虚拟制造技术在电子工业中的应用

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虚拟制造技术的应用

虚拟制造技术
6. 计算机辅助工艺设计 CAPP系统能够完成工艺过程设计、工艺文件管理、信息集成等工艺设计,是一个将产品数据转化成面向制造的指令性数据的重要环节,起到承上(产品设计)启下(加工制造与管理)、连接CAD与CAM 的作用。CAPP系统的设计方法很多,典型的有基于专家系统的工具型CAPP系统、基于产品数据管理(Product Data Management,PDM)的集成化CAPP系统及基于AI的智能化CAPP系统等。这些CAPP系统已经在航天、汽车、电子等行业得到广泛应用。但由于 CAPP针对的是典型的跨学科的复杂问题,而工艺设计是一门经验性与技巧性很强的学科,因此 CAPP很难实用化和通用化。
1. 虚拟建模虚拟建模是虚拟制造系统的核心,主要内容是根据产品的设计尺寸,建立三维几何模型, 它是虚拟制造的基础工作,并为其他设计、分析提供产品的数据源。虚拟建模可以通过 CAD软件实现,常用的CAD 软件包括UG、SolidEdge动力学分析运动学分析的目的是通过考察各零部件的相对运动状态,检验机构是否发生干涉并考察和评价系统的速度和加速度特征。动力学分析的目的是考察发射装置在发射导弹过程中,机构的运动参数和受力情况等能否满足设计要求。将运动部件在CAD系统中进行简化后导入动力学分析(MMS)软件中,根据零件材料对实体模型赋予密度、惯性力矩等参数,并根据发射装置的机构运动原理对模型施加约束、载荷、接触等作用。最后通过对虚拟样机的仿真得出导弹的分离参数、发射装置主要承力件的受力值、发射装置机构运动时序等重要参数,可以用来生成柔性体有限元分析的外部载荷。常用的 MMS 软件有MSC.ADAMS、DADS、SIMPACK 等。
先进制造技术
虚拟制造技术
1.1 虚拟制造技术的应用情况

制造系统建模与仿真在工业工程中的应用

制造系统建模与仿真在工业工程中的应用摘要：建模与仿真技术是21世纪信息技术和制造技术结合的桥梁，是使企业产生最大经济效益的核心技术，也是21世纪制造业的一项关键支撑技术。

本文阐述了仿真技术在制造业的地位和作用，总结建模与仿真技术的特点，给出了制造业建模与仿真技术的方展方向。

关键词：制造系统建模仿真仿真应用系统建模与仿真技术是以相似原理、模型理论、系统技术、信息技术以及建模与仿真应用领域的有关专业技术为基础，以计算机系统、与应用相关的物理效应设备及仿真器为工具，利用模型参与已有或设想的系统进行研究、分析、设计、加工生产、试验、运行、评估、维护、和报废(全生命周期)活动的一门多学科的综合性技术1制造业建模与仿真技术的地位制造业是国民经济和社会发展的物质基础，是国家综合国力的重要体现；21世纪的制造业仍然是国家经济和国防建设的命脉，也是国家经济实现快速增长的重要因素。

制造业是所有与制造有关的企业机构的总体，是国民经济的支柱产业，它一方面创造价值，生产物质财富和新的知识，另一方面为国民经济各个部门包括国防和科学技术的进步与发展提供先进的手段和装备。

现代制造的基本特点是大制造和全过程。

“大制造”应包括光机电产品的制造、工业流程制造、材料制备等，它是一种广义制造概念。

“全过程”，不仅包括从毛坯到成品的加工制造过程，还包括产品的市场信息分析，产品决策，产品的设计、加工和制造过程，产品的销售和售后服务，报废产品的处理和回收，以至产品的全寿命过程的设计、制造和管理。

由于国内外市场竞争的加剧，科学技术发展迅速，产品更新换代速度加快及人们对产品多样化的需求增加，先后出现了柔性制造，计算机集成制造、并行工程、虚拟制造、敏捷制造、网络化制造、现代集成制造、下一代制造、综合制造等新的先进制造理念和哲理。

但是，从整体来看，制造业的发展离不开先进的信息与知识技术、全面的建模与仿真技术、精密的工艺与装备技术和高效的企业集成技术共四大关键技术。

现代虚拟制造技术及应用

现代虚拟制造技术及应用现代虚拟制造技术是指利用虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、计算机仿真技术等，模拟和预测产品设计、生产和运营过程的一种制造技术。

