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)生產(chǎn)成本的影響是巨大的，因?yàn)橛懈鞣N各樣的制造技術(shù)可供選擇，每種技術(shù)都有其特定的能力。因此，在工業(yè)上，強(qiáng)烈需要能夠通過(guò)調(diào)控光學(xué)制造鏈，在設(shè)計(jì)階段優(yōu)化光學(xué)設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率和最小成本。
展開(kāi) 若要在PanDao官網(wǎng)上進(jìn)行光學(xué)元件制造鏈優(yōu)化分析，就需在指定界面輸入元件的關(guān)鍵參數(shù)值及公差范圍。
在PanDao中輸入透鏡參數(shù)的五種方法如下：
a) 導(dǎo)入由光學(xué)設(shè)計(jì)軟件保存的透鏡數(shù)據(jù)
b) 導(dǎo)入PanDao軟件生成的透鏡數(shù)據(jù)文件（通過(guò)“Download lens to file”功能保存）
c) 導(dǎo)入PanDao軟件報(bào)告文件，由PanDao生成的PDF文檔（通過(guò)“Download report pdf”功能生成）
d) 載入系統(tǒng)預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)模板透鏡，并根據(jù)需求修改其參數(shù)值及公差范圍
e) 直接手動(dòng)輸入光學(xué)元件的參數(shù)值及公差范圍
完成上述操作后，點(diǎn)擊“ask PanDao“即可啟動(dòng)系統(tǒng)，獲取兼顧最低成本與制造風(fēng)險(xiǎn)的最優(yōu)光學(xué)元件制造鏈方案。
展開(kāi) Marco Tinnera, Irina Livshitsb and Oliver Faehnlea
a 瑞士圣加侖市的PanDao 有限公司，b 用于光信息與節(jié)能系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”，圣彼得堡國(guó)立信息技術(shù)、機(jī)械與光學(xué)研究大學(xué)、俄羅斯圣彼得堡
摘要. 本文介紹了一款名為“PanDao”的新軟件工具，專為光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員打造。該工具能夠在設(shè)計(jì)階段模擬出最佳的制造流程和所需技術(shù)，并對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)和公差的制造成本影響進(jìn)行分析。
在光學(xué)系統(tǒng)的生成過(guò)程中，會(huì)依次涉及三個(gè)不同的實(shí)體:
(a)最開(kāi)始，光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員會(huì)將性能參數(shù)轉(zhuǎn)化為光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)，例如所用玻璃的類型、透鏡的幾何構(gòu)型、面型精度、粗糙度和中頻誤差以及所使用的鍍膜類型。
(b)接下來(lái)，光學(xué)制造設(shè)計(jì)師將光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)轉(zhuǎn)化為一套精心設(shè)計(jì)的制造流程，采用配備有優(yōu)化制造參數(shù)（如所用磨料、加工運(yùn)動(dòng)學(xué)、共振頻率或?yàn)R射速率等）的機(jī)器。
(c)最后，生產(chǎn)經(jīng)理們開(kāi)始利用現(xiàn)有配置的光學(xué)制造鏈，采用優(yōu)化后的批量規(guī)模和訓(xùn)練有素的操作人員來(lái)進(jìn)行高自動(dòng)化水平地光學(xué)系統(tǒng)生產(chǎn)。
傳統(tǒng)習(xí)慣上，光學(xué)設(shè)計(jì)師會(huì)與客戶就產(chǎn)品的“光學(xué)系統(tǒng)”進(jìn)行磋商，討論內(nèi)容包括規(guī)格、價(jià)格以及有關(guān)產(chǎn)品的制造、鍍膜、安裝和交付等問(wèn)題。
