虚拟制造的发展及应用
虚拟制造技术的相关概念及其应用
虚拟制造技术的相关概念及其应用【摘要】虚拟制造技术是一种基于计算机仿真和虚拟现实技术的创新性制造方法。
它通过数字化建模和仿真，实现了全生命周期的产品设计、工艺规划、生产执行、质量控制和维护管理等各个阶段的优化和智能化。
在产品设计阶段，虚拟制造技术可以帮助设计师实现产品的虚拟验证和优化设计；在工艺规划阶段，它可以模拟制造过程，提高生产效率；在生产执行阶段，它可以优化生产计划和资源调配，实现智能化制造；在质量控制阶段，它可以实时监测和调整生产过程，确保产品质量；在维护管理阶段，它可以预测设备故障和优化维护方案。
未来，虚拟制造技术的发展趋势是向更智能、更数字化、更集成化的方向发展，其重要性和应用前景将会逐渐凸显。
【关键词】虚拟制造技术、产品设计、工艺规划、生产执行、质量控制、维护管理、未来发展趋势、重要性、应用前景。
1. 引言1.1 虚拟制造技术的定义虚拟制造技术是一种利用计算机仿真和虚拟现实技术，将产品的设计、工艺规划、生产执行、质量控制和维护管理等各个阶段都进行虚拟模拟和优化的先进制造技术。
通过虚拟制造技术，可以在产品实际制造之前进行全面的数字化仿真，及时发现和解决问题，降低生产成本，缩短产品开发周期，提高产品质量和生产效率。
虚拟制造技术的发展已经经历了多个阶段，从最初只能进行简单模拟的2D平面图到今天可以实现高度真实感的3D虚拟仿真。
随着计算机性能的不断提升和虚拟现实技术的成熟，虚拟制造技术正在逐渐成为制造业中不可或缺的重要技术手段。
通过虚拟制造技术，企业可以在产品整个生命周期中进行全面的数字化管理和优化，提高整体竞争力，实现智能制造的目标。
1.2 虚拟制造技术的发展历程虚拟制造技术的发展历程可以追溯到上个世纪80年代初。
当时，随着计算机技术的不断发展和成熟，虚拟制造技术开始引起人们的关注。
最初，虚拟制造技术主要应用于汽车、航空航天等行业，用来验证产品设计方案和模拟生产过程。
随着计算机性能的不断提升和软件技术的不断完善，虚拟制造技术在逐渐扩展到了更多的领域，如电子产品、机械设备等。
虚拟制造在现代制造业中的发展趋势
务仿真 的方法进行设计和验证 ，通 真分析 、数 字样 机及 物 理样 机 的 先进 的制造模式 ，虚拟制造的 过使 用数字样机和 多种仿真技术 ， 花费４ ９ ４ 时仿真测试时间 ，却省 ５０ ＼
却 了１ ９ ｄ 时 的飞行 时间，节约 ５０ ＼ １ 经费总计６７ ｛ 美元 ，获得 了巨大 ．３Ｌ
造一个虚拟 的然而是逼真的制造环 日新月异 为 基 于微 机 的 普及 型虚 境 ，并在此环境 中集成下面表格中 拟 环 境体 系结 构 的建 立提 供 了物 所有或大部分功能 ，实现从设 计技 质 基础 。 术（ 制图 、有限元分 析 、原型 制 如
（） ２基于几何建模与图像相结合 的建模方法和相关算法。采用虚物
开发的Ｑ Ｅ Ｔ Ｇ Ｉ设计 与实施一 Ｕ Ｓ 及ＩＲＰ 条生产线 ，在所有设备订 货之前 ，
对生产线 的运动学 、动力学、加工 的特大合 同，购买软件 、服务与实 的生产成本获得较高的设计质
能力等各方面进行 了分析 与比较 ，
月缩短 到９５ 月。 ． 个
施 ，主 要 用于面 向２ 世 纪 的新 车 缩短 了产品的发布周期 ，提高 １
传统产品研制及开 发方法 ，采 用虚
ｌ
遣车间设计（ ＂布局、设备选择） 车Ｉ ． － Ｉ
Ｉ 制 釜 度 加 造 麓 调 工 故障处理
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培 训／维护 练 仿真 器
拟制造及仿真技术 ，把 空中客车试
Ｃ ＤＣＡ Ａ ／ Ｍ与 制造 业信 息化 ・ ０ ７ ２ ０ 年第７ 期 ７７
维普资讯
虚拟制造在现代制造业中的发展趋势
口 辽宁工程技术大 学 魏家鹏
虚拟 制造 是虚 拟 现 实设 计和 面 的技术 ：
现代虚拟制造技术及应用前景分析
从本 质上讲虚拟制 造技术 是对真实 制造过程 的动态模拟 、 仿 真． 是在计算机上制造数字 化产 品． 经过模拟仿真对产品外形
设 计 、 局 设 计 、 工 及 装 配 过 程 达 到 优 化 产 品 的设 计 及 工 艺 布 加
化 、 速化 ， 快 自动化技术 的柔 性化、 智能化 。 整个制造过程的网
市场与用户。 了提高竞争能力 。 为 企业应当能够对 市场需求的
洪 凯 １ ， ２
（ ． 北轻 工职 业技 术 学院， １ 湖 湖北 武汉 ４ ０７ ；． ３０ ０ ２东南大学机械 工程 学院 ， 江苏 南京 ２ ０９ ） １０ ６
【 摘 要】 市场化 、 信息化是一个现代企业发展 的必然趋势 ， 文章结合虚拟制造等新 的制造技 术‘ 的发展趋 势， 探讨 了 现代 制造
