虚拟制造技术与数字化工艺

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1、虚拟制造技术与数字化工艺

2、第1内容加载中...第1目前设计技术研究主要集中在详细设计阶段，CAD系统虽然提供了表示和操作复杂零件的方法，但是它不能表示概念设计阶段的信息。随着全球竞争的增加，为了缩短产品的上市时间，在八十年代相继提出了FMS（FexibleManufacturingSystem）、CIMS(puterIntegratedManufacturingSystem)、CE(ConturrentEngineering)等新的概念，对它们的研究与应用，提高了产品的质量和生产效率。随着网络和生产技术的发展，在九十年代提出了敏捷制造AM（AgileManufacturing）、精良

3、制造LM（LeanManufacturing）、分布式制造（DistributedManufacturing）和虚拟企业VE（VirtualEnterprise）等新的研究领域，在这种情况下，产生了虚拟制造VM（VirtualManufacturing）。虚拟制造建立了计算机化的制造活动这样一个关键概念，它概括了对真实制造世界的对象和活动的建模与仿真研究的各个方面。虚拟制造的基础是用计算机支持的技术对所有必要的制造活动进行彻底的建模与仿真，其中建立计算机化的工艺过程，即：数字化加工过程是虚拟制造研究的核心基础工作之一。本文详细地讨论了VM的定义、VM的流派、VM与其他相关技术的关系以

4、及VM在数字化工艺中的研究与应用。0、虚拟制造的定义在Laent)提供一个工具，特别是用于预测产品成本和控制功能。VM的基本目的是基于计算机模拟产品的开发环境，使得设计者在真正的加工之前就能够模拟地制造产品。这里的“产品开发”包括了与产品相关的所有活动，不仅包括技术上的和商业上的，而且包含了产品的设计和生产。但是，VM并不仿真所有的这些方面。例如，VM不仿真设计过程，但它支持设计过程。VM不模拟可靠性或质量工程，但是在许多情况下VM的仿真需要有到设计、可靠性、质量和其他信息的接口。VM是基于模型的制造，使用的工具反过来影响这些模型。最初始的工具是仿真，利用仿真可以降低制造成本，而且可

5、以检查真实空间和虚拟空间的许多参数。从全局的观点来讲，在一个IPPD环境下，通过在计算机中完成“制造”，VM提供了对部分或全部设计过程的评价方法。VM并不是单个的解决方案、结构或数据库，它是许多小的、相对独立的工具集合，这些工具都利用了建模和仿真技术。1、VM的流派VM的研究都与特定的应用环境和对象相联系，在VM的研究过程中，由于应用的不同要求，各有不同的侧重点，因此出现了三个不同的流派，它们是以设计为中心的VM、以生产为中心的VM和以控制为中心的VM。1.1以设计为中心的VM以设计为中心的VM是通过加制造信息到IPPD的过程和在计算机中进行“制造”，仿真多种制造方案和产生许多“软”

6、的模型。因此它的短期目标是：为了达到特殊的制造目的(例如为了装配进行设计、精良操作或柔性等)，VM用以制造为基础的仿真来优化产品的设计和生产过程。它的长期目标为：VM在不同的层次上用仿真过程来评估生产情况，并且反馈给设计和生产控制。1.2以生产为中心的VM以生产为中心的VM是通过加仿真能力到生产过程模型，达到方便和快捷地评价多种加工过程的目的。它的短期目标是：VM是基于生产的IPPD的转换，用以优化制造过程和物理层。它的长期目标是：为了实现新工艺和流程的更高的可信度，VM是增加生产仿真到其它集成和分析技术。1.3以控制为中心的VM以控制为中心的VM是通过增加仿真到控制模型和实际的生产

7、过程，来实现优化的真实仿真。1.4三类VM之间的关系虽然三种VM的定义不相同，但是它们都涉及到虚拟产品生命周期中不同的方面，因此，它们具有下面的特点：以设计为中心的VM为设计者提供了一个设计产品和评估可制造性的环境，它的结果包括产品建模、成本预测等，所以，在设计中的潜在问题能够被发现，同时它的一些指标(例如成本等)也能被预测。为了生产出合格的产品而不做实际的样品，以生产为中心的VM为工艺计划和生产计划的生成、工艺资源的要求以及对这些计划的评价提供了一个环境，它能够更精确地提供成本信息和产品的供给计划。通过提供仿真实际生产的能力，以控制为中心的VM为设计者提供了一个环境，用以评估新产品

8、或改进的设计以及与车间生产相关的活动，它为优化制造过程和提高制造系统提供了信息。第1第1