虚拟制造技术的应用及发展

《虚拟制造技术的应用及发展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、虚拟制造技术及其国内应用现状摘要：本文简单介绍了虚拟制造技术的基本概念和分类方法，结合虚拟制造技术的经典应用实例分析了虚拟制造技术解决企业TQCS问题的优势和作用，详细阐述了虚拟制造技术在国内的应用现状和原因，并根据虚拟制造技术在国内的应用现状对其发展趋势做了简要概括。关键字：虚拟制造技术；TQCS；应用现状；发展趋势0前言装备制造业是我国的支柱产业之一。我国过去的制造业属于劳动密集型产业，现在着重发展的制造业是具有自主创新的高技术、高附加值的先进制造业，它迫切需要新技术、新工艺来提升其技术水平和能

2、级。1虚拟制造技术的概念虚拟制造技术能够结合众多核心技术，是多学科技术的系统集成。其关键技术主要包括建模技术、仿真技术、智能设计技术、可制造评价等。虚拟制造依靠建模与仿真技术来模拟制造、生产和装配过程，使设计者在计算机上模拟出产品的整个过程。建模与仿真是虚拟制造的基础，虚拟制造是建模与仿真的应用，它拓展了传统的建模与仿真，以其前瞻性、低成本和提升企业整体效率的优点为制造业的转型和发展发挥重要作用，如对生产过程的规划、设计、加工制造、生产自动化、过程优化、试验、检测、培训、销售、售后服务等生产过程全生

3、命周期都起着重要的作用，是先进制造技术与工业创意的综合体现和运用。虚拟制造是20世纪80年代提出的概念，但是“虚拟制造”一词在90年代才第一次突显出来，其部分原因来自美国国防部发起的虚拟制造项目。目前人们对于虚拟制造的定义大同小异，总的来说一般认为虚拟制造是指在计算机虚拟环境下，模拟产品和制造设备的现实运行环境，在实时和经验数据的支撑下，进行产品完整生命周期的一体化模拟仿真过程。虚拟制造广泛应用于产品设计、场地规划、生产决策、工艺流程、试验测试、装配指导、远程监控、调度指挥、技能培训、市场销售、售后

4、服务等制造业各个环节，在不消耗或少消耗实际生产资源的情况下实现最优结果，达到缩短周期，降低成本，提高效益的目的。图1虚拟制造技术在制造环节中的作用2虚拟制造的分类由于“虚拟”和“制造”的内涵理解有所不同，在1997年7月美国俄亥俄州举办的虚拟制造用户专题讨论会上，人们根据制造过程的侧重点不同，将虚拟制造分为三类，提出了“三个中心”的分类方法，即“以产品为中心的虚拟制造”、“以生产为中心的虚拟制造”、“以控制为中心的虚拟制造”。2.1以产品为中心的虚拟制造以产品为中心的虚拟制造的目的是优化产品和工艺设

5、计，将制造信息加入到产品设计与工艺设计过程中，在计算机中生成制造过程原型，对多种制造方案进行仿真，对数字化产品模型的性能、可制造性、可装配性、成本等进行分析，优化产品设计和工业设计，以期尽早发现产品设计及工艺过程存在的问题。2.2以生产为中心的虚拟制造以生产为中心的虚拟制造的重点是优化资源配置和生产，将仿真信息加入到生产计划模型中，以便快速便捷地评价多种生产计划，优化生产计划和制造环境的配置。主要是根据企业现有资源对不同的加工过程进行评估优化，决定合理的生产组织方式，并将生产、销售、售后服务进行虚拟

6、化，以提高整体效能。2.3以控制为中心的虚拟制造以控制为中心的虚拟制造着眼于优化车间控制，将仿真能力加入到设备控制模型中，提供实际生产过程中的虚拟环境，使企业在考虑车间的控制行为的基础上对控制过程进行优化控制，并在此基础上实现虚实联动的虚拟培训、生产监控和调度、远程诊断等服务功能。1虚拟制造技术的优势和作用如今，在经济全球化、信息化和贸易自由化的形势下，制造业的经营战略发生了很大变化，企业先是追求规模效益，后来则更加重视降低生产成本，继而以提高产品质量为主要目标。尤其是在金融危机之后，全球市场的特征

7、由过去的相对稳定逐步变为动态多变，全球范围内的竞争和跨行业之间的相互渗透日益增强。现代制造企业早就提出了要解决TQCS（time，quality，cost，service）问题，而虚拟制造技术可以在解决该问题中发挥重要作用。1）缩短产品开发周期。传统制造遵循设计、试制、修改设计、规模化大生产的串行式结构，只有在试制出样品后才进行产品信息反馈，决定是否要修改设计。而在虚拟制造中，并不需要制造样机，可以随时在设计过程中检验模型的可制造性和可装配性，及时修改，信息反馈更为及时。2）提高产品质量。虚拟制造过

8、程通过对多种制造方案进行仿真，优化产品设计和工艺设计，可弥补传统制造业靠经验决定加工方案的不足，提高产品质量。3）低资源消耗。由于虚拟制造在计算机中进行，并不消耗实际生产所需的物理材料，可减少材料浪费和设配损耗。4）提高企业柔性生产能力，增强企业决策准确性。决策者可以在虚拟制造中了解产品性能、制造成本、生产进度、订单、库存、物流等动态信息，有助于决策者把我利润与风险之间的平衡，从而准确的进行生产决策，把握订单交期，提升服务质量。应用实例事实上，虚拟制造技术已经开始应用