雖然光學(xué)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)最佳光學(xué)元件組合方面得到了軟件工具的有力幫助，但目前還沒(méi)有工具能夠幫助他們?cè)O(shè)計(jì)出生產(chǎn)所需的最佳制造流程。就光學(xué)制造而言，光學(xué)設(shè)計(jì)師的決策僅限于他們之前與公司內(nèi)部或供應(yīng)商光學(xué)研討會(huì)磋商所積累的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)。這是因?yàn)?em>光學(xué)制造技術(shù)并非光學(xué)設(shè)計(jì)師培訓(xùn)內(nèi)容的一部分，尤其是化學(xué)工程、材料科學(xué)、機(jī)床計(jì)量學(xué)、機(jī)械工程、磨料加工、制造工藝參數(shù)控制以及“光學(xué)工程師的黃金之手”對(duì)背后科學(xué)原理的深刻理解。
最近，在PanDao軟件項(xiàng)目中1，開(kāi)發(fā)出了這樣一款工具。
展開(kāi) 
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光學(xué)制造鏈優(yōu)化的最新內(nèi)容
a)通過(guò)30年的經(jīng)驗(yàn)（在工業(yè)和研究項(xiàng)目中的光學(xué)制造案例）獲得的一套完整的規(guī)則和效果；
b)PanDao及其合作伙伴（大學(xué)和行業(yè)）基于龐大數(shù)據(jù)云的驗(yàn)證測(cè)試技術(shù)；
c)智能創(chuàng)新的PanDao算法，將物理原理與制造性能相匹配，使超過(guò)360種光學(xué)制造技術(shù)與光學(xué)元件的70多個(gè)關(guān)鍵參數(shù)之間能夠進(jìn)行交互，并最終以最小化成本和風(fēng)險(xiǎn)實(shí)現(xiàn)整個(gè)光學(xué)制造鏈的模擬和優(yōu)化。
a)
通過(guò)30年的經(jīng)驗(yàn)（在工業(yè)和研究項(xiàng)目中的光學(xué)制造案例）獲得的一套完整的規(guī)則和效果；
b)
PanDao及其合作伙伴（大學(xué)和行業(yè)）基于龐大數(shù)據(jù)云的驗(yàn)證測(cè)試技術(shù)；
c)
智能創(chuàng)新的PanDao算法，將物理原理與制造性能相匹配，使超過(guò)360種光學(xué)制造技術(shù)與光學(xué)元件的70多個(gè)關(guān)鍵參數(shù)之間能夠進(jìn)行交互，并最終以最小化成本和風(fēng)險(xiǎn)實(shí)現(xiàn)整個(gè)光學(xué)制造鏈的模擬和優(yōu)化。
光學(xué)制造鏈設(shè)計(jì)9個(gè)月前
在瑞士的一個(gè)名為PanDao[1,2]的研究項(xiàng)目中，開(kāi)發(fā)了一種新型的軟件工具，可以將可生產(chǎn)性分析和制造鏈優(yōu)化集成到光學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中（見(jiàn)圖2b）。PanDao通過(guò)讀取ISO 10110標(biāo)準(zhǔn)中描述的透鏡參數(shù)和公差，并考慮360多種光學(xué)制造技術(shù)，以最低成本生成輸出最佳制造鏈。因此，PanDao可用于設(shè)計(jì)階段的成本影響分析以及供應(yīng)鏈管理的優(yōu)化，例如確定最佳供應(yīng)商。
(c)最后，生產(chǎn)經(jīng)理們開(kāi)始利用現(xiàn)有配置的光學(xué)制造鏈，采用優(yōu)化后的批量規(guī)模和訓(xùn)練有素的操作人員來(lái)進(jìn)行高自動(dòng)化水平地光學(xué)系統(tǒng)生產(chǎn)。
傳統(tǒng)習(xí)慣上，光學(xué)設(shè)計(jì)師會(huì)與客戶就產(chǎn)品的“光學(xué)系統(tǒng)”進(jìn)行磋商，討論內(nèi)容包括規(guī)格、價(jià)格以及有關(guān)產(chǎn)品的制造、鍍膜、安裝和交付等問(wèn)題。
雖然光學(xué)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)最佳光學(xué)元件組合方面得到了軟件工具的有力幫助，但目前還沒(méi)有工具能夠幫助他們?cè)O(shè)計(jì)出生產(chǎn)所需的最佳制造流程。
