先进设计与制造技术课程论文-虚拟制造技术

先进设计与制造技术课程论文-虚拟制造技术内容摘要：

技术己经在国外有所应用，它对制造业和企业的发展都将会产生深远的影响。 虚拟制造技术对制造业的作用 虚拟制造技术对制造业的重大作用主要表现为 : (1)虚拟制造作为一种哲理、一种制造策略为制造业的发展指明了方向。 (2)运用软件对制造系统中的五大要素 (人、组织管理、物流、信息流、能量流 )进行全面仿真，使之达到了前所未有的高度集成化与优化，达到“快、好、省”的目的，为先进制造技术的进一步发展提供了更广大的空间，同时也推动了相关技术的不断发展和进步。 (3)可加深人们对生产过程和制造系统的认识与理解，有利于对其进行理论升华，更好的指导实际生产，既对生产过程、制造系统整体进行优化配置，推动生产力的发展。 虚拟制造技术对企业的作用 虚拟制造技术对企业的作用主要表现为 : (1)通过分析设计的可制造性，虚拟制造可以提高产品设计质量、减少设计缺陷、优化产品性能 :通过提高工艺规划和加工过程的合 理性，以及利用有效的工具和加工方法来支持生产，虚拟制造可以大大提高产品的质量和质量的稳定性。 通过在虚拟状态下设计、制造、测试和分析产品，虚拟制造可极大的增强企业的创新能力。 (2)采用虚拟生产方式，使企业不再需要投入大量的设备和仪器，从而避免了不必要的设备闲置，可充分利用其他企业的先进设备和仪器进行生产，能很好的解决一些中小企业的难题。 此外，通过虚拟企业的概念以及具体的实践组成的快速响应部队，能在商战中为企业把握机遇和带来优势。 (3)提高企业自我调节、自我完善、自我改造和自我发展的能力，基于虚拟制造系统实 现多集成，企业在复杂多变的竞争环境下，通过不断调整组织结构，优化运营过程，合理配置人、财、物资源、革新技术和提高人员素质等，以便为企业提供系统的方法和途径，从而提高企业自我调节、自我完善、自我改造和自我发展的能力。 虚拟制造技术 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 6 第二章 虚拟制造技术的研究与应用 虚拟制造技术的研究内容 虚拟制造技术的研究内容是极为广泛的，除了虚拟现实技术涉及的共同性技 术外，虚拟制造领域本身的主要研究内容有 :虚拟制造的理论体系。 设计信息和 生产过程的三维可视化。 虚拟环境下系统全局最优决策理论和技术。 虚拟制造系 统的开放式体系结构。 虚拟产品的装配仿真。 虚拟环境中及虚拟制造过程中的人机协同作业等。 虚拟制造 技术 的相关技术和支持 虚拟制造系统是各制造功能的虚拟集成，其关键技术主要包括 :虚拟环境下的产品主模型技术 ： 主模型是一个核心，能以此为中心通向设训一、制造和生产管理等各个环节并为其提供服务。 主模型具有统一的数据结构和分布式数据管理系统，它是一个可视化的数宇产品模型，具有所代表的对象所具有的各种性能和特征，并能并行地处理设计分析、加工制造、生产组织与调度等各种生产环节所而临的诸多问题。 综合可视化技术 ： 主要包括计算机可视化技术、虚拟现实技术、多媒体技术和仿真技术。 现实制造系统与虚拟制造系统之间的映射，虚拟设备、虚拟 传感器、虚拟单元、虚拟生产线、虚拟车间和虚拟工厂的建立，以及各种虚拟设备的重用性和重组技术。 虚拟制造系统集成开发平台的体系结构、构件库及用户开发环境。 虚拟环境下分布式并行处理的分布式智能协同求解模型。 虚拟公司的组织、调度及控制策略与技术。 虚拟制造技术是多学科综合的系统技术，需要研究开发相应的硬件集成系统与软件，就软件技术而言，相关的研究支持如下： 可视化：真实、直观地再现主观产品与客观制造过程。 基本环境：增强可视化和其它虚拟制造功能的集成系统平台。 信息描述：表达各种信息，包括数据、知识和模型的统一的方法、语义、语法。 中介模型：构造、定义、开发对过程易于中断介入的模型。 基层集成组织结构：硬件与软件的基层组织结构。 仿真模型：在训一算机系统中设训一的真实系统模型。 应用方法：产品多样性与过程动态性的共同特征的抽象提取。 制造特征：各种材料在虚拟制造环境中的变化过程。 虚拟制造系统评价 :可制造性、工艺性、可靠性、经济性、质量、工期等等。 虚拟制造技术 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 7 虚拟制造 技术 的研究与应用 由于虚拟制造的广阔前景，美国、欧 洲及日本等国纷纷开始对其进行研究，并在虚拟原型系统开发、虚拟环境构筑、虚拟装配等方面取得了一系列的成果。 除了实验室的研究工作外，虚拟制造在工业上，尤其是汽车、飞机、军工等领域也得到有效应用并取得明显收益。 国外的研究与应用 美国国家标准及技术局 NIST 主要研究工程设计测试床的创建及制造工程工具软件包，提供了开放式虚拟现实测试床 (OVRT)和国家先进制造测试床 (NAMT)。 美国 Michigan大学虚拟现实实验室主要研究如何从 CAD/CAM数据库中快速构筑虚拟原型以及原型的行为功能建模。 美国华盛顿大学在 Pro/Engineer等 CAD/CAM系统上开发了面向设计和制造的虚拟环境 VEDAM，建立起包含整个车间机床模型的虚拟环境。 美国波音飞机公司采用虚拟样机技术在计算机上建立了波音的最终模型，整机开发、部件测试、整机装配等虚拟开发活动以及在各种条件下的试飞都是在计算机中完成的，开发周期从过去的 8年缩短到 5年。 英国的 Bath大学用 Svlis建模软件的虚拟制造系统，为用户提供具有机床、成套刀具 、机器人等虚拟设备的 3维虚拟车间环境。 英国 HerriotWatt大学的虚拟制造研究组主要从事与虚拟装配有关的一系列研究工作，为各种工业应用提供虚拟现实工具，并提出基于虚拟现实的装配规划系统，并使用浸人式虚拟环境完成电缆套索的设计与定位。 德国宝马汽车公司为车门装配设计的虚拟装配系统能识别语音输入完成相应操作，并能对干涉碰撞发声报警。 在日本，以大阪大学为中心的研究开发力量主要进行虚拟制造系统的建模和仿真技术研究，并开发出了虚拟工厂的构造环境 VirtualWorks。 国内的研究与应用 在我国，由 于受三维建模技术、仿真技术等因素的约束，对虚拟制造的研究起步较晚，但近几年发展迅速，一批科研院校和研究所纷纷加入到虚拟制造的研究队伍中来。 国内最早的虚拟制造研究机构之一的清华大学 CIMS工程研究中心虚拟制造研究室在综合目前国内外关于虚拟制造的研究成果的基础上，提出。