络化 、 全球 化 。
制造 业 要 在 竞 争 激 烈 的 全球 市 场 求 得 生 存 与发 展 ．必 须
过程 、 优化制造环境配 置和生产 供给计划 、 优化制造过程并改 进制造 系统的 目的 。 来改善各个层次 的决策和控制。虚拟制 用
造从 根本上改 变了设计 、 制 、 改设计 、 试 修 规模 生 产 的 传 统 制
什 么才 是 信 息 化 制 造 ？ 信 息 化 制 造 是 以 虚 拟 制 造 和 大 规 模 定 制 生 产 为 标 准 的 ， 有 基 本 上 实 现 了从 产 品 设 计 、 发 、 只 开
生产制造 和流通 以至产品全生命周期的信息化 才算真正完 成信 息化 工作 。在此基 础上 的先进制造模式和信 息化 内容才
业要 实现 市场 化 就 必 须 走 信 息 化遗 路 以覆 目前 存 在 的 困难 和 解 决 方 案 。
虚拟制造技术
虚拟制造技术伴随着制造业迅猛发展而形成的生产消费模式，正过度消耗着大量不可再生的资源，破坏着人类的生存坏境。
因此，发展与资源、环境的和谐，以及社会经济的可持续发展，就成为全球性的产业结构调整的战略导向，即向资源利用合理化、废弃物产生少量化、环境影响无害化的方向发展。
至此，运用先进技术和产业化生产，使报废产品高质量地再生，是对产品附加值（包括能量、劳动、材料）的最优化资源回收方式成为必然的发展趋势。
而虚拟制造技术又是再制造设计发展的必要途径，也是其作为先进制造技术的重要特征。
一．虚拟现实技术虚拟现实（Virtual Reality ，VR）技术是近年来出现的一门高新技术，它可以模拟现实、再现真实的过去和显示可见的未来。
从总体上讲，虚拟现实技术就是要把计算机从善于处理数字化的单维信息改变为善于处理人所能感受到的、在思维过程中所能接触到的、除了数字化之外的其它各种表现形式的多维信息，具体地说就是以仿真形式创造出真实反映客观世界变化及其相互作用的三维环境，通过立体液晶眼镜、头盔显示器、数据手套、数据服和跟踪器等装置，使用户沉浸在计算机生成的虚拟环境之中，直接感知事物的变化，并与之发生交互作用，产生一种“身临其境”的感觉，它汇集了计算机图形学、多媒体技术、人工智能、人机接口技术、传感器技术、高度并行的实时计算技术和人的行为学等多项关键技术，是多媒体技术发展的更高境界，是高技术成果的系统集成。
虚拟现实系统是一个闭环系统，包括用户、机器和人—机接口三个基本要素。
其中用户是虚拟环境的接受者和作用者；机器是指安装了相应软件程序, 用来生成虚拟环境的计算机；人—机接口是指将虚拟环境和用户连接起来的传感与控制装置。
虚拟现实技术具有沉浸感、交互性和想象力等特征。
沉浸感是指用户作为主体存在于虚拟环境的真实程度；交互性是指用户对虚拟环境的可操作程度和从环境中得到反馈的自然程度(包括实时性)；想象力是指用户沉浸在多维信息空间中，依靠其感知和认知能力全方位地获取知识，发挥主观能动性，寻求解答，形成新的概念。
智能制造中的虚拟现实技术
智能制造中的虚拟现实技术智能制造是近年来国家大力推广的一项重点战略，其以先进的信息技术和智能物联网技术为基础，将传统制造过程数字化、网络化、自动化和智能化，实现生产、管理、服务等各个环节的全面提升。
而虚拟现实技术，作为智能制造的重要组成部分，也在为智能制造的发展提供着强有力的支持。
虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）是一种以计算机技术为基础，利用多种感官仿真技术构建出逼真的虚拟环境，使用户获得一种身临其境的感觉。
虚拟现实技术在传媒、娱乐、医学、教育等领域得到广泛应用，随着智能制造的推进，其也逐渐成为了智能制造中不可或缺的一种技术手段。
一、虚拟现实技术在智能制造中的应用1、虚拟仿真虚拟仿真是智能制造最为经典的应用之一，其利用计算机技术构建出一套与实际制造过程相仿的数字模型，实现对生产环节进行模拟、测试和优化。
通过虚拟环境中的仿真模拟，工程师可以更清楚地了解产品生产过程中可能出现的问题，并在数字模型中进行调整，以达到最佳方案。
2、虚拟现实培训智能制造部分生产过程极度危险、复杂，而人员的培训是生产线安全和生产效率的关键。
虚拟现实技术可以通过建立虚拟制造厂房、制造产品等体验式培训，让新员工在灵活的虚拟环境中快速掌握技能、丰富经验，减少人员培训成本，降低职业伤害可能性。
3、虚拟现实协作虚拟现实协作主要利用虚拟环境中的互动设计，极大的减少现实中人员的面对面沟通时间，同时加速了决策流程的进行。
例如，在汽车整车生产、新产品开发等stage中，虚拟现实协作可以有效的提高各个环节之间的协作效率、减少反复试错的过程，从而提高生产效率、降低产品寿命期成本，还可以最大化优化流程设计。
