虚拟样机技术的发展及应用_席俊杰.pdf

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1、制造业自动化虚拟样机技术的发展及应用席俊杰1,2（1.郑州航空工业管理学院,郑州450015;2.中国矿业大学,北京100083）摘要：虚拟样机技术是一项复杂的系统工程。讨论了虚拟样机技术的内涵，分析了其对制造业的影响，研究了虚拟样机的关键技术：系统总体技术、建模技术、协同仿真技术及支撑环境技术，介绍了虚拟样机技术在国内外的发展和应用状况。关键词：虚拟样机技术；建模技术；协同仿真技术；支撑环境中图分类号：TP391.9文献标识码：A文章编号：1009-0134(2006)11-0019-03Developmen

2、tandapplicationofvirtualprototypingtechnologyXIJun-jie1,2（1.ZhengzhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,Zhengzhou450015,China;2.ChinaUniversityofMining&Technology,Beijing100083,China)Abstract:Virtualprototypingtechnologyisacomplexsystemengineering.Thi

3、spaperdiscussesthemeaningofvirtualprototypingtechnology,analysesitsinfluencetomanufacturingindustryandresearchesitskeytechnology:systemoveralltechnology,modelingtechnology,collaborativesimulationtechnologyandsupportingenvironment.Italsointroducesthedevelopme

4、ntandapplicationofvirtualprototypingtechnologyathomeandabroad.Keywords:virtualprototypingtechnology;modelingtechnology;collaborativesimulationtechnology;supportingenvironment0引言虚拟样机技术是1990年代随着计算机技术的发展而兴起的一项计算机辅助工程技术。虚拟样机技随着经济全球化的发展，产品的市场竞争日趋术是一种崭新的产品设计研发方法，是

5、一种用来代激烈，客户对产品多样化和个性化的要求愈加迫切。替真实的物理样机设计的基于产品的计算机仿真模市场竞争的核心是产品创新，产品创新主要体现在型的数字化设计方法。虚拟样机技术涉及机械、电对客户的响应速度和响应品质上。传统的物理样机子、计算机图形学、协同仿真技术、系统建模技术、设计流程在产品研发中已经越来越无法满足多变的、虚拟现实技术等多个领域、多项技术，其本质是以持续发展的市场需求，要想在市场竞争中获胜，缩计算机支持的仿真技术和生命周期建模技术为前提，短产品开发周期、快速响应市场，降低产品的生命以多体系统运动

6、学、动力学和控制理论为核心，借周期成本，提高产品质量成为企业追求的目标。在助计算机图形技术、交互式用户界面技术、并行工持续性发展战略下，为提高核心竞争力，制造企业程技术、信息技术和集成技术等，从外观、功能和必须解决其新产品的“T（上市时间）”、“Q（质量）”、空间关系上模拟真实产品，模拟在真实环境下系统“C（成本）”、“S（服务）”、“E（环境）”、“F（柔性）”的运动学和动力学特性并根据仿真结构优化系统，等难题。虚拟样机技术（VirtualPrototyping为物理样机的设计和制造提供参数依据。Techno

7、logy，简称VPT）正是在这种市场背景下产生的。2虚拟样机技术对制造业的影响本文研究了虚拟样机技术的内涵及其对制造业虚拟样机技术较之传统的物理样机技术是一种的影响、虚拟样机的关键技术及其工业应用。先进的制造技术，改变了传统的设计理念，对制造1虚拟样机技术的内涵业正产生着广泛深远的影响。收稿日期：2006-01-16基金项目：河南省教育厅自然科学研究项目（2006460020）作者简介：席俊杰（1966－），男，河南巩义人，郑州航空工业管理学院副教授，中国矿业大学（北京）博士研究生，主要从事制造业信息化，制造技

8、术研究。第28卷第11期2006-11【19】制造业自动化图1和图2分别给出了传统的物理样机设计流期的功能结构、工艺规划、可制造性、可装配性、可程和虚拟样机技术设计流程。测试性、可维修性以及可靠性等各方面的要求及相互关系，并不断优化设计方案，避免了串行设计中可能出现的干涉和反复，因为传统的串行设计不考虑各个子系统之间的动态交互与协同关系。传统的物理样机设计由于要考虑研制成本、周期等因素