現代虛擬製造技術及應用前景分析

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現代虛擬製造技術及應用前景分析
現代虛擬製造技術及應用前景分析

【摘 要】市場化、信息化是一個現代企業發展的必然趨勢,文章結合虛擬製造等新的製造技術的發展趨勢,探討了現代製造業要實現市場化就必須走信息化道路以及目前存在的困難和解決方案。
  【關鍵詞】信息化;虛擬製造;虛擬企業

   爲把我國建成不僅是新的世界製造中心,而且是廣泛應用先進技術的製造強國,國家對製造企業提出了宏偉目標,即要求國內骨幹企業儘快着手信息化工作, 2010年到2015年大中型企業要達到國際先進的信息化製造水平。實際上,信息化不僅是政策的約束,更是市場的驅使,隨着市場經濟全球化的進程,信息化製造將成爲現代製造企業追求的重要目標之一。
   一、信息化製造與虛擬技術
  什麼纔是信息化製造?信息化製造是以虛擬製造和大規模定製生產爲標準的,只有基本上實現了從產品設計、開發、生產製造和流通以至產品全生命週期的信息化,纔算真正完成信息化工作,在此基礎上的先進製造模式和信息化內容才能叫做信息化製造。
   隨着計算機、自動化及網絡技術在製造系統中的應用,信息技術對製造技術發展的作用目前已佔到第一位。產品製造過程中的信息投入,己成爲決定產品成本的主要因素。信息技術使現代製造的技術含量提高,使傳統制造技術發生質的變化。信息技術也促進着設計技術的現代化,加工製造的精密化、快速化,自動化技術的柔性化、智能化,整個製造過程的網絡化、全球化。
  製造業要在競爭激烈的全球市場求得生存與發展,必須能夠更好地滿足市場所提出的TQCS要求,即要以最短的產品開發週期(Time)、最優質的產品質量(Quality)、最低廉的製造成本(Cost)和最好的技術支持與售後服務(Service)來贏得市場與用戶。爲了提高競爭能力,企業應當能夠對市場需求的變化做出快速敏捷的反應,並及時地對自身的生產做出合理的調整與重新規劃。面對不可預測、持續發展、快速多變的市場需求,企業的生產活動必須具有高度的柔性。計算機軟硬件技術及網絡技術的迅速發展爲實現這一目標提供了強有力的支持。
  基於這些因素,概念設計、並行工程、智能製造、敏捷製造等多種有關先進製造技術的新思想、新概念相繼誕生。虛擬製造(VirtualManufacture)就是其中之一,它代表了一種全新的製造體系和模式。在虛擬製造中,產品開發是基於數字化的虛擬產品開發VPD方式(VirtualProductDevelopment),以用戶的需求爲第一驅動,並將用戶需求轉化爲最終產品的各種功能特徵。VPD保證了產品開發的效率和質量,提高了企業的快速響應和市場開拓能力。
  虛擬技術在先進製造技術中的應用主要包括虛擬製造和虛擬企業兩個部分。
  1.虛擬製造(VM)是在產品設計階段實時地、並行地模擬產品未來製造全過程及其對產品設計的影響,預測產品性能、產品的可製造性、產品的成本等,從而更有效地、柔性靈活地組織生產,並使新產品開發一次獲得成功,目的是儘量降低產品的成本,縮短產品的開發週期,提高產品的質量和壽命,快速有效地響應瞬息萬變的市場。
  虛擬製造實際上是一種計算機科學技術,以信息技術、仿真技術、虛擬現實技術爲支柱,在產品設計或製造系統的物理實現之前,就能使人體會到或感覺到未來產品的性能或者製造系統的狀態,從而可以做出前瞻性的決策與優化實施方案。從本質上講虛擬製造技術是對真實製造過程的動態模擬、仿真,是在計算機上製造數字化產品,經過模擬仿真對產品外形設計、佈局設計、加工及裝配過程達到優化產品的設計及工藝過程、優化製造環境配置和生產供給計劃、優化製造過程並改進製造系統的目的,用來改善各個層次的決策和控制。虛擬製造從根本上改變了設計、試製、修改設計、規模生產的傳統制造模式。在產品真正製出之前,在虛擬製造環境中生成軟產品原型代替傳統的硬樣品進行試驗,對其性能和可製造性進行預測和評價,從而縮短產品的設計與製造週期,降低產品的開發成本,提高系統快速響應市場變化的'能力。