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新型机电产品开发中虚拟制造技术的应用

更新日期:2007-07-17  作者:  来源:光学精密机械网(ChinaOptic.Com.Cn)收集整理

    随着科学技术的快速发展,消费者对机电产品除了必须满足其基本要求外,还对质量和外观造型有愈来愈高的期望。这就要求企业的开发人员根据市场需求,迅速地设计多品种、多规格的新产品。为适应快速变化的市场发展,在20世纪80年代末期出现一种新的先进制造技术-虚拟制造技术。 

    机电产品的传统开发模式是一种线形阶段模式,产品开发过程是顺序过程,在设计早期不能全面地预见产品的可制造性、可装配性和质量可靠性、用户满意度等多种因素,从设计到样机制作需要反复修改完善,使产品开发的周期长、成本高,质量也难以达到最优。随着社会的不断进步和科学技术的快速发展,人们对机电产品的要求已不再停留在可用的基础上,而是逐渐进入个性化的消费阶段。产品既要好用,外观造型、颜色等又要符合消费者个人的审美情趣,这就要求企业的开发人员根据市场的需求,很快地设计多品种、多规格、小批量的新产品,供消费者作多向选择。传统串行的设计与制造技术难以适应快速变化的市场要求,为解决制造业面临的问题,在20世纪80年代末期出现了一种新的先进制造技术-虚拟制造技术。

    虚拟制造(Virtual Manufacturing)是虚拟现实(Virtual Reality)技术在制造业中的应用。它利用信息技术、仿真技术、计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真。虚拟制造技术应用於产品开发中,称为虚拟产品开发。现有的CAD/CAPP/CAM/CAE、ERP、PDM、SCM、CRM等制造系统模块,主要针对产品全生命周期某些阶段的解决方案,难以支持企业作为一个整体来获得更高的效率及更强的创新力,以及满足客户的多样化需求;而产品全生命周期管理系统(Product Lifecycle Management System,PLMS)提供了强有力的信息协同平臺,将上述独立的子系统结合在一起,支持产品的创新设计与企业业务过程的协同运作。

    PLMS的核心技术-面向产品全生命周期的虚拟产品开发,其内涵为:在产品设计阶段,充分考虑产品的性能要求、制造过程成本和市场销售等产品全生命周期(从需求分析、产品概念设计到产品报废)的所有因素,在计算机上实时、并行地动态模拟产品的几何建模、工艺设计、制造过程、生产管理、质量控制、应用维护等一系列活动。虚拟制造不会消耗现实资源和能量,所进行的制造过程是虚拟的,所生产的产品也是虚拟的,因而可以减少产品的投资风险,而且采用并行工程能更有效、更经济、更灵活地组织生产,以达到新产品的开发周期最短、成本最低、设计质量最优的目的。

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