光學(xué)制造鏈設(shè)計(jì)9個(gè)月前
在瑞士的一個(gè)名為PanDao[1,2]的研究項(xiàng)目中，開(kāi)發(fā)了一種新型的軟件工具，可以將可生產(chǎn)性分析和制造鏈優(yōu)化集成到光學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中（見(jiàn)圖2b）。PanDao通過(guò)讀取ISO 10110標(biāo)準(zhǔn)中描述的透鏡參數(shù)和公差，并考慮360多種光學(xué)制造技術(shù)，以最低成本生成輸出最佳制造鏈。因此，PanDao可用于設(shè)計(jì)階段的成本影響分析以及供應(yīng)鏈管理的優(yōu)化，例如確定最佳供應(yīng)商。
(c) 最后，生產(chǎn)經(jīng)理們開(kāi)始利用現(xiàn)有配置的光學(xué)制造鏈，采用優(yōu)化后的批量規(guī)模和訓(xùn)練有素的操作人員來(lái)進(jìn)行高自動(dòng)化水平地光學(xué)系統(tǒng)生產(chǎn)。
傳統(tǒng)習(xí)慣上，光學(xué)設(shè)計(jì)師會(huì)與客戶就產(chǎn)品的“光學(xué)系統(tǒng)”進(jìn)行磋商，討論內(nèi)容包括規(guī)格、價(jià)格以及有關(guān)產(chǎn)品的制造、鍍膜、安裝和交付等問(wèn)題。
(c)最后，生產(chǎn)經(jīng)理們開(kāi)始利用現(xiàn)有配置的光學(xué)制造鏈，采用優(yōu)化后的批量規(guī)模和訓(xùn)練有素的操作人員來(lái)進(jìn)行高自動(dòng)化水平地光學(xué)系統(tǒng)生產(chǎn)。
傳統(tǒng)習(xí)慣上，光學(xué)設(shè)計(jì)師會(huì)與客戶就產(chǎn)品的“光學(xué)系統(tǒng)”進(jìn)行磋商，討論內(nèi)容包括規(guī)格、價(jià)格以及有關(guān)產(chǎn)品的制造、鍍膜、安裝和交付等問(wèn)題。
雖然光學(xué)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)最佳光學(xué)元件組合方面得到了軟件工具的有力幫助，但目前還沒(méi)有工具能夠幫助他們?cè)O(shè)計(jì)出生產(chǎn)所需的最佳制造流程。
若要在PanDao官網(wǎng)上進(jìn)行光學(xué)元件制造鏈優(yōu)化分析，就需在指定界面輸入元件的關(guān)鍵參數(shù)值及公差范圍。
(c)最后，生產(chǎn)經(jīng)理們開(kāi)始利用現(xiàn)有配置的光學(xué)制造鏈，采用優(yōu)化后的批量規(guī)模和訓(xùn)練有素的操作人員來(lái)進(jìn)行高自動(dòng)化水平地光學(xué)系統(tǒng)生產(chǎn)。
傳統(tǒng)習(xí)慣上，光學(xué)設(shè)計(jì)師會(huì)與客戶就產(chǎn)品的“光學(xué)系統(tǒng)”進(jìn)行磋商，討論內(nèi)容包括規(guī)格、價(jià)格以及有關(guān)產(chǎn)品的制造、鍍膜、安裝和交付等問(wèn)題。
雖然光學(xué)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)最佳光學(xué)元件組合方面得到了軟件工具的有力幫助，但目前還沒(méi)有工具能夠幫助他們?cè)O(shè)計(jì)出生產(chǎn)所需的最佳制造流程。
在瑞士的一個(gè)名為PanDao[1,2]的研究項(xiàng)目中，開(kāi)發(fā)了一種新型的軟件工具，可以將可生產(chǎn)性分析和制造鏈優(yōu)化集成到光學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中（見(jiàn)圖2b）。PanDao通過(guò)讀取ISO 10110標(biāo)準(zhǔn)中描述的透鏡參數(shù)和公差，并考慮360多種光學(xué)制造技術(shù)，以最低成本生成輸出最佳制造鏈。因此，PanDao可用于設(shè)計(jì)階段的成本影響分析以及供應(yīng)鏈管理的優(yōu)化，例如確定最佳供應(yīng)商。
