先進(jìn)制造技術(shù)論文 虛擬制造技術(shù)

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1、先進(jìn)制造技術(shù)論文虛擬制造技術(shù)研究生學(xué)號專業(yè)名稱農(nóng)業(yè)機(jī)械化指導(dǎo)教師所在學(xué)院機(jī)械電氣工程學(xué)院中國·新疆·石河子2013年12月7虛擬制造技術(shù)摘要:闡述了虛擬制造產(chǎn)生的背景及定義，介紹了虛擬制造的特點(diǎn)，技術(shù)體系及應(yīng)用，并對其發(fā)展前景作了展望和探討。關(guān)鍵詞:先進(jìn)制造技術(shù)數(shù)字化模型信息化21世紀(jì)以來，制造業(yè)在全球市場中的競爭日趨激烈，為了適應(yīng)快速變化的市場環(huán)境，各種先進(jìn)的制造模式相繼產(chǎn)生，企業(yè)的柔性與快速響應(yīng)市場的能力成為競爭實(shí)力的重要標(biāo)志。優(yōu)秀的企業(yè)必須能夠更好地滿足T、Q、C、S要求，即要以最短的產(chǎn)品開發(fā)周期(Time)，最優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品質(zhì)量（Qu

2、ality），最低廉的制造成本（Cost）和最好的技術(shù)支持與售后服務(wù)（Service）來贏得市場與用戶。為了提高競爭能力，企業(yè)應(yīng)當(dāng)能夠?qū)κ袌鲂枨蟮淖兓鞒隹焖倜艚莸姆磻?yīng)，并及時(shí)地對自身的生產(chǎn)作出合理的調(diào)整與重新規(guī)劃。計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)提供了強(qiáng)有力的支持?；谶@些因素，90年代中有許多新概念、新觀點(diǎn)應(yīng)運(yùn)而生，虛擬制造技術(shù)（VirtualManufacturingTechnologyVMT）就是其中之一，它代表了一種全新的制造體系和模式。在虛擬制造中，產(chǎn)品開發(fā)是基于數(shù)字化的虛擬產(chǎn)品開發(fā)方式，以用戶的需求為第一驅(qū)

3、動(dòng)，并將用戶需求轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)品的各種功能特征，虛擬制造保證了產(chǎn)品開發(fā)的效率和質(zhì)量，提高了企業(yè)的快速響應(yīng)和市場開拓能力，以用戶的需求為第一驅(qū)動(dòng)，并將用戶需求轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)品的各種功能特征。保證了產(chǎn)品開發(fā)的效率和質(zhì)量，提高了企業(yè)的快速響應(yīng)和市場開拓能力。1定義及特點(diǎn)1.1定義虛擬制造(VM)是一個(gè)全新的概念，是由多學(xué)科先進(jìn)知識形成的綜合系統(tǒng)技術(shù)。佛羅里達(dá)大學(xué)GloriaJ7Wiens:虛擬制造是這樣一個(gè)概念，即與實(shí)際一樣在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行制造過程，其中虛擬模型是在實(shí)際制造之前，用于對產(chǎn)品的功能和可制造性的潛在問題進(jìn)行預(yù)測。美國空軍Wright實(shí)驗(yàn)室

4、:虛擬制造是仿真、建模和分析技術(shù)及工具的綜合應(yīng)用，以增強(qiáng)各層制造設(shè)計(jì)和生產(chǎn)決策與控制。在LawrenceAssociates的VirtualManufacturingUserWorkshop報(bào)告中，虛擬制造被定義為：它是一個(gè)集成的、綜合的可運(yùn)行制造環(huán)境，用來提高各個(gè)層次的決策和控制。各部分的語義說明如下：綜合：指真實(shí)的和仿真的對象、活動(dòng)和過程的混合狀態(tài)。環(huán)境：通過協(xié)同地提供分析工具、仿真工具、應(yīng)用工具、控制工具、模型（產(chǎn)品、過程和資源）、設(shè)備以及組織方法的集合，用以支持構(gòu)造和使用分布式制造仿真。運(yùn)行：用環(huán)境來構(gòu)造和操作特定的制造仿真。提高

5、：增加它的精度和可靠性。層次：是指從產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)到回收利用、從車間到執(zhí)行位置、從物質(zhì)的轉(zhuǎn)換到信息的傳遞等各個(gè)方面。決策：是指改變（可視化、組織、定義和選擇）后的影響?？刂疲侯A(yù)測效果的真實(shí)性。虛擬制造必須與特定用戶的要求相聯(lián)系，因此，虛擬制造不可能只有一種定義，對于每一個(gè)人來說，虛擬制造并不是完全相同的，所以需要了解它與其他相關(guān)概念的區(qū)別。因此，為了更好地解釋虛擬制造，下面對虛擬制造的內(nèi)涵進(jìn)行說明：通過基于建模的途徑和利用仿真，虛擬制造主要是為了提高加工過程的質(zhì)量。虛擬制造最重要的作用是為實(shí)施綜合產(chǎn)品和過程研制（IntegratedPro

6、ductProcessDevelopment，IPPD）提供了一個(gè)工具，特別是用于預(yù)測產(chǎn)品成本和控制功能。虛擬制造的基本目的是基于計(jì)算機(jī)模擬產(chǎn)品的開發(fā)環(huán)境，使得設(shè)計(jì)者在真正的加工之前就能夠模擬地制造產(chǎn)品。這里的“產(chǎn)品開發(fā)”包括了與產(chǎn)品相關(guān)的所有活動(dòng)，不僅包括技術(shù)上的和商業(yè)上的，而且包含了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。虛擬制造是基于模型的制造，使用的工具反過來影響這些模型。最初始的工具是仿真，利用仿真可以降低制造成本，而且可以檢查真實(shí)空間和虛擬空間的許多參數(shù)。從全局的觀點(diǎn)來講，在IPPD環(huán)境下，通過在計(jì)算機(jī)中完成"制造"，虛擬制造提供了對部分或全部設(shè)計(jì)

7、過程的評價(jià)方法。虛擬制造不是孤立的解決方案、結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)庫，它是許多小的、相對獨(dú)立的工具集合，這些工具都利用了建模和仿真技術(shù)。綜合來看，7虛擬制造涉及到多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，是對這些領(lǐng)域知識的綜合集成與應(yīng)用。計(jì)算機(jī)仿真、建模和優(yōu)化技術(shù)是虛擬制造的核心與關(guān)鍵技術(shù)。可以認(rèn)為，虛擬制造是對制造過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、加工、裝配，乃至企業(yè)的生產(chǎn)組織管理與調(diào)度進(jìn)行統(tǒng)一建模，形成一個(gè)可運(yùn)行的虛擬制造環(huán)境，以軟件技術(shù)為支撐，借助于高性能的硬件，在計(jì)算機(jī)局域和廣域網(wǎng)絡(luò)上，生成數(shù)字化產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、性能分析、工藝決策、制造裝配和質(zhì)量檢驗(yàn)。1.2特點(diǎn)由于

8、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，虛擬制造具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）無須制造實(shí)物樣機(jī)就可以預(yù)測產(chǎn)品性能，節(jié)約制造成本，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。（2）虛擬制造實(shí)現(xiàn)實(shí)際制造中的本質(zhì)過程，產(chǎn)品開發(fā)中可以