它通过数字化、模拟化和仿真化的手段，将真实制造环境转化为虚拟的数字世界，实现产品的全生命周期管理和优化。

虚拟制造技术在产品设计阶段的应用：1. 产品设计：传统产品设计往往需要制造出多个样品进行试制和测试，而虚拟制造技术可以在计算机中进行三维设计和仿真分析，减少了物理样品制造的成本和时间，同时避免了一些物理试制无法表现出的问题。

2. 产品装配：虚拟装配可以将产品的各个零部件进行虚拟的装配，模拟真实的装配过程，分析和优化装配工艺、方法和工作环境，提高装配质量和效率。

3. 故障分析：利用虚拟制造技术可以将产品的工作状态进行虚拟仿真，模拟和分析产品的故障情况，帮助设计人员找到并修复潜在的故障问题，提高产品的可靠性和使用寿命。

虚拟制造技术在生产制造阶段的应用：1. 数字化工厂：虚拟制造技术可以将整个工厂的设备、物料和人员进行虚拟建模，对生产线进行仿真和优化，降低生产成本、提高生产效率。

2. 生产过程仿真：利用虚拟制造技术可以对生产过程进行虚拟仿真和优化，预测生产能力、排程、物料流动和生产质量等，提高生产计划的准确性和制造执行能力。

3. 操作培训：虚拟制造技术可以打造虚拟现实的生产环境，用于对生产操作人员进行培训，提高其操作技能和遵循生产流程的能力。

虚拟制造技术在产品服务和维护阶段的应用：1. 服务支持：虚拟制造技术可以将产品的维修和保养过程进行虚拟模拟，帮助服务人员更快速地定位问题和解决故障，提高产品的可维护性和服务效率。

2. 远程支持：通过虚拟现实技术，远程支持人员可以在实际操作中提供在线指导，帮助用户解决问题，解决产品使用过程中的疑难问题，节约服务成本和时间。

总之，虚拟制造技术的应用范围非常广泛，从产品设计到生产制造再到售后服务，都可以利用虚拟制造技术进行模拟和优化，提高产品的设计质量、生产效率和服务水平。

虚拟制造技术及其在生产制造上的应用

虚拟制造技术及其在生产制造上的应用3周金玲(潍坊学院,山东　潍坊　261061)摘　要:虚拟制造技术是近几年出现的先进制造技术之一,是企业以信息集成为基础的一种新的制造技术。

本文对虚拟制造技术进行了概述,介绍了虚拟制造技术在生产制造上的应用以及其应用前景。

关键词:信息技术;虚拟制造;仿真技术中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1671-4288(2008)02-0065-021　前言随着计算机、自动化及网络技术在制造系统中的应用,信息技术对制造技术发展的作用越来越大。

产品制造过程中的信息投入,己成为决定产品成本的主要因素。

信息技术使现代制造的技术含量提高,使传统制造技术发生质的变化。

信息技术也促进着设计技术的现代化,加工制造的精密化、快速化,自动化技术的柔性化、智能化,整个制造过程的网络化、全球化。

80年代初,先进制造技术以信息集成为核心的计算机集成制造系统(C I M S :Computer I ntegr a ted Manufacturing Syste m )开始得到实施;80年代末,以过程集成为核心的并行工程(CE:Cocur 2rent Engineering )技术进一步提高了制造水平;进入90年代,先进制造技术进一步向更高水平发展,出现了虚拟制造(V M:V irtual Manufac turing)、精益生产(LP:Lean Pr oducti on )、敏捷制造(A M:Agile Man 2uf acturing )、虚拟企业(VE:V irtual Ente r prise )等新概念。

在这些诸多新概念中,“虚拟制造”引起了人们的广泛关注,成为研究的热点之一。

2　虚似制造技术虚拟制造实际上是一种计算机科学技术,以信息技术、仿真技术、虚拟现实技术为支柱,在产品设计或制造系统的物理实现之前,就能使人体会到或感觉到未来产品的性能或者制造系统的状态,从而可以做出前瞻性的决策与优化实施方案。

数字化制造环境下的虚拟制造技术研究

数字化制造环境下的虚拟制造技术研究在数字化制造的时代，虚拟制造技术成为一种重要的先进制造技术，其可以在数字模拟环境下进行产品的设计、制造和测试，大大缩短了产品研发周期和开发成本，提高了制造的精度，为抢占制造业发展先机提供了关键支持。

本文将阐述数字化制造环境下虚拟制造技术的研究现状与应用前景。

一、虚拟制造技术的概念虚拟制造技术是一种基于计算机技术和模拟技术的新型制造技术。

它通过计算机模拟装配、加工、测试等工艺过程，利用数字化信息技术、虚拟现实技术、智能化制造技术等理论和方法，建立数字化模型和仿真模型，从而实现了产品的设计、制造、测试和优化等环节的数字化化和自动化。

