虚拟制造技术(大连理工)[高级教资]
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生产为核心
优化资源 选择评价工艺 验证新工艺
新工艺及对应信息、如成本
控制为核心
优化车间控制 优化制造过程
质量 评估
车间机床 及控制系统
11
专业倾力
Virtual 4. 虚拟制造技术对企业的作用
Manufacturing
✓ 提供影响产品管理、设计、性能、制造成本、生产周期的相 关信息，以便使决策者做出正确决策
7
专业倾力
Virtual Manufacturing
以设计为中心的VM
Design-Centered VM
✓强调以统一制造信息模型为基础，对数字化产品模型 进行仿真与分析、优化，进行产品的结构性能、运动 学、动力学、热力学方面的分析和可装配性分析，获 得对产品的设计评估与性能预测结果，以便Baidu Nhomakorabea出正确 决策。
✓成功事例：美国波音公司波音777喷气式客机的研制。 仅用了3年零8个月时间，一次试飞成功，投入运营。 波音公司777客机数以万计的零部件中任何一种的设计， 观察、研究、讨论都是在计算机上完成，所有零部件 均是三维实体模型。可见虚拟产品设计给企业带来的 效益
8
专业倾力
应用事例
Virtual Manufacturing
基于这些因素，虚拟制造应运而生。 产品开发是基于数字化的虚拟产品开发方式,以用户的需求为
第一驱动，并将用户需求转化为最终产品的各种功能特征，保 证了产品开发的效率和质量，提高了企业的快速响应和市场开 拓能力。
6
专业倾力
Virtual 3. 1虚拟制造技术分类
Manufacturing
以设计为中心的VM 以生产为中心的VM 以控制为中心的VM
✓ 优化生产系统的设计，提高产品的设计质量及性能，减少设 计或生产缺陷
✓ 提高工艺规划和加工过程的合理性，优化制造质量
✓ 通过生产计划的仿真，优化资源配置和物流管理，实现柔性 制造和敏捷制造，缩短制造周期，降低生产成本。
12
专业倾力
Virtual 5.虚拟制造应用事例
Manufacturing
虚拟产品建模
以生产为中心的VM
Production-Centered VM
➢ 在企业资源的约束条件下，对企业的生产过程进 行仿真，对不同的加工过程及其组合进行优化。 它对产品的“可生产性”进行分析与评价，对制 造资源和环境进行优化组合，通过提供精确的生 产成本信息对生产计划与调度进行合理化决策。
应用事例
9
专业倾力
虚拟制造和仿真建模大大提 高了研发和制造效率。研发 团队可以用三维立体方式， 模拟任何内容，包括车身部 件、强度、动力系统性能、 碰撞性能等。如奥迪Q7车 头的一个碰撞试验需要100 万个数据来支持，电脑可以 在150毫秒内计算出结果。 这一时间比真车碰撞的时间 节省数千倍。
17
专业倾力
Virtual
Manufacturing
CAD/CAM
产品概念设计 设计为核心
优化产品设计、 工艺设计 加工方案评价
M! M2 M3 M4
M1：已有的模型和工艺 M2：日程模型、逻辑模型 M3：过程模型 M4：成品模型参数
供设计者参考的制造信息
虚拟产品原型 成本估算 新产品模型、工艺、制造信息
工厂资源（人、设备） 虚拟生产计划
13
专业倾力
Virtual Manufacturing
模拟加工过程
14
专业倾力
Virtual Manufacturing
测试检测
15
专业倾力
Virtual Manufacturing
汽车外形设计分析
16
专业倾力
Virtual Manufacturing
奥迪Q7虚拟碰撞两千次 汽车研发三维仿真
美国波音公司波音777飞机的 研制
Manufacturing
在模拟碰撞实验中，超级计 算机需要动用它的八个处理 器，工作22小时，研发人员 然后以毫米为单位休整，修 正后继续重复这一实验，当 开发完成，这款车已经经历 了大约2000虚拟碰撞，相 同的时间，如果用真车，只 能做40次，而且，碰撞过程 要毁掉40辆真车。
18
专业倾力
Virtual Manufacturing
Virtual Manufacturing
以控制为中心的VM
Control-Centered VM
➢ 将仿真技术引入控制模型，提供模拟实际生产过 程的虚拟环境，使企业在考虑车间控制行为的基 础上对制造过程进行优化控制。其目标是实际生 产中的过程优化，改进制造系统
10
专业倾力
Virtual 3.2 虚拟制造技术分类间关系
1.虚拟制造与其他先进制造技术的关 系
CIMS
4
专业倾力
Virtual 2. 虚拟制造技术产生的背景
Manufacturing
1.市场经济的变迁
随着经济的全球化和社会的信息化，市场竞争日益 激烈，顾客需求日趋多样化。
