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虚拟制造技术的相关概念及其应用

更新日期:2007-07-21  作者:  来源:光学精密机械网(ChinaOptic.Com.Cn)收集整理


  由于计算机软硬件技术和网络技术的广泛应用,虚拟制造具有以下几个特点:
  (1)无须制造实物样机就可以预测产品性能,节约制造成本,缩短产品开发周期.
  (2)产品开发中可以及早发现问题,实现及时的反馈和更正.
  (3)以软件模拟形式进行产品开发.
  (4)企业管理模式基于Intranet或Internet,整个制造活动具有高度的并行性.

3 虚拟制造的种类

  广义的制造过程不仅包括了产品的设计加工、装配,还包含了对企业生产活动的组织与控制.从这个观点出发,可以把虚拟制造划分为三类:以设计为中心的虚拟制造、以生产为中心的虚拟制造和以控制为中心的虚拟制造.
3.1 以设计为中心的虚拟制造
  以设计为中心的虚拟制造强调以统一制造信息模型为基础,对数字化产品模型进行仿真与分析、优化,进行产品的结构性能、运动学、动力学、热力学方面的分析和可装配性分析,以获得对产品的设计评估与性能预测结果.
3.2 以生产为中心的虚拟制造
  以生产为中心的虚拟制造是在企业资源的约束条件下,对企业的生产过程进行仿真,对不同的加工过程及其组合进行优化.它对产品的“可生产性”进行分析与评价,对制造资源和环境进行优化组合,通过提供精确的生产成本信息对生产计划与调度进行合理化决策.
3.3 以控制为中心的虚拟制造
  以控制为中心的虚拟制造是将仿真技术引入控制模型,提供模拟实际生产过程的虚拟环境,使企业在考虑车间控制行为的基础上对制造过程进行优化控制.以上三种虚拟制造分别侧重于制造过程的不同方面.但它们都以计算机建模、仿真技术为一个重要的实现手段,通过对制造过程进行统一建模,用仿真支持设计过程、模拟制造过程,进行成本估算和生产调度. 字串1

4 虚拟制造的应用 字串6

  虚拟制造在工业发达国家,如美国、德国、日本等已得到了不同程度的研究和应用。在这一领域,美国处于国际研究的前沿.福特汽车公司和克莱斯勒汽车公司在新型汽车的开发中已经应用了虚拟制造技术,大大缩短了产品的发布时间。波音公司设计的777型大型客机是世界上首架以三维无纸化方式设计出的飞机.它的设计成功已经成为虚拟制造从理论研究转向实用化的一个里程碑.
  在我国,清华大学、北京航空航天大学、哈尔滨工业大学等科研教学单位也已经开展了这一领域的研究工作.当前我国虚拟制造应用的重点研究方向是基于我国国情,进行产品的三维虚拟设计、加工过程仿真和产品装配仿真,主要是研究如何生成可信度高的产品虚拟样机,在产品设计阶段能够以较高的置信度预测所设计产品的最终性能和可制造性.在对产品性能具有高科技含量要求的行业中,如航空航天、军事、精密机床、微电子等领域,随着研究的不断深入和相关技术的发展,虚拟制造必将得到日益广泛的应用.

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