二、虚拟制造技术的研究现状目前，虚拟制造技术已经成为制造业发展中的研究热点。

国内外许多研究机构和企业都投入了大量的人力物力进行虚拟制造技术的研究与开发。

例如，工业和信息化部、中国科学院等单位开展了“数字化制造重大专项”等项目，从而加速了虚拟制造技术的研究与应用。

虚拟制造技术主要包括虚拟加工、虚拟装配、虚拟测试和虚拟维修等方面。

1、虚拟加工技术虚拟加工技术是利用计算机模拟实际加工过程的过程技术，为产品决策提供数据支持。

虚拟加工技术包含了虚拟数控加工、虚拟机床和多质点碾压等方面，可以有效提高制造效率，缩短工艺研究周期和减少产品制造成本。

2、虚拟装配技术虚拟装配技术可以对产品进行数字化模拟装配，从而提高产品装配的精度和装配速度，优化了产品结构与性能，减少了维护成本。

它可以通过数字化专业软件对工程部件及完整产品进行3D建模，根据装配顺序和模型之间约束条件，实现单机和多机间的装配。

3、虚拟测试技术虚拟测试技术是通过计算机仿真技术，在数字模拟环境下对产品进行开发测试，从而减少实物原型的制作和实物实验的试验成本和试验周期。

它包括了力学与动力学仿真测试、流体仿真测试、光学测试等方面。

4、虚拟维修技术虚拟维修技术是一种基于虚拟现实技术的虚拟维修培训技术，可以对产品进行三维动态仿真，进行动态演示，提高了生产力与产品质量。

虚拟制造及其关键技术

虚拟制造及其关键技术虚拟制造是指利用计算机技术和虚拟现实技术开展产品设计、生产制造和工艺优化等工作的一种集成虚拟化技术。

它通过模拟和仿真技术，实现了从产品设计到生产制造的全过程数字化，将设计、工艺制造和产品质量等因素纳入统一的虚拟环境进行集成，是实现智能制造的重要手段。

虚拟制造的核心技术是虚拟现实技术，在实现产品设计、工艺规划、生产过程模拟等方面发挥了重要作用。

虚拟现实技术通过利用计算机图形学、机器视觉、模型重建等技术，将现实中的物体、场景以虚拟的方式呈现出来，使用户能够与虚拟环境进行交互，获得更加直观、真实的感觉。

虚拟制造的关键技术还包括工艺规划和模拟、数字化加工和装配等。

工艺规划和模拟技术利用计算机辅助设计、虚拟现实技术等手段，模拟和优化产品的生产工艺过程，减少资源消耗和生产时间，提高生产效率和产品质量。

数字化加工技术是指利用数控机床等设备进行数字化加工，将设计数据直接转换成制造过程中所需的指令，实现高效、精确的加工。

数字化装配技术则是利用虚拟现实技术对产品进行虚拟组装，检测产品在装配过程中的合理性和可行性，提高装配效率和产品质量。

虚拟制造的应用领域非常广泛，包括航空航天、汽车制造、机器制造、电子信息等各个行业。

在航空航天领域，虚拟制造可以帮助设计师和工程师们对飞机进行全面的仿真和模拟，包括外形设计、结构强度分析、机载设备布局等方面。

在汽车制造领域，虚拟制造可以对整个汽车生产过程进行优化和模拟，包括车身焊接、喷涂、总装等方面。

在机器制造领域，虚拟制造可以模拟和优化机械设备的加工过程，提高生产效率和产品质量。

在电子信息领域，虚拟制造可以模拟和测试电子产品的制造工艺和性能，提高研发和生产效率。

虚拟制造的发展离不开计算机技术和软件技术的支持。

计算机技术的不断进步为虚拟制造提供了强大的计算能力和存储能力，使得虚拟制造可以处理更加复杂的问题和大规模的数据。

软件技术的不断创新为虚拟制造提供了各种工具和平台，包括三维建模软件、仿真软件、虚拟装配软件等，使得虚拟制造可以更加快速、准确地进行产品设计和制造过程的模拟和优化。

