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2008-12-17 21:02 |
工業(yè)設計中的虛擬制造技術
虛擬制造技術是利用計算機技術對所要進行的生產和制造活動進行全面的建模和仿真，包括產品的設計、加工、裝配、物流、資源計劃和調配、組織和管理等。在產品的設計階段就實時地模擬出產品的形狀和工作狀況、制造過程、檢查產品的可制造性和設計合理性、預測其制造周期和使用性能，以便及時修改設計，更有效地靈活組織生產，縮短產品研制周期，獲得最佳的產品質量和效益。 u{ \`*dNx
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近幾年，工業(yè)發(fā)達國家均著力于虛擬制造的研究與應用。在美國。NIST(National Institute of Standards and Technology)正在建立虛擬制造環(huán)境(稱之為國家先進制造測試床National Advanced Manufacturing Testbed，NAMT)，波音公司與麥道公司聯手建立了MDA(Mechanical Design Automation)，在德國，Darmstatt技術大學Fraunhofer計算機圖形研究所，加拿大的Waterloo大學，比利時的虛擬現實協會等均先后成立了研究機構，開展虛擬制造技術的研究。 "r|O /
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一、虛擬制造的定義 #oc T4
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如前所述，“虛擬制造”是近幾年由美國首先提出的一種全新概念。什么是虛擬制造?它包括哪些內容?這些至今仍然是人們討論的問題。很多人曾為虛擬制造進行定義，比較有代表性有： LxG :?=O.
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佛羅里達大學Gloria J．Wiens的定義是：虛擬制造是這樣一個概念，即與實際一樣在計算機上執(zhí)行制造過程。其中虛擬模型是在實際制造之前用于對產品的功能及可制造性的潛在問題進行預測。(VM is a concept of executing manufacturing processes in computers as well as in the real world，where virtual models allow for prediction of potential problems for product functionality and manufacturability before real manufacturing occurs．)該定義強調VM“與實際一樣”“虛擬模型”和“預測”，即著眼于結果。 8 Y4YE(x5
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美國空軍Wright實驗室的定義是“虛擬制造是仿真、建模和分析技術及工具的綜合應用，以增強各層制造設計和生產決策與控制。(VM is the integrated application of simulation，modeling and analysis technologies and tools to enhance manufacturing design and production decisions and control at all process levels.)該定義著眼于手段。 j7i[z>:Y
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另一個有代表性的定義是由馬里蘭大學Edward Lin&etc給出的，“虛擬制造是一個用于增強各級決策與控制的一體化的、綜合性的制造環(huán)境�！�(VM is an integrated，synthetic manufacturing environment exercised to enhance all levels of decision and control.)，則著眼于環(huán)境。 6v.*%E*P
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顯然，上述定義強調的方面是不同的，甚至也有人認為沒有必要只有一種定義。但是為了討論和交流，普遍認為，對VM進行定義是有必要的。 kKCkjA:o##
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綜合目前國際上有代表性的文獻，對虛擬制造給出如下定義：虛擬制造是實際制造過程在計算機上的本質實現，即采用計算機仿真與虛擬現實技術，在計算機上群組協同工作，實現產品的設計、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質量檢驗，以及企業(yè)各級過程的管理與控制等產品制造的本質過程，以增強制造過程各級的決策與控制能力。
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可以看到，“虛擬制造”雖然不是實際的制造，但卻實現實際制造的本質過程，是一種通過計算機虛擬模型來模擬和預估產品功能、性能及可加工性等各方面可能存在的問題。提高人們的預測和決策水平，使得制造技術走出主要依賴于經驗的狹小天地，發(fā)展到了全方位預報的新階段。簡要表示了虛擬制造與實際制造的聯系與區(qū)別。 !iZ*Z
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