二、虚拟现实技术对智能制造发展的贡献1、提高生产效率虚拟现实技术能够快速模拟、预测生产过程中的各种因素，找出最优方案，在实际生产操作前进行测试，避免出现生产线上不必要的重大差错，从而减少产品不良率，提高生产效率。
2、降低生产成本虚拟现实技术可以有效减少物流、材料、人员等资源的开销，而尤其是在制造过程中会出现的一些强制手段，如汽车制造中的大型机器设备保养、机械停机、部署调试等，虚拟现实技术都可以帮助我们在最短时间内完成，进而降低生产成本。
虚拟仪器技术在虚拟制造技术发展中的应用
关 键 词 ：虚 拟 制 造 ； 虚 拟 仪器 ； 测 试 系统 ； 远程 控 制
中 图 分 类 号 ：ＴＰ ９ ． ３ １９
文 献标 识码 ：Ａ
０ 引 言
收 稿 日期 ： ２０ —０１ ；修 回 日期 ：２ ０— ２２ ０ ７１ —５ ０ ７１— ７
仿 真 ，通过 对产 品外 形设 计 、加工及 装 配过 程的模 拟 仿 真 以达 到优化 产 品设计 、加 工工 艺过 程 、产 品制 造 环 境 配置 和生产 供给 计划 以及 优化 制造 过程并 改进 生 产 系 统的 目的 。 拟制 造从 根本上 改 变 了设 计 、 虚 试制 、 质 量测 试 、修改设 计 、规 模生 产 的传统 制造模 式 。在 产 品真 正制 出之前 ，通过 运用 建模 工具 、分析 工具等 软 件工 具 ，在虚 拟环境 中生成 软产 品原型 以代 替传统 的硬样 品进 行产 品分 析试 验 ，对其性 能 和可制 造性进 行 预测 和评 价 ，从 而 可 以及 时 地对产 品模 型进 行修 改 和 调整 ，对 加工及 装 配进 行修 改 ，缩 短产 品 的设计 与 制 造周期 ，降低 产品 的开 发成 本 ，提 高 系统快 速响应 和适 应市 场 变化 的能力 ，使 企业 的生 产能 够迅 速地与 市 场挂 钩 。 ２ 虚拟 仪器 技术 虚 拟仪 器 是美 国 ＮＩ 司在 ２ 公 Ｏ世纪 ８ Ｏ年代 中期 提 出来 的 ， 电子 测量 技术 与计算 机技 术深 层次 结合 、 是 具 有很好 发展 前景 的新 一类 电子 仪器 。它 以计算 机作 为 仪器统 一 的硬件 平 台 ，充 分利 用计 算机 的运算 、存 储 、 回放 、调 用 、显示 及文 件管 理等 智能 化功能 ，同 时把 传统 仪器 的专 业化 功能 和面 板控 件软 件化 ，使之 与计 算机 结合 构成 一 台从外 观 到功能 都完全 与传统 硬 件仪 器相 同 ，同 时又充 分享 用 了计算 机智能 资源 的全 新仪 器 系统 。它是 微 电子 、通信 、计 算机等 现代科 学 技术 高速 发展 的产 物 。 虚拟 仪器技 术 实际 上就 是在 测试 系统或 仪器设 计 中尽可能地 以软件 的形 式代替硬 件 。 虚拟 仪器软件 由应 用程序和 Ｉ０ 接 口仪器驱 动程序两大部分构成 。其中 ， ／ 应 用 程序 包含实 现虚 拟 面板 功能 的前 面 板软件 程序 和 定义测试功能 的流程 图软件程序 ； ／ 接 口仪器 驱动程 Ｉ０ 序用来完成 特定 外部硬件设 备的扩展 、 驱动 与通信 。 ＮＩ
设计与制造中的虚拟化技术研究
设计与制造中的虚拟化技术研究随着科技的不断发展，虚拟化技术越来越受到人们的重视，它可以将硬件、操作系统和应用程序相互分离，加强了计算资源的管理和利用效率。
在制造业中，虚拟化技术也被广泛应用，能够有效提高产品设计和制造效率，降低生产成本，提高产品质量和创新能力。
本文将探讨设计与制造中虚拟化技术的研究现状和未来发展趋势。
一、虚拟化技术在产品设计中的应用虚拟化技术在产品设计中应用非常广泛，可以实现对产品各个方面的模拟和评估，为生产和销售提供更全面的数据支持。
虚拟化技术可以提供多种方案的选择，降低设计风险，减少设计调整次数，提高设计效率。
同时，基于虚拟化技术的仿真测试可以极大地降低成本和时间，提高产品开发速度。
在产品外观设计方面，虚拟化技术可以提供真实的三维模型和动态模拟，方便设计师更好地展现设计效果，提高设计效率和节约成本。
在产品结构设计方面，虚拟化技术可以进行虚拟碰撞检测和结构分析，提前发现和解决潜在问题，减少生产过程中的事故隐患。
二、虚拟化技术在产品制造中的应用虚拟化技术在产品制造中的应用也非常广泛，尤其在数字化制造领域，虚拟化技术极大的降低了生产成本和提高了生产质量。
虚拟化技术可以通过数字化建模和仿真分析来提供全面的制造工艺优化和检测方案，从而实现生产效率和质量的提升。
在数字化制造方面，虚拟化技术可以实现虚拟生产线模拟和优化，通过数字化的方式来实现生产线的设计和优化，预测产线的实际效果，实现生产过程的智能化管理。