虚拟制造技术在家电制造业的应用分析

技术。
１．２．１信息技术
在现代制造技术中的信息技术主要包括管理信息系统（ＭＩＳ）技术、生产排程系统、仓储管理系统（ＷＭＳ）、配送优化系统等。通过虚拟制造系统应用，可以模拟这些系统运行情况，设计合理的系统功能和数据库结构。１．２．２仿真技术计算机仿真技术是以计算机系统为基础，根据用户的要求建立实际系统的数学模型，并使之转换为仿真模型，在不同的工况下在计算机系统中运行演示，从而真实地展现实际系统运行状态的过程。仿真技术主要优点有：１）减少方案设计与开发时间。２）减少运营瓶颈的风险。３）降低方案改善成本。１．２．３虚拟现实技术虚拟现实技术是一种综合计算机图形技术、多媒体技术、传感器技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术以及仿真技术等多种科学及时而发展起来的计算机领域的新技术。
它包括以下关键技术：
１虚拟制造技术简介
１．１虚拟制造技术简介
目前，信息技术技术发展日新月异，信息技术的迅猛发展给制造业的发展提供了巨大支持。从世界制造业发展潮流来看，信息技术与制造业的不断融合是必然的趋势。在这个领域产生了很多新概念，其中虚拟制造技术引起了广泛的关注。所谓虚拟制造技术是采用计算机仿真与虚拟现实技术，在高性能计算

虚拟制造PPT课件

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目录
• 虚拟制造概述 • 虚拟制造技术 • 虚拟制造流程 • 虚拟制造的优势与挑战 • 虚拟制造案例分析 • 总结与展望
01
虚拟制造概述
定义与特点
定义
虚拟制造是一种先进制造技术，通过计算机模拟和仿真技术，在计算机上实现产品制造的全过程，以评估产品的可制造性、优化制造过程、提高生产效率及降低成本。
总结词：电子制造业是另一个应用虚拟制造技术的领域，通过模拟和优化设计和生产过程，提高产品质量和生产效率。
1. PCB设计优化：电子制造商可以利用虚拟制造技术对PCB（印刷电路板）设计进行模拟和优化，提高产品的性能和质量。
3. 质量控制：虚拟制造技术还可以用于质量控制，通过模拟整个生产过程，找出潜在的质量问题，提高产品的质量。
3. 质量控制：虚拟制造技术还可以用于质量控制，通过模拟整个生产过程，找出潜在的质量问题，提高模具的质量。
06
总结与展望
总结
虚拟制造技术的定义
虚拟制造是一种基于计算机建模和仿真的制造过程，通过模拟产品的设计和制造过程，以优化制造过程、提高产品质量和降低生产成本。
虚拟制造技术的分类
优化生产过程
虚拟制造可以对制造过程进行优化，提高生产效率，降低能源消耗和环境污染。
虚拟制造的应用范围
产品设计
虚拟制造技术可以用于产品的设计和优化，通过模拟和仿真技术，实现产品的早期检测和优化。
生产计划
虚拟制造可以用于生产计划的制定和优化，通过对生产过程的模拟和仿真，实现生产计划的精细管理和优化。
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详细描述
VR技术可以为用户提供一个逼真的虚拟环境，可用于产品体验、培训和设计等方面。