制造业为了在竞争激烈的全球市场求得生存与发展， 必须能够更好地满足市场所提出的T、Q、C、S要求， 来赢得市场与用户．面对不可预测、持续发展、快速 多变的市场需求，企业的生产活动必须具有高度的柔 性．
➢最短的产品开发周期(Time)，
➢最优质的产品质量（Quality），
➢最低廉的制造成本（Cost）
➢最好的技术支持与售后服务（Service）
．5
专业倾力
Virtual 2. 虚拟制造技术产生的背景
Manufacturing
为了提高竞争能力，企业应当能够对市场需求的变化作出 快速敏捷的反应，并及时地对自身的生产作出合理的调整 与重新规划．计算机软硬件技术及网络技术的迅速发展为 实现这一目标提供了强有力的支持。
➢通过三维模型及动画，实现产品的设计、工艺规划、 加工制造、性能分析、质量检验，以及企业各级过程 的管理与控制等制造的本质过程;
2
专业倾力
Virtual 什么是虚拟制造？
Manufacturing
实际制过程
3
虚 拟 制 造 和 实 际 制 造 的 区 别 ？
专业倾力
虚拟制造过程
Virtual Manufacturing
Virtual Manufacturing
虚拟制造技术
报告人： 指导老师：
1
专业倾力
Virtual 什么是虚拟制造
Manufacturing
虚拟制造：Virtual Manufacturing(VM)
虚拟制造是实际制造过程在计算机上的本质实现。 ➢采用计算机仿真与虚拟现实技术，在高性能计算机及 高速网络的支持下，在计算机上群组协同工作;
优化资源 选择评价工艺 验证新工艺
新工艺及对应信息、如成本
控制为核心
优化车间控制 优化制造过程
质量 评估
车间机床 及控制系统
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专业倾力
Virtual 4. 虚拟制造技术对企业的作用
Manufacturing
✓ 提供影响产品管理、设计、性能、制造成本、生产周期的相 关信息，以便使决策者做出正确决策
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专业倾力
Virtual Manufacturing
以设计为中心的VM
Design-Centered VM
✓强调以统一制造信息模型为基础，对数字化产品模型 进行仿真与分析、优化，进行产品的结构性能、运动 学、动力学、热力学方面的分析和可装配性分析，获 得对产品的设计评估与性能预测结果，以便Baidu Nhomakorabea出正确 决策。
✓成功事例：美国波音公司波音777喷气式客机的研制。 仅用了3年零8个月时间，一次试飞成功，投入运营。 波音公司777客机数以万计的零部件中任何一种的设计， 观察、研究、讨论都是在计算机上完成，所有零部件 均是三维实体模型。可见虚拟产品设计给企业带来的 效益
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专业倾力
应用事例
Virtual Manufacturing
基于这些因素，虚拟制造应运而生。 产品开发是基于数字化的虚拟产品开发方式,以用户的需求为
第一驱动，并将用户需求转化为最终产品的各种功能特征，保 证了产品开发的效率和质量，提高了企业的快速响应和市场开 拓能力。
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专业倾力
Virtual 3. 1虚拟制造技术分类
Manufacturing
以设计为中心的VM 以生产为中心的VM 以控制为中心的VM
✓ 优化生产系统的设计，提高产品的设计质量及性能，减少设 计或生产缺陷
✓ 提高工艺规划和加工过程的合理性，优化制造质量
✓ 通过生产计划的仿真，优化资源配置和物流管理，实现柔性 制造和敏捷制造，缩短制造周期，降低生产成本。
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专业倾力
Virtual 5.虚拟制造应用事例
Manufacturing
虚拟产品建模
以生产为中心的VM
Production-Centered VM
➢ 在企业资源的约束条件下，对企业的生产过程进 行仿真，对不同的加工过程及其组合进行优化。 它对产品的“可生产性”进行分析与评价，对制 造资源和环境进行优化组合，通过提供精确的生 产成本信息对生产计划与调度进行合理化决策。
应用事例
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专业倾力
虚拟制造和仿真建模大大提 高了研发和制造效率。研发 团队可以用三维立体方式， 模拟任何内容，包括车身部 件、强度、动力系统性能、 碰撞性能等。如奥迪Q7车 头的一个碰撞试验需要100 万个数据来支持，电脑可以 在150毫秒内计算出结果。 这一时间比真车碰撞的时间 节省数千倍。