在生产质量方面，虚拟化技术可以进行制造过程中的虚拟检测和仿真评估，实现产品质量检测的智能化管理，提高产品生产的一致性和稳定性。
三、虚拟化技术的未来发展趋势虚拟化技术在设计与制造领域的应用非常广泛，目前，虚拟化技术在数字化制造方面的应用已经非常成熟，未来虚拟化技术将逐步向虚拟制造和智能制造方向发展。
虚拟制造是指利用虚拟仿真等技术对制造过程进行预测和优化，实现生产线、设备、制造工艺等多方面的虚拟化，从而可以更好地指导实际制造过程，提高生产效率和质量。
现代制造技术
现代制造技术在当代社会中，制造业是一个不可忽视的重要部分，而现代制造技术的发展也是制造业高效、快速发展的重要保障。
现代制造技术包括了一系列的工艺和设备，使得产品生产变得更加高效、节约成本。
在本文中，我们将会探讨现代制造技术的发展及其对于制造业的促进作用。
一、数字化制造数字化制造是一种全新的制造方式，它利用了数学模型、计算技术、虚拟现实技术等，将物理系统建模成数字系统，从而完成产品的设计、仿真、生产和控制等全过程的数字化。
数字化制造可以极大地提高生产效率，加快制造周期，降低成本，并提供更好的产品质量和服务。
数字化制造从大规模制造模式向个性化和定制化制造模式的转变，为制造业带来了更多的机遇和挑战。
随着网络和信息技术的不断发展，数字化制造的应用越来越广泛，例如智能工厂、互联网工厂等。
二、增材制造增材制造是以材料精细的层层堆积的方式，利用计算机控制技术不断堆叠材料，形成零件。
增材制造主要用来制造复杂零部件和定制化产品，如人体组织、汽车零部件和飞机零部件等。
增材制造主要包括快速原型制造、3D打印、激光切割和曲面复制等。
增材制造的应用范围广泛，包括汽车、航空航天、医疗、建筑和消费品等领域。
三、虚拟制造虚拟制造是制造工艺的数值模拟，通过计算机仿真和虚拟测试等方式，对产品的设计和制造过程进行预测和优化。
虚拟制造可以帮助企业降低试错成本和制造成本，提高产品的质量和可靠性，加快产品的上市速度。
虚拟制造技术包括工艺数值模拟、多物理场耦合仿真、机器人制造仿真和虚拟组装等。
虚拟制造的应用已覆盖汽车、航空航天、船舶、机械、电子电器等众多领域。
四、智能制造智能制造是将现代信息技术和制造技术结合起来，实现制造工艺的自动化、信息化、数字化和网络化，以提高生产效率和产品质量。
智能制造包括智能工厂、电子商务、物流和供应链管理等。
智能制造以物联网、大数据、云计算等技术为基础，着重提高生产和管理效率，整合供应链，实现实时生产、实时调度和实时反馈。
虚拟现实身临其境2024年的虚拟现实技术和应用展望
虚拟现实面临的伦 理与社会问题
影响个体行为：虚拟现实可能 导致个体在现实生活中做出与 虚拟世界相似的行为
影响个体认知：虚拟现实可能 导致个体对现实和虚拟世界的 认知混淆
影响社会关系：虚拟现实可能 导致个体在现实生活中与他人
的关系疏远
影响社会道德：虚拟现实可能 导致个体在现实生活中的道德
观念发生变化
用户体验：交互方 式、舒适度等方面 有待提升
2024年虚拟现实 技术的关键突破
轻量化：采用新材料和新工艺，降低头戴设备的重量，提高佩戴舒适度 高清化：提高显示分辨率，增强视觉体验 交互技术：采用先进的交互技术，提高用户与虚拟环境的交互体验 智能化：集成AI技术，提高头戴设备的智能化程度，实现更智能的交互和操作
2010年代：虚拟现实技术 的快速发展，出现了一些 更加先进的虚拟现实设备，
如HTC Vive等
2020年代：虚拟现实技术 的快速发展，出现了一些 更加先进的虚拟现实设备，
如Oculus Quest等
2024年：虚拟现实技术的 展望，预计会出现更加先 进的虚拟现实设备，如
Oculus Quest Pro等
虚拟现实身临其境 2024年的虚拟现实技 术和应用展望 汇报人：XX
目录
虚拟现实技术的发展 历程
2024年虚拟现实技术 的关键突破
虚拟现实在各领域的 应用展望
虚拟现实面临的伦理 与社会问题
推动虚拟现实发展的 政策与投资环境
虚拟现实产业的市场 前景与商业模式
虚拟现实技术的发 展历程
1960年代：虚拟现实技 术的概念首次提出
虚拟现实与增强现实技术的结 合，将带来更加真实的体验
虚拟现实与增强现实技术的融 合，将使得虚拟世界的交互更
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。
虚拟制造技术的发展与应用研究
进 行 评 估 优 化 ． 定 合 理 的 生 产 组 织 方 式 决 ” 以 控 制 为 中 心 的 虚 拟 制 造 ”是 将 仿 真 能 力 加 人 到设 备 控 制 模 型 中 ． 供 实 际 生产 过 程 中 的 虚 拟 环 境 ． 企 业 在 考 虑 车 间 提 使 控 制 行 为 的基 础上 对 制 造 过 程 进 行优 化 控 制
