虚拟制造技术的发展与应用研究

这 三 类 虚 拟 制 造 的 比较 见 表 １ ：
类型 目标 要解决的问题 设计出来的产品是什么样的？ 这样组织生产合理吗？ 应如何去控制？
４ ４项 技 术 。
虚 拟 现实 技 术
” 拟 现 实 ”ｖ １ 的 概 念 是 ２ 虚 ｒＲ ， ０世 纪 ８ Ｏ年 代 初 美 国 公 司 的 创 建 人 之 一 提 出来 的． 认 为． 拟 现 实 意 味着 ”用 电子 计 算 机 他 虚 合 成 的人 工 世 界 。 ”虚 拟 现 实 强 调 ”身 临其 境 ”的 感 觉 。 们 可 人 以在 虚 拟 环 境 中看 、 、 摸 、 作 物 体 ， 同 在 现 实 环 境 中一 听 触 操 如
产 品 设 计 及 工 艺过 程存 在 的 问题
虚 拟 制 造 涉 及 的技 术 领 域 十 分 广 泛 ． 其 软 件 实 现 和人 机 从
性 、成 本 等 进 行 分 析． 化 产 品 设 计 和 工 艺 设 计 ， 优 以期 尽 早 发 现 接 口而 言 ． 拟 制 造 的 实 现 在 很 大 程 度 上 取 决 于 虚 拟 现 实技 术 虚
实施 虚 拟 制 造 的 收 益 ， 拟 制 造 的 关键 技 术 及 目前 的 研 究 与 应 用 现 状 等 ， 对 虚 拟 制 造 的 应 用 前 景 及 发 展 方 向进 行 展 望 。 虚 并
【 关键词】 虚拟制造（ Ｍ） ： Ｖ ； 实际制造（Ｍ） 用关键技术 Ｒ ； 应
虚 拟 制 造 技 术 正 是在 强 调 柔 性 和 快 速 的前 提 下 于 世 纪 年 代 计 一 规 模 化 大 生 产 的 串行 式 结 构 ． 有 在 试 制 出样 品 后 才 进 行 只
２１ ０ ０年第 ７期
福
建 电
脑
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虚 拟制造技术 的发展 与应用研 究
彭 纳
（西 南科 技 大 学计 算机 学 院 四 川 绵 阳 ６ １ １ ） ２００
【 摘
要 】 对虚 拟制造技 术 的发 展与应 用进行 论述重点介 绍虚拟制造 产生的 背景相 涵义虚拟制造与 实际制 造的关 系， ：
（ 降 低 资 源 消耗 。 由 于虚 拟 制 造 在 计 算 机 中 进 行 ， 不 消 ３ １ 并
ｆ１ 高 企 业 柔 性 生 产 能 力 。 强 企 业 决 策 准 确 性 。 决 策 者 ４提 增 可以在虚 拟制 造 中了解产 品性能 、 造成本 、 产进度 等信息 ， 制 生
类 ． 出 了”个 中心 ”的 分 类 方 法 ， ”以 产 品 为 中 心 的 虚 拟 制 耗 实 际生 产 所 需 的 物 理 材 料 ． 少 了材 料 浪 费 和 刀 具 磨 损 提 即 减
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
没 有 统 一 的 定 义 ． 月 在 美 国 俄 亥 俄 州 举 办 的虚 拟 制 造 用 户 专 加 工 方 案 的 不 足 ． 高 了产 品质 量 年 提
题 讨 论 会 上 ． 们 根 据 来自百度文库 造 过 程 的侧 重 点 不 同将 虚 拟 制 造 分 为 人
造 ”、 ”以生 产 为 中 心 的 虚 拟 制 造 ”和 － 以控 制 为 中心 的虚 拟 制 － 造 ”． 得 国际 学 术 界 的 认 同 获
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
” 以产 品为 中心 的虚 拟 制 造 ”是 将 制 造 信 息 加 人 到 产 品设 有 助 于决 策 者 把 握 利 润 与 风 险 之 问 的 平 衡
计 与 工 艺 设 计 过 程 中． 计 算 机 中 生 成 制 造 过 程 原型 ． 多种 制 虚 拟 制造 的关 键 技 术 在 对 造 方 案 进 行 仿 真 ， 数 字 化 产 品 模 型 的性 能 、 制 造 性 、 装 配 对 可 可
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