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专业倾力
Virtual
Manufacturing
CAD/CAM
产品概念设计 设计为核心
优化产品设计、 工艺设计 加工方案评价
M! M2 M3 M4
M1：已有的模型和工艺 M2：日程模型、逻辑模型 M3：过程模型 M4：成品模型参数
供设计者参考的制造信息
虚拟产品原型 成本估算 新产品模型、工艺、制造信息
工厂资源（人、设备） 虚拟生产计划
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专业倾力
Virtual Manufacturing
模拟加工过程
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专业倾力
Virtual Manufacturing
测试检测
15
专业倾力
Virtual Manufacturing
汽车外形设计分析
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专业倾力
Virtual Manufacturing
奥迪Q7虚拟碰撞两千次 汽车研发三维仿真
美国波音公司波音777飞机的 研制
Manufacturing
在模拟碰撞实验中，超级计 算机需要动用它的八个处理 器，工作22小时，研发人员 然后以毫米为单位休整，修 正后继续重复这一实验，当 开发完成，这款车已经经历 了大约2000虚拟碰撞，相 同的时间，如果用真车，只 能做40次，而且，碰撞过程 要毁掉40辆真车。
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专业倾力
Virtual Manufacturing
Virtual Manufacturing
以控制为中心的VM
Control-Centered VM
➢ 将仿真技术引入控制模型，提供模拟实际生产过 程的虚拟环境，使企业在考虑车间控制行为的基 础上对制造过程进行优化控制。其目标是实际生 产中的过程优化，改进制造系统
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专业倾力
Virtual 3.2 虚拟制造技术分类间关系
1.虚拟制造与其他先进制造技术的关 系
CIMS
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专业倾力
Virtual 2. 虚拟制造技术产生的背景
Manufacturing
1.市场经济的变迁
随着经济的全球化和社会的信息化，市场竞争日益 激烈，顾客需求日趋多样化。
制造业为了在竞争激烈的全球市场求得生存与发展， 必须能够更好地满足市场所提出的T、Q、C、S要求， 来赢得市场与用户．面对不可预测、持续发展、快速 多变的市场需求，企业的生产活动必须具有高度的柔 性．
➢最短的产品开发周期(Time)，
➢最优质的产品质量（Quality），
➢最低廉的制造成本（Cost）
➢最好的技术支持与售后服务（Service）
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专业倾力
Virtual 2. 虚拟制造技术产生的背景
Manufacturing
为了提高竞争能力，企业应当能够对市场需求的变化作出 快速敏捷的反应，并及时地对自身的生产作出合理的调整 与重新规划．计算机软硬件技术及网络技术的迅速发展为 实现这一目标提供了强有力的支持。
➢通过三维模型及动画，实现产品的设计、工艺规划、 加工制造、性能分析、质量检验，以及企业各级过程 的管理与控制等制造的本质过程;
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专业倾力
Virtual 什么是虚拟制造？
Manufacturing
实际制过程
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虚 拟 制 造 和 实 际 制 造 的 区 别 ？
专业倾力
虚拟制造过程
Virtual Manufacturing
Virtual Manufacturing
虚拟制造技术
报告人： 指导老师：
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专业倾力
Virtual 什么是虚拟制造
Manufacturing
虚拟制造：Virtual Manufacturing(VM)
虚拟制造是实际制造过程在计算机上的本质实现。 ➢采用计算机仿真与虚拟现实技术，在高性能计算机及 高速网络的支持下，在计算机上群组协同工作;