提 出 的 概念 ． 在 世 纪 年 代 得 到重 视 和 发 展 是 以虚 拟 现 实 和 产 品 信 息 反 馈 。 定 是否 要修 改 设 计 而在 虚 拟 制 造 中， 以 随 并 它 决 可 仿 真技 术 为 基 础 。 产 品 的设 计 、 生 产 过 程 统 一 建 模 ． 计 算 机 时 在 设 计 过 程 中检 验 可 制 造 性 和 可装 配性 。 便 的修 改 模 型 ， 对 在 方 信 上 实 现 产 品 从 设 计 、 工 、 配 、 验 直 至 整 个 生 命 周 期 的模 拟 息 反 馈更 为 及 时 加 装 检 和 仿 真 。这里 所 说 的制 造 过 程 ， 括 产 品 级 的 制 造 和 企 业 级 的 生 包 ｆ） 高 产 品 质 量 。虚 拟 制 造 过 程 通 过 对 多 种 制 造 方 案 进 行 ２提 产 管理 ． 际上 称 之 为 ”大 制 造 ”一 目前 国 际 上 对 虚 拟 制 造并 仿 真 。 化 产 品 设 计 和工 艺 设 计 ． 补 了传 统 制 造 业 靠 经 验决 定 国 优 弥
的发 展 ， 其 中 包 括 计 算 机 图形 学 技 术 、 感 器 技 术 、 统 集 成 这 传 系
” 以生 产 为 中心 的 虚 拟 制 造 ”是 将 仿 真 信 息 加 人 到 生 产 计 技 术 等 从 制 造 技 术 的 角 度 讲 可 将 虚 拟 制 造 技 术 的 体 系结 构 分 划模型中． 以便 快速 便 捷 的评 价 多 种 生 产 计 划 。 化生 产 计 划 和 为 以 下 ３大 主 体 技 术 群 ， 建 模 技 术 群 、 真 技 术 群 、 制 技 术 优 即 仿 控 制 造 环 境 的 配 置 主要 是 根 据 企 业 现 有 资 源 对 不 同的 加 工 过 程 群 ． 拟 制造 技术 研 讨 会 上 将 其 进 一 步 细 化 为 １ 虚 ３个 技 术 领域 和
虚拟制造技术在现代制造业发展中的地位研究
５突破 中小企业的规模瓶 颈。虚拟企业 内部交易是一种 “ 准
一 是 以设 计 为 中心 的 虚拟 制 市场交易” ．它比纯市场交 易稳定 ．又比一体化企业 内部 交易灵
造技术 二是 以生产为中心 的虚拟制造技术 ；三是 以控制为中心 活 ，集合了市 场和企业 的双重优势。企业通过虚拟 制造有效避免 或降低 了在纯市场 、信息不对称条件下寻求生产要素 、进行交易
质 、信 息 和 知 识进 行处 理 的产 业 。然 而 ，这 些 系 统 仍 然存 在 着 一 新 产 品开 发 的投 资 。 ３敏捷转换产品生产 ，快速满足市场需求。虚拟制造是 “ 核 些问题 ，如 ：系统投资较大 、周期较长 ，系统的效益和风 险有效
的评估可操作性差 ；不能确 实有效地协调设计与制造各阶段 的关 心 ”企业按市场需 求决定委托加工的任 务单 ，将设计 、生产 组 系 ，以寻求企 业整体全局最优效益 。随着计算机网络和虚拟现 实 装的全部或部分任务外包给其他企业来完戎 ， 虚拟企业 中的成 而
品数字化模型 中进行产品设计 、制造 、测试等过程 ，并且在虚拟 量 、减少设计 缺陷 、优 化产品性能。 的制造环境 中检验其设计 、加工 、装配和操作 。因此 ，易于综合 四 ， 结论 运用系统工程知识 、 并行工程和人一机工程等多学科先进技术 ， 实 现信息集成．知识集成 串并行交错工作机制集成和人一机集成 。 虚拟 制造技术是虚拟现实技术和计 算机仿真技术 在制造领域 的综合发展及应用 ，它为制造业带来全新 的概念 。它既是一项先
、
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
销售服务 环节变得相 对重要 ，现代的制造企业产 品的上市速度 、 产 品质量、 生产成本和售后服务成为决定企业经营成败的关键 ， 为
现代制造工艺的发展趋势与前景展望
现代制造工艺的发展趋势与前景展望随着科技的不断进步和全球化的发展，现代制造工艺正经历着快速的变革和创新。
本文将从多个方面探讨现代制造工艺的发展趋势，以及展望其未来的前景。
一、智能制造的兴起智能制造是现代制造工艺的重要趋势之一。
它借助先进的信息技术，实现生产过程的自动化、智能化和灵活化。
例如，自动化控制系统、机器人技术和物联网技术的应用，使得制造过程更加高效、精确和可控。
此外，智能制造还可以实现工厂内外的数据共享和协同，提高资源利用效率和生产效益。
二、增材制造的发展增材制造是一种以材料逐层成型的制造方式，与传统的减材制造方式有所不同。