数字化工艺制造技术在工业生产中的应用

数字化工艺制造技术在工业生产中的应用随着互联网时代的到来，数字化技术已经逐渐成为工业生产领域中不可或缺的一部分。

其中，数字化工艺制造技术是工业生产中的一种重要形式，其应用范围也非常广泛。

数字化工艺制造技术主要通过数字化技术手段，实现整个制造过程的数字化控制和管理，使产品的制造过程更加高效、精准、可靠。

数字化工艺制造技术在工业生产中的应用形式非常多，比如：数控加工、激光微加工、三维打印、虚拟制造、自动化装配等等。

其中，数控加工技术可以实现对工件进行高精度的加工，具有生产效率高、精度高、产品质量可靠等诸多优势。

而激光微加工技术则可以有效地处理各种材料，避免传统的机械加工方式可能会带来的热损失、热变形等问题。

三维打印技术则可以实现产品的快速定制和小批量生产，大大提高生产效率。

虚拟制造技术则可以利用计算机仿真技术，实现产品制造过程的可视化和数字化管理，避免了实际加工过程中可能会出现的多种问题。

自动化装配技术则可以实现生产线的自动化控制和管理，大大提高生产效率，降低生产成本。

可以说，数字化工艺制造技术已经成为现代工业生产的一种重要方式。

这种技术的应用不仅在工业制造领域中得到广泛的推广，同时也在其他领域中展现出了重要的应用价值。

比如，在医疗领域中，数字化工艺制造技术可以帮助医生快速制造出各种医疗器械、假体等，提高治疗效果和患者的生活质量。

在建筑领域中，数字化工艺制造技术可以实现建筑物的快速制造和模块化设计，大大提高建筑效率和质量，缩短建筑周期。

在交通领域中，数字化工艺制造技术可以实现车辆的智能制造和自动化控制，大大提高交通的安全性和效率。

综上所述，数字化工艺制造技术在工业生产中的应用是非常广泛和重要的。

通过数字化技术手段，可以有效地提高生产效率、精度和可靠性，降低生产成本和资源浪费，实现制造过程的可持续发展。

随着数字化技术的不断发展和进步，数字化工艺制造技术也将在未来的工业生产中扮演更加重要的角色，为工业发展和人类社会的进步作出更大的贡献。

虚拟制造技术及其在制造业中的应用

而可以直接感受所设计的产品的性能、功能并不断地加以修正。还可通过快速原型系统输出设计的产
１虚拟制造的特点
由于计算机硬件技术和网络技术的广泛应用，虚拟制造具有以下几个特点： ①无需制造实物样机就可以预测产品性能，节约制造成本，缩短产品开发
收稿日期：０６０ — ５２０ — ３０
阎洪波，赵冬晗
（１南省南阳市第一技工学校，河南南阳河４５０；河南省濮阳职业技术学院，河南濮阳７００２４７０）５００
摘
要：从虚拟制造的形成背号，介绍了虚拟制造的特点、分类；并对虚拟制造的核心技术及理论体系等多方
产过程及生产调度仿真、数据加工过程的仿真等，从而实现产品制造的局部过程最优化或全局最优化。
的生产周期，可缩短决策时间，避免资金、人力和
时间的浪费。计算机还以重复仿真，优化实施方案。
阎洪波在制造业中的应用虚
师提供虚拟的制造车间现场环境和设备，使其可以分析改进街道计划和生产工艺，验证ＮＣ程序及物
流控制。主要意图是通过仿真，建立产品制造过程的虚拟设备、虚拟传感器、虚拟单元、虚拟生产线、
重要组成部份。
优化。整个设计过程是在一种虚拟环境中进行的。由于采用人工拟实技术，通过高性能、智能化仿真环境，可以使用户达到高度真实化。使用某些数字化仿真工具，可使操作者与虚拟仿真环境有着全面的感官接触与交融，使操作者有身临其境之感，从

虚拟制造技术及应用

１９９７年，利用ＵＧＩＩ软件，建成了第一个完全数字化的机车样
对虚拟制造技术的研究正处于不断的深入、细化之中，因此对ｔｕａｌＷｏｒｋｓ；虚拟制造在汽车生产设备、工装和模具，甚至校车
当前一般的定义是：虚拟制造是实际制造过程在计算机电动机车部（ＧｅｎｅｒａｌＭｏｔｏｒｓＥｌｅｃｔｒｏＭｏｔｉｖｅＤｉｖｉｓｉｏｎ，ＥＭＤ）上的映射，Ｊ采用计算：机仿真与虚拟现实技术，在高性能计机及高速网络的支持下，在汁算机上群组协同工作，实现产品机模型，并围绕这个数字模型并行地进行产品设计、分析、制设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验，以及企业各造、夹模具工装设计和可维修性设计。欧洲空中客车采用虚级过程的管理与控制等产品制造的本质过程，以增强制造过拟制造及仿真技术，把空中客车试制周期从４年缩短为２．５年，程各级的决策与控制能力。
汁算机网络和虚拟现实等先进技术的出现，虚拟制造技术应运而生，它的诞生是现代科学技术和生产技术发展的必然结果，
是各种现代制造技术与系统发展的必然趋势。１虚拟制造技术定义
３．２硬件的有关技术（１）输入输出设备：如头盔式立体显示器（ＨＭＤ），适用的汁算机屏幕、可视化眼镜，数据手套、三维鼠标、数据衣、游戏棒等。（２）与输入和输出有关的存储信息设备。（３）能支持各

虚拟制造技术及其在制造业中的应用

虚拟制造技术及其在制造业中的应用摘要：阐述了虚拟制造的基本概念，虚拟制造的核心技术，以及虚拟制造技术在制造业中的应用。

着重介绍了虚拟企业的特征。

当今制造业正朝着精密化、自动化、柔性化、集成化、信息化和智能化的方向发展，随着这个趋势，诞生了许多先进制造技术和先进制造模式。

虚拟制造就是根据企业市场竞争的需求，在强调柔性和快速的前提下，美国80年代提出的，随着计算机技术和信息网络技术的发展，在90年代得到人们的重视，并获得迅速的发展。

1 虚拟制造VM虚拟制造(VM：Virtual Manufacturing)是对真实产品制造的动态模拟，是一种在计算机上进行而不消耗物理资源的模拟制造软件技术。

它具有建模和仿真环境，使产品从生产过程、工艺计划、调度计划、后勤供应以及财会、采购和管理等一种集成的、综合的制造环境，在真实产品的制造活动之前，就能预测产品的功能以及制造系统状态，从而可以作出前瞻性的决策和优化实施方案。