随着3D打印技术的应用，增材制造正在迅速发展，并在汽车、航空航天、医疗器械等领域得到广泛应用。
增材制造可以实现复杂结构的快速制造，减少材料浪费，提高生产效率和产品质量。
三、虚拟制造的应用虚拟制造是通过电脑仿真技术，对产品和工艺进行全面的预测、模拟和验证，以提升制造过程和产品设计的效率和准确性。
虚拟制造可以帮助制造企业在产品研发阶段预测问题和优化设计，减少试错成本和开发周期。
此外，虚拟制造还可以对生产线进行仿真和优化，提高生产能力和质量稳定性。
四、可持续制造的倡导可持续制造是未来现代制造工艺的发展方向之一。
在资源紧缺和环境污染日益严重的背景下，制造企业需将可持续发展理念融入到产品设计和生产过程中。
可持续制造包括绿色设计、清洁生产、循环利用等方面的内容，旨在减少资源消耗和环境污染。
未来的制造工艺将更加注重可持续性，致力于打造更环保、高效的制造模式。
五、人工智能在制造中的应用随着人工智能技术的不断发展，它在现代制造工艺中的应用也越来越广泛。
人工智能可以通过数据分析和机器学习算法，实现对生产过程的优化和智能化控制。
例如，在质量控制方面，人工智能可以通过图像识别技术进行缺陷检测和质量分析。
在供应链管理方面，人工智能可以通过预测需求和优化物流，提高供应链的效率和反应速度。
展望未来，现代制造工艺将继续以智能化、数字化和可持续化为核心，不断推动制造业的创新和发展。
虚拟现实的应用领域及发展现状
虚拟现实的应用领域及发展现状摘要：虚拟现实技术已经发展很多年，虚拟现实的应用领域也越来越广泛，最初是用于军事仿真，近年来在城市规划，室内设计,文物保护，交通模拟，虚拟现实游戏，工业设计，远程教育等方面都取得了巨大的发展，虚拟无限相信，这是不可逆转的趋势，并且会运用更加广泛。
关键字：虚拟现实技术、应用领域、发展现状、展望虚拟现实技术已经发展很多年，虚拟现实的应用领域也越来越广泛，最初是用于军事仿真，近年来在城市规划，室内设计,文物保护，交通模拟，虚拟现实游戏，工业设计，远程教育等方面都取得了巨大的发展，虚拟无限相信，这是不可逆转的趋势，并且会运用更加广泛。
一、虚拟现实的应用领域1．远程教育与教学培训VR 技术用于教育是一种非常有意义的潜在市场，利用 VR 将实际过程与理论分析合二为一的课程教育是一个新的教学形式。
国内外一些高等院校成功开发了基于集成声音、图像及其他多媒体技术的三维空间的远程教育中心，它制造了一个完全立体化的模型，虚拟出真实的校园环境，用户进入教育中心如同进入真正的学校一样，可以进行提问、考试等，进行实时教学和交流。
例如，美国怀俄明州的卡斯帕的一些中学生，有幸从 1993 年开始试验用这种技术进行上课。
每个学生都有一台个人计算机、特殊的头盔眼镜、数据手套和操纵杆。
学生可以用 VR 技术在太阳系里飞行，也可以进入人体内的细胞里，可以学习计算机内部结构，还可以沿尼罗河漂流而下，也可以建造一座早期的城堡。
用 VR 技术学习既生动又有趣。
2．商业现实生活中，我们所看到的电视画面以及社会大力推行的网上远程购物等，通常商家只是把所售与推荐的商品的图片，加以扫描，以平面的形式贴在网上，顾客远程所看到的只是平面的、单一的商品画面与真伪难辩的文字介绍，而无法了解商品各个点面的具体特和内质。
对于那些期望与客户建立直接联系的公司，尤其是那些在他们的主页上向客户发送电子广告的公司， VR 技术具有特别的吸引力。
云制造典型特征、关键技术与应用
云制造典型特征、关键技术与应用云制造典型特征、关键技术与应用引言随着信息技术和制造业的快速发展，云制造作为新兴制造模式应运而生，并日益受到广泛关注。
云制造运用云计算、物联网、大数据等技术，在制造过程中实现资源共享与集成，提升制造效率和灵活性。
本文将从云制造的典型特征、关键技术和应用领域进行详细阐述。
一、云制造的典型特征1. 资源共享与集成：云制造通过云平台实现制造资源（包括设备、工具、知识等）的共享与集成，避免资源冗余和重复投资，提高资源利用率。
2. 虚拟化制造：云制造通过虚拟化技术将实体制造过程转化为虚拟制造过程，在虚拟环境中进行仿真、优化和决策，提高生产效率和品质。
3. 网络化协同：云制造通过网络平台实现企业内外的协同合作，包括设计、生产、供应链等环节，提高信息流、物流和资金流的运行效率。
4. 灵活智能制造：云制造通过智能技术实现生产过程的自动化和智能化，提高制造的灵活性和适应性，实现个性化定制和高度柔性生产。
二、云制造的关键技术1. 云计算技术：云计算是云制造的基础，通过虚拟化和分布式计算实现资源的共享和灵活调度，提高资源的利用率和成本效益。
2. 物联网技术：物联网技术实现物理设备与互联网的连接，实现设备状态的实时监测和数据的实时采集，为云制造提供实时数据支持。
3. 大数据技术：云制造中涉及大量的数据收集、管理和处理，大数据技术能够对这些数据进行挖掘和分析，从中获取有价值的信息，支持决策和优化。
4. 人工智能技术：人工智能技术包括机器学习、智能优化等，能够对制造过程进行智能化管理和控制，提高生产效率和产品质量。
5. 虚拟仿真技术：虚拟仿真技术能够将实体制造过程转化为虚拟环境，在虚拟环境中进行仿真、优化和决策，提高制造的效率和品质。
三、云制造的应用领域1. 个性化定制制造：云制造能够实现个性化定制制造，通过云平台上的柔性资源共享和集成，满足不同用户的个性化需求。
2. 远程协同制造：云制造可以实现企业内外的协同合作，通过云平台，企业可以与供应商、合作伙伴等进行实时交流和协作，实现远程协同制造。
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。
浅谈虚拟制造技术与汽车制造工艺的发展
浅谈虚拟制造技术与汽车制造工艺的发展摘要：随着我国经济不断发展，人们生活水平质量不断上升，在这种背景下，推动了我国汽车行业发展。
结合我国当前发展趋势，虚拟制造技术广泛应用于各个领域。
本文在介绍我国虚拟制造技术的发展历程中，通过分析和总结，评述其技术现状，研究未来发展方向。
以此推动我国制造技术的快速进步。
关键词：虚拟制造技术；计算机信息技术；汽车制造工艺；发展0 引言随着社会的发展和科学技术的日新月异，计算机信息技术和网络科学技术为制造行业发挥了空前作用，促进了我国制造行业迈入高速化发展时期。
整个行业都向自动化、信息化、数字化发展。
由此出现了许多的新型制造模式，其中虚拟制造技术就是最重要的一种。
简而言之，虚拟制造技术就是根据市场需要，通过计算机建模和仿真作用进行三维虚拟设计、动态模拟、程序仿真、装配调试，等使制造工艺更加简洁方便，缩短产品生产周期，大大节约开发时间和设计成本，此外它不消耗任何能源，节能省时，低能高效，因此，近年来，在汽车制造中获得了广泛推广及应用。
1 虚拟制造技术概况虚拟制造技术是创始于20世纪末期的新型先进技术，通过对产品性能进行模拟和预测，综合运用建模、仿真、测试等技术改进设计加强生产。
由于其广泛的应用前景，许多发达国家都纷纷对其进行研究，不少国家取得了很大的进展。
同时，我国许多高等学府的科研单位也投入了研究工作，且在技术取得了一定的成就。
虚拟制造技术研究方向广阔，内容复杂，这与不同的应用技术和研究对象有着紧密联系。
虽然我国开始接触时间不长，但是科研人员对虚拟制造技术已经有了独到的见解。
1.1 虚拟制造技术的基本特点采用计算机信息技术进行高度集成和全方位仿真。
通过组合资源、过程、产品等模型仿真设计经营方案、生产活动等行为。
不断优化各类配置，由此可保证制造系统的合理性和科学性。
这些因素都为当前我国汽车行业的发展提供了更多的平台。
而在实际操作中，虚拟制造技术就是通过计算机的映射对其本质进行体现。
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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：1 99 5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。
其研究也多数是在原先的CAD／CAE／CAM和仿真技术等基础上进行的。
目前主要集中在虚拟制造技术的理论研究和实施技术准备阶段，系统的研究尚处于国外虚拟制造技术的消化和与国内环境的结合上。
当前我国虚拟制造应用的重点研究方向是基于我国国情的产品三维虚拟设计，加工过程仿真和产品装配仿真。
主要是研究生成可信度高的虚拟样机，以便在早期预先对所设计产品的最终性能和可制造性作出预测。
目前多集中在对产品性能具有高科技含量要求的行业中，如航空航天、军事、精密机床和微电子等领域。
VM 技术的研究内容很多，也很复杂，都与特定的应用环境和对象相联系，贯穿虚拟产品的整个过程，目前我国的研究主要集中在三个方面：
a ）以设计为中心的VM：这类VM 是将有关制造信息加入到产品设计和工艺设计过程中，在计算机上进行数字化模拟，仿真多种制造方案和应用模型，评估各种生产过程和环境，优化产品设计和工艺设计，对于产品制造预先做出正确决策。
其主要支持技术包括特征造型、面向数学的模型设计及加工过程的仿真技术；主要应用领域包括造型设计、热力学分析、运动学分析、动力学分析、容差分析和加工过程仿真；
b ）以生产为中心的VM：这类VM 是将仿真技术加到生产过程模型中，有效评价生产计划和加工过程，检验新工艺流程的可信度、产品生产效率和资源应用状况，从而优化制造环境和生产过程。
其主要支持技术包括虚拟现实技术和嵌入式仿真技术，主要应用领域包括工厂或产品的物理布局及生产计划的编排；