为了更细致地了解VM的含义，美国在一次专业会议上对3种类型的VM作如下解释：①以设计为中心的VM，这类VM是将制造信息加入到产品设计和工艺设计中，并在计算机上进行数字化制造，仿真多种制造方案，评估各种生产情景，通过仿真制造来优化产品设计和工艺设计，以便作出正确决策。

②以生产为中心的VM，这类VM是将仿真能力加到生产计划模型中，以便快捷化评价生产计划，检验工艺流程、资源需求状况以及生产效率，从而优化制造环境和生产供应计划。

③以控制为中心的VM，这类VM是将仿真能力加到控制模型中，提供对实际生产过程的仿真环境，即将机器控制模型用于仿真，其目标是实际生产中的过程优化，改进制造系统。

虚拟制造是一种新的制造技术，它以信息技术、仿真技术和虚拟现实技术为支持。

虚拟制造技术涉及面很广，诸如环境构成技术、过程特征抽取、元模型、集成基础结构的体系结构、制造特征数据集成、多学科交驻功能、决策支持工具、接口技术、虚拟现实技术、建模与仿真技术等。

虚拟制造技术及应用

计算机上的映射即采用计算机仿真与虚拟现实技术在高性能计和工艺设计，以便作出正确决策。２以生产为中心的Ｖ（）Ｍ，这类Ｍ是将仿真能力加到生产计划模型中．以便快捷化评价生产计计算机及高速网络的支持下，在计算机上群组协同工作，实现产Ｖ品设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验以及企业划检验工艺流程、资源需求状况以及生产效率．从而优化制造（）Ｍ，这类Ｖ是将仿Ｍ各级过程的管理与控制产品制造的本质过程，以增强制造过程中环境和生产供应计划。３以控制为中心的Ｖ真能力加到控制模型中，提供对实际生产过程的仿真环境，即将各级的决策和控制能力。它为工程师们提供了从产品概论的形成、设计到制造全过程的三维可视及交互的环境，使得制造技术机器控制模型用于仿真．其目标是实际生产中的过程优化．改进发展到了全方位预报的新阶段。
得到迅速发展。
信息技术的迅速发展和企业市场竞争的需求．美国２０世纪８０年代慧，提高产品开发的质量和缩短开发周期。
二虚拟制造技术定义虚拟制造（ｉｕｌＭａｕｃｕｉｇＶｒａｎｆｔｒ简称ＶｔａｎＭ）是实际制造过程在

工业设计中的虚拟制造技术

下定义：虚拟制造是实际制造过程在计算机上的本质实现，即采用计算机仿真与虚拟现实技术，在计算机上群组协同
工作，现产品的设计、艺规划、工制造、能分析、实工加性质
司与麦道公司联手建立了ＭＡＭｃａｉｌｅｇｕｍ．Ｄ（ｅｈｎａＤｓｎＡｔａｃｉｏｔｎ，德国，ａｓｔｌ）在ｏＤｒｔｔｍａ技术大学Ｆｕｈｆ计算机图形研ｍｎｏｒｅ究所，加拿大的Ｗａｒｏｔｌ大学，ｅｏ比利时的虚拟现实协会等均先后成立了研究机构，开展虚拟制造技术的研究。
用。在美国，Ｉ（ａｏａＩｓｔｔｏｔｄｒｓａｄＴｃ．ＮＮｔｎｌｎｔｕｆａａｎｅｈｉｉｅＳｎｄｎｌｙ正在建立虚拟制造环境（ｏｇ）ｏ称之为国家先进制造测试床ＮｔｎｄａｃｄＭａｕｃｒｇＴｔｄＮＭＴ，音公ａｏａＡｖｅｎｆｔｉｅｂ，Ａ）波ｉｌｎａｕｎｓｅ
Ｌ＆ｔ给出的，虚拟制造是一个用于增强各级决策与控ｉｅｎｃ “ 制的一体化的、合性的制造环境。（Ｍｉａｔｒｅ，综 ” Ｖｉｅａｄｓｎｇｔｎ
ｓｎｅｉｎｆｃｕｉｇｅｖｒｎｎｘｒｉｅｏｅｈｎｅａｌｙｔｔｍａｕａｔｒｎｉｏｍｅｔｅｅｃｓｄｔｎａｃｌｈｃｎ
虚拟制造的定义如前所述，虚拟制造 ” “ 是近几年由美国首先提出的一种全新概念。什么是虚拟制造？它包括哪些内容？这些至今仍然是人们讨论的问题。很多人曾为虚拟制造进行定义，比较有代表性有：佛罗里达大学Ｇｏａ．ｅ的定义是：ｌＷｉｉｒＪｍ虚拟制造是这样一个概念，即与实际一样在计算机上执行制造过程。其中虚拟模型是在实际制造之前用于对产品的功能及可制造性的潜在问题进行预测。（ＭｉａｃｎｅｔｆｘｃｔｇＶｏｃｐｏｅｅｕｎｓｉ