c ）以控制为中心的VM：这类VM 是将仿真技术加到控制模型和实际生产过程中，提供实际生产过程的仿真环境，评估车间生产活动，达到优化制造过程的目的。
其主要支持技术包括对离散制造——基于仿真的实时动态调度和对连续制造——基于仿真的最优控制。
虚拟制造发展展望
虚拟制造的发展表明，从它的概念提出开始，就是研究与应用紧密结合的产物。
尽管虚拟制造还有许多重大技术难题需要人们继续努力去解决，但新的环境对虚拟制造技术提出了新的需求。
在这些方面，基于INTERNET的虚拟制造技术以及进一步发展为基于制造网格的虚拟制造应是需要特别关注的技术前沿课题。
1．基于INTERNET的虚拟制造
计算机网络技术的发展和制造资源、仿真资源的分布化使分布式虚拟制造成为一种必然趋势。
加工过程大量非线性问题的计算及企业对工艺设计快速响应的需求，要求建立高性能并行计算环境并结合工艺设计开展高性能计算，包括铸造工艺仿真、锻压及冲压工艺仿真、焊接工艺仿真、切削工艺仿真等，基于网络的并行计算、分布式仿真是分布式虚拟制造研究的重要内容。
基于Internet的异构环境下的协同产品开发和远程实时测试更是互联网环境下分布式
虚拟制造迫切需求，因此开展基于B／S结构的虚拟协同设计环境、图形图像在INTERNET快速传输、避免资源争夺而引起死锁协同控制机制等的研究，利用WWW技术，开展关于HTML
／VRML、CGI技术、Multicast技术、Java、Web service技术等，对文字、图形、图像、声音、动画的集成研究是当前研究的热点。
2．基于网格的虚拟制造
随着互联网技术的发展，网络化制造成为未来制造业越来越显著的特征。
网络化制造是指制造企业基于网络技术开展产品设计、制造、销售、采购、管理等一系列活动的总称。
其核心是利用网络，特别是Internet，跨越不同的企业之间存在的空间差距，实现产品商务的协同、产品设计的协同、产品制造的协同和供应链的协同，从而缩短产品的研制周期和研制费用，提高整个产业链和制造群体的竞争力。
网络化制造的进一步发展是制造网格，为适应制造网格的发展，基于制造网格的虚拟制造应是虚拟制造技术进一步发展的方向，其目标是：在动态变化的多个虚拟企业间共享虚拟制造资源和协同解决复杂产品在计算机上本质实现问题，使得人们利用虚拟制造技术解决产品全生命周期各阶段的问题就像我们今天使用电力网格解决生产、生活中问题一样方便、有效。
VMT应用在以下几个方面：
1．虚拟企业。
虚拟企业的建立，其中有一条最重要的原因是因为各企业本身无法单独满足市场需求，迎接市场挑战。
因此，为了快速响应市场的需求，围绕新产品开发，利用不同地域的现有资源、不同的企业或不同地点的工厂，重新组织一个新公司。
该公司在运行之前，必须分析组合是否最优，能否协调运行，并对投产后的风险、利益分配等进行评估。
这种联作公司称为虚拟公司，或者叫动态联盟，是一种虚拟企业，它具有集成性和实效性两大特点的经济实体。
在面对多变的市场需求下，虚拟企业具有加快新产品开发速度，提高产品质量，降低生产成本，快速响应用户的需求，缩短产品生产周期等优点。
因此虚拟企业是快速响应市场需求的部队，能在商战中为企业把握机遇和带来优势。
2．虚拟产品设计。
例如飞机、汽车的外形设计，其形状是否符合空气动力学原理，运动过程中的阻力，其内部结构布局的合理性等。
在复杂管道系统设计中，采用虚拟技术，设计者可以“进入其中”进行管道布置，并可检查能否发生干涉。
在计算机上的虚拟产品设计，不但能提高设计效率，而且能尽早发现设计中的问题，从而优化产品的设计。
3．虚拟产品制造。
应用计算机仿真技术，对零件的加工方法、工序顺序、工装的选用、工艺参数的选用，加工工艺性、装配工艺性、配合件之间的配合性、连接件之间的连接性、运动构件的运动性等均可建模仿真，可以提前发现加工缺陷，提前发现装配时出现的问题，从而能够优化制造过程，提高加工效率。
4．虚拟生产过程。
产品生产过程的合理制定、人力资源、制造资源、物料库存、生产调度、生产系统的规划设计等，均可通过计算机仿真进行优化，同时还可对生产系统进行可靠性分析，对生产过程的资金进行分析预测，对产品市场进行分析预测等，从而对人力资源、制造资源的合理配置，对缩短产品生产周期，降低成本意义重大。
参考文献
[1] 杨海成，祁国宁制造信息化技术的发展趋势［J ］中国机械工程，2004 ，（10 ）：1 693-1696
[2] 蔡南武虚拟制造技术的研究现状与发展展望石油机械 2005,33(9)
[3] 王宏典，张友良虚拟制造技术及其应用，1998，17(3)477—479
[4] 马建民，刘智飞，吴道明，浅论我国虚拟制造技术的发展机械制造与自动化2006,35(5)
虚拟制造的发展
及应用。