数字化制造技术及其在制造业中的应用

数字化制造技术及其在制造业中的应用数字化制造技术是指利用数字化技术对制造全过程进行模拟、分析和优化，达到提高制造效率和品质的目的。

数字化制造技术是制造业的重要变革方向，对制造业的生产方式、产品质量和产品创新等方面都有积极的影响。

本文将从数字化制造技术发展历程、数字化制造技术的特点以及数字化制造技术在制造业中的应用等方面进行探讨。

一、数字化制造技术发展历程数字化制造技术的发展起源于1980年代，当时主要是通过计算机辅助设计和计算机辅助制造来实现数字化生产。

1990年代起，数字化制造技术开始向智能化和自动化方向发展，出现了智能制造和工业4.0等概念。

到了21世纪，数字化制造技术进一步融合了物联网、云计算等新兴技术，实现了数字化制造全生命周期管理，换句话说，数字化制造从最初的加速节约到目前的智能化。

二、数字化制造技术的特点数字化制造技术有以下几个特点：1.数据共享：数字化制造技术可以将制造全过程中产生的各种数据进行集成和共享，实时监控制造过程中的生产现场或产品生命周期。

2.自动化生产：数字化制造技术能够实现自动化和全自动化制造，提高生产效率和产品质量。

3.知识产权保护：数字化制造技术将设计、生产、质量、物流等所有相关流程纳入管控范畴，以保护知识产权。

4.安全防范：数字化制造技术可以实现安全加密和实时监控，防范恶意攻击或数据泄露等安全事件。

5.有限制条件：数字化制造技术在某些领域的应用受到一定程度的限制，例如复杂精密产品的加工和人类智能无法覆盖的领域。

三、数字化制造技术在制造业中的应用数字化制造技术在制造业中的应用非常广泛，主要集中在以下几个领域：1.虚拟制造：数字化制造技术可以通过虚拟现实技术和计算机仿真技术进行产品设计、试制和生产过程的虚拟制造，大大节约了质量岛造成的开销。

2.数字化生产线：数字化制造技术可以通过构建数字化生产线，提高生产效率，减少生产成本。

例如在汽车制造业可以根据数字化技术实现生产线建设、模型优化，提高生产效率，提高车辆性能。

虚拟制造的发展及应用

虚拟制造的发展及应用摘要:虚拟制造技术作为近几年出现的先进制造技术，本文在描述了虚拟制造技术的概念,我国虚拟制造技术发展现状，发展展望及应用。

关键词：虚拟制造技术；计算机仿真；虚拟现实;发展；应用虚拟制造技术是在CAD／CAM／CAE技术基础上发展起来的。

一方面,CAD/CAＭ/CAE技术为虚拟制造的实现提供了较为成熟的技术基础,如建模技术、分析优化技术、制造过程仿真技术、分析评价技术、设计分析评价技术和产品信息集成、转换、共享技术等。

特别是特征建模技术在虚拟制造技术中占有极为重要的地位。

另一方面,虚拟制造技术超越了CAＤ/CAM ／ＣAE技术,CAD/CAM／CAE技术主要考虑产品本身信息的集成与建模，而虚拟制造技术还要考虑加工过程的建模等问题。

虚拟制造技术的基本概念虚拟制造技术VMT是20世纪８0年代后期提出并得到迅速发展的一个新思想。

它是以虚拟现实和仿真技术为基础,对产品的设计、生产过程统一建模,在计算机上对产品从设计、加工和装配、检验、使用等整个生命周期进行模拟和仿真。

采用虚拟制造技术，可以在产品的设计阶段就模拟出产品及其性能和制造过程，以此来优化产品的设计质量和制造过程,优化生产管理和资源规划,使产品的开发周期和成本最小化。

虚拟制造技术的发展现状虚拟制造在工业发达国家:如美国、德国、日本等已得到了不同程度的研究和应用。

美国处于国际研究的前沿。

1 9８３年美国国家标准局提出了“虚拟制造单元”的报告，1 993年爱荷华大学的报告“制造技术的虚拟环境”中提出了建立支持虚拟制造的环境:1995年美国标准与技术研究所的报告“国家先进制造实验台的概念设计计划”,强调了分散的、多节点的分散虚拟制造IＤVM（即虚拟企业的概念）。

美国已经从虚拟制造的环境和虚拟现实技术、信息系统、仿真和控制、虚拟企业等方面进行了系统的研究和开发。

多数单元技术已经进入实验和完善的阶段。

我国在虚拟制造技术方面的研究只是刚刚起步。

虚拟制造技术定义及应用

四、虚拟制造技术定义及应用1、虚拟制造技术的定义：是一门以计算机仿真技术、制造系统与加工过程建模理论、VR技术、分布式计算理论、产品数据管理技术等为理论基础，研究如何在计算机网络环境及虚拟现实环境下，利用制造系统各层次及各环节的数字模型，完成制造系统整个过程的计算与仿真的技术。

2、虚拟制造系统的定义：是一个在虚拟制造技术的指导下，在计算机网络和虚拟现实环境中建立起来的，具有集成、开放、分布、并行、人机交互等特点的，能够从产品生产全过程的高度来分析和解决制造系统各个环节的技术问题的软硬件系统。

虚拟制造的关键技术：虚拟设计与装配技术、虚拟产品实现技术、虚拟检测与评价技术、虚拟纹理分析技术、虚拟实验技术、虚拟生产技术。

3、虚拟制造技术的应用：虚拟环境与工具、虚拟产品建模、动态装配仿真、热变形分析、模态分析、有限元分析、运动分析与仿真、虚拟加工、加工过程仿真、虚拟测试、虚拟生产调度控制仿真4、虚拟制造技术的应用研究虽然刚刚起步，却已经有了一些成功的应用，展现了巨大的经济效益和美好的前景。

在美国，采用虚拟制造技术成功地设计了波音777飞机，飞机的整体及其300万个零件，从设计到加工完全实现了无图纸化，利用建立逼真的虚拟三维实体模型对飞机的各种性能进行分析、模拟，因而缩短了数千小时的工作量并节省了大量经费［4］。

福特、通用等汽车公司都成功地运用了部分虚拟制造技术，设计发动机、车体、电气线路等，建立了三维实体模型并进行了碰撞分析和运动特性分析等，还进行了模拟数控加工和质量检查等，大大缩短了设计周期，降低了设计成本［5］。

在国内，北京科学研究院把虚拟制造技术应用于立体车库设计，初步实现直观地布局、参数化设计分析和运动模拟。

5 虚拟制造在我国的研究及应用情况2005年3月份，上海理工大学宣布成立虚拟制造技术研究院。

这是继清华大学CIMS工程研究中心虚拟制造研究室在国内最早开展虚拟制造研究以来又一个成立的进行虚拟制造技术研究的机构。

你是如何理解虚拟制造的-试举例说明它在工业中的应用前景

虚拟现实（Virtual Reality）技术是使用感官组织仿真设备和真实或虚幻环境的动态模型生成或创造出人能够感知的环境或现实，使人能够凭借直觉作用于计算机产生的三维仿真模型的虚拟环境。

基于虚拟现实技术的虚拟制造（Virtual Manufacturing）技术是在一个统一模型之下对设计和制造等过程进行集成，它将与产品制造相关的各种过程与技术集成在三维的、动态的仿真真实过程的实体数字模型之上。

其目的是在产品设计阶段，借助建模与仿真技术及时地、并行地、模拟出产品未来制造过程乃至产品全生命周期的各种活动对产品设计的影响，预测、检测、评价产品性能和产品的可制造性等等。

从而更加有效地、经济地、柔性地组织生产，增强决策与控制水平，有力地降低由于前期设计给后期制造带来的回溯更改，达到产品的开发周期和成本最小化、产品设计质量的最优化、生产效率的最大化。

虚拟制造也可以对想象中的制造活动进行仿真，它不消耗现实资源和能量，所进行的过程是虚拟过程，所生产的产品也是虚拟的。

虚拟制造技术的应用将会对未来制造业的发展产生深远影响，它的重大作用主要表现为：●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，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。

●可加深人们对生产过程和制造系统的认识和理解，有利于对其进行理论升华，更好地指导实际生产，即对生产过程、制造系统整体进行优化配置，推动生产力的巨大跃升。

●在虚拟制造与现实制造的相互影响和作用过程中，可以全面改进企业的组织管理工作，而且对正确作出决策有不可估量的影响。

例如：可以对生产计划、交货期、生产产量等作出预测，及时发现问题并改进现实制造过程。

●虚拟制造技术的应用将加快企业人才的培养速度。

我们都知道模拟驾驶室对驾驶员、飞行员的培养起到了良好作用，虚拟制造也会产生类似的作用。

例如：可以对生产人员进行操作训练、异常工